Le projet SKYLON

[Geb]

est-ce que tes nombreuses lectures t'ont permis de savoir par quels moyens ils évitaient le givre lors du refroidissement? Est-ce qu'ils extraient l'eau ou est-ce que la pression reste toujours inférieure à la pression de saturation (de l'eau)? De toutes façons il n'y a pas 50 possibilités.

Je t’avais déjà divulgué quelques unes de mes sources dans la discussion suivante :

http://forums.futura-sciences.com/co...ml#post4284001

Comme tu le sais déjà, Alan Bond et ses collègues du temps de HOTOL ont déposés plusieurs brevets à ce sujet (classés "top secret jusqu’à fin 1991").

Cependant, je doute que le système actuellement utilisé ait quoi que ce soit de commun avec le travail accompli chez Rolls-Royce dans les années 1980, pour la simple et bonne raison qu’Alan Bond cite plusieurs fois l’année 2004 comme l’annus mirabilis.

Par exemple, cet extrait d'un article de février 2004, que j’ai déjà cité à plusieurs reprises dans cette discussion :

A summary of Reaction Engines Ltd

Heat exchangers for aerospace propulsion must have a very large surface area within a very small volume. They must operate over a high pressure difference and span a temperature range from very high to very low. Above all, they must be very light. A further complication is caused by water in the earth’s atmosphere, which would freeze in the colder part of the heat exchanger unless properly controlled. Any advantage gained by having heat exchangers in aerospace engines would be more than cancelled out if this frost control problem were not fully solved.

REL has solved all these problems by using, among other ingenious innovations, very small diameter refractory metal tubing; a typical heat exchanger will comprise many thousands of such tubes. Fine Tubes Ltd successfully manufactured the first tubing to REL’s specification in 1999. The concept and detail of our core technologies is very innovative but they all use current manufacturing methods, existing technologies and known materials.

Following private investment in March 2001, an experimental demonstration of REL’s frost control technologies was undertaken. The program has already been very successful and has almost been completed. The current program, funded until March 2003, has been directed at resolving those areas of perceived difficulty relating to lightweight compact heat exchangers operating in a frosting environment and will demonstrate all the following:

- Liquid condensate management across the relevant temperature range.
- Manufacturing technology of heat exchangers with small diameter tubes made from Inconel 718.
- Low temperature heat exchanger operation in flowing conditions.
- High temperature, high stress creep resistance in furnace conditions.
- Confirm heat transfer and pressure loss predictions
- Confirm weight predictions for the heat exchanger and frost management system.

On December 2001 REL was awarded a SMART (Feasibility) Award by the Department of Trade and Industry to investigate the manufacturing processes involved in building pre-coolers, This programme is progressing well and is due to be completed in January 2003.

Il y a aussi un passage intéressant dans un article de l'édition de novembre 2009 du magazine Spaceflight (qui n'est plus accessible sur le net), publié par la British Interplanetary Society :

In recent years Reaction Engines has conducted vital studies on and development to the Skylon concept. The company undertook significant R&D work on its wind tunnel in 2004 which enabled successful frost control studies to take place in 2005.
The same year also saw the company's custom-designed engine testing facility come to fruition at the B9 test area at Culham Science Centre; the facility has been used to conduct cryogenic testing of components, and in particular, advanced heat exchangers.

Donc je crois pouvoir affirmer qu'en matière de système anti-givrage, la solution théorique a été imaginée après février 2004 et testée avec succès dès 2005.

Cordialement.
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[Geb]

J'ai pris la peine de recopier (comme je l'ai déjà fait dans cette discussion) un passage en page 140 et 141 d'un livre écrit par un historien de la NASA, T. A. Heppenheimer et intitulé :

Facing the Heat Barrier: A History of Hypersonics

C'est à propos du développement d'échangeurs de chaleur pour des propulseurs de type LACE (je rappelle que les moteurs développés par Alan Bond n'ont jamais été des LACE) chez Marquardt Company et AIResearch en 1963, chez McDonnell Douglas en 1986, chez Mitsubishi Heavy Industries entre 1987 et 1988, chez Pratt & Whitney en 1991 et chez Lockheed en 1992 :

There was good news in at least one area of LACE research: deicing. LACE systems have long been notorious for their tendency to clog with frozen moisture within the air that they liquefy. “The largest LACE ever built made around half a pound per second of liquid air,” Paul Czysz of McDonnell Douglas stated in 1986. “It froze up at six percent relative humidity in the Arizona desert, in 38 seconds.” Investigators went on to invent more than a dozen methods for water alleviation. The most feasible approach called for injecting antifreeze into the system, to enable the moisture to condense out as liquid water without freezing. A rotary separator eliminated the water, with the dehumidified air being so cold as to contain very little residual water vapor.³⁰
The NASP program was not run by shrinking violets, and its managers stated that its LACE was not merely to operate during hot days in the desert near Phoenix. It was to function even on rainy days, for the X-30 was to be capable of flight from anywhere in the world. At NASA-Lewis, James Van Fossen built a water-alleviation system that used ethylene glycol as the antifreeze, spraying it directly onto the cold tubes of a heat exchanger. Water, condensing on those tubes, dissolved some of the glycol and remained liquid as it swept downstream with the flow. He reported that this arrangement protected the system against freezing at temperatures as low as −55ºF, with the moisture content of the chilled air being reduced to 0.00018 pounds in each pound of this air. This represented removal of at least 99 percent of the humidity initially present in the airflow.³¹
Pratt & Whitney conducted tests of a LACE precooler that used this arrangement. A company propulsion manager, Walt Lambdin, addressed a NASP technical review meeting in 1991 and reported that it completely eliminated problems of reduced performance of the precooler due to formation of ice. With this, the problem of ice in a LACE system appeared amenable to control.³²
It was also possible to gain insight into the LACE state of the art by considering contemporary work that was under way in Japan. The point of departure in that country was the H-2 launch vehicle, which first flew to orbit in February 1994. It was a two-stage expendable rocket, with a liquid-fueled core flanked by two solid boosters. LACE was pertinent because a long-range plan called for upgrades that could replace the solid strap-ons with new versions using LACE engines.³³
Mitsubishi Heavy Industries was developing the H-2’s second-stage engine, designated LE-5. It burned hydrogen and oxygen to produce 22,000 pounds of thrust. As an initial step toward LACE, this company built heat exchangers to liquefy air for this engine. In tests conducted during 1987 and 1988, the Mitsubishi heat exchanger demonstrated liquefaction of more than three pounds of air for every pound of LH2. This was close to four to one, the theoretical limit based on the thermal properties of LH2 and of air. Still, it takes 34.6 pounds of air to burn a pound of hydrogen, and an all-LACE LE-5 was to run so fuel-rich that its thrust was to be only 6,000 pounds.
But the Mitsubishi group found their own path to prevention of ice buildup. They used a freeze-thaw process, melting ice by switching periodically to the use of ambient air within the cooler after its tubes had become clogged with ice from LH2. The design also provided spaces between the tubes and allowed a high-speed airflow to blow ice from them.³⁴
LACE nevertheless remained controversial, and even with the moisture problem solved, there remained the problem of weight. Czysz noted that an engine with 100,000 pounds of thrust would need 600 pounds per second of liquid air: “The largest liquid-air plant in the world today is the AiResearch plant in Los Angeles, at 150 pounds per second. It covers seven acres. It contains 288,000 tubes welded to headers and 59 miles of 3/32-inch tubing.”³⁵
Still, no law required the use of so much tubing, and advocates of LACE have long been inventive. A 1963 Marquardt concept called for an engine with 10,000 pounds of thrust, which might have been further increased by using an ejector. This appeared feasible because LACE used LH2 as the refrigerant. This gave far greater effectiveness than the AiResearch plant, which produced its refrigerant on the spot by chilling air through successive stages.³⁶
For LACE heat exchangers, thin-walled tubing was essential. The Japanese model, which was sized to accommodate the liquid-hydrogen flow rate of the LE-5, used 5,400 tubes and weighed 304 pounds, which is certainly noticeable when the engine is to put out no more than 6,000 pounds of thrust. During the mid-1960s investigators at Marquardt and AiResearch fabricated tubes with wall thicknesses as low as 0.001 inch, or one mil. Such tubes had not been used in any heat exchanger subassemblies, but 2-mil tubes of stainless steel had been crafted into a heat exchanger core module with a length of 18 inches.³⁷
Even so, this remained beyond the state of the art for NASP, a quarter-century later. Weight estimates for the X-30 LACE heat exchanger were based on the assumed use of 3-mil Weldalite tubing, but a 1992 Lockheed review stated, “At present, only small quantities of suitable, leak free, 3-mil tubing have been fabricated.” The plans of that year called for construction of test prototypes using 6-mil Weldalite tubing, for which “suppliers have been able to provide significant quantities.” Still, a doubled thickness of the tubing wall was not the way to achieve low weight.³⁸

Cordialement.

[Geb]

Voilà ce qu’on peut lire au sujet d’un système anti-givrage dans le cadre du programme de développement de l’ATREX-500. On a parlé longuement de ce programme japonais (à partir du message #218) dans cette discussion :

Countermeasures against the icing problem on the ATREX precooler (Sato et al., 2004)

Cette publication est basée sur un papier présenté à l’occasion du 52e Congrès International d’Aéronautique) qui s’était tenu à Toulouse du 1er au 5 octobre 2001.

Quelques extraits :

An expander cycle air-turbo ramjet engine (ATREX) (Fig. 1) has been developed in ISAS since 1986 as the propulsion system of a fly-back booster for a fully reusable TSTO space plane. It utilizes the atmospheric air as an oxidizer. From lift-off to Mach 3 compression is accomplished with a mechanical compressor and the ram compression to approximately Mach 6. Liquid hydrogen is the fuel and works thermodynamically along the expander cycle with hydrogen as a working fluid that recovers the thermal energy from the incoming atmospheric air and the regenerative cooling of the hot engine parts.

In 1992, its heat exchange and pressure recovery performances were researched by using several different types of scaled tube-bank models, which consisted of circular/elliptic tubes with/without fins with the parallel/counter/perpendicular flow types. Three shell-and-tube precoolers (Fig. 5) for the practical ATREX engine model were designed and tested step by step under the ground condition.

A severe frost problem (icing) caused by the water vapor in the airflow clearly emerged as the distance between tubes was decreased. This thick and sparse frost adversely affected the heat exchange and pressure recovery performance as well as increase of the weight. Study on the icing phenomenon has been researched by a preliminary test using single-row tube models and also by the engine firing tests. This paper shows these test results concerning the icing protection method which uses condensable gas like methanol.

Several icing protection methods have been devised as follows.

(1) Avoid the precooling below 6 km in altitude: The icing occurs below 5–6 km in altitude and within 2 min in time on the ATREX 6ight trajectory as shown in Fig. 6. Therefore, it is the simplest that the precooler is not operated in this period. However, the total engine mass becomes larger due to decrease of the engine thrust and specific impulse.

(2) Expand the intervals of tubes: To enlarge the intervals of tubes like the previous models (Type-I, -II) can avoid large pressure losses in such a short period. This treatment is necessary only on a few outermost rows of the tube bank because almost all of the frost formation is found on these parts. However, it causes the larger volume and lower performance of the precooler.

(3) Addition of the liquid oxygen: As the active method, liquid oxygen mist can be injected upstream of the precooler to reduce the frost formation rate, because the water vapor is changed liquid and/or solid particles by cooling [1]. Oxygen is also effective to be use as the oxidizer. However, this system needs a large amount of liquid oxygen, which corresponds to 10–20% for the air mass flow, and a complex injection system. Moreover, it is difficult to accomplish the uniform LOX injection because the liquid oxygen easily changes gaseous phase. This method was applied in the ATREX ground test in 1999 by using the liquid nitrogen and oxygen [2]. Decrease of the thrust was compensated by the coolant injection with decrease of the pressure loss of 50% in 70 s run. However, the temperature distortion on the precooler exit was enlarged due to the non-uniformity of the injection pattern.

(4) Addition of the condensable additive: Another innovative method was proposed is a condensable additive is mixed with the incoming air. Fig. 7 shows the schematics of frost formation. The additive is condensed or sublimated together with water vapor on the heat exchanger surface. Compound frost layer (Fig. 7(b)) has higher density compared with pure water frost (Fig. 7(a)). Still more, the growth speed of the frost layer may be slow by the reduction of the aperture (Fig. 7(c)). As the result, increase of density and decrease of frost thickness are expected. It was confirmed by using the ethanol with a small heat exchanger [3]. The advantage of this method is that the amount of required ethanol is very small that is almost same as the water vapor included in the air. We have continued to clear what is the most effective additive and why as shown in the following sections.

On a préféré, encore une fois, l'injection de méthanol.

Cordialement.

[Geb]

Nous avions également évoqué les travaux du chercheur Russe Vladimir Balepin sur son cycle KLIN appliqué à un "Deeply-Cooled TurboJet engine" (DCTJ), d'abord en Russie, puis aux États-Unis, au sein de la société MSE Technology Applications Inc. et avec le soutien de l'Air Force américaine.

Voici le brouillon d'un papier soumis en juillet 2000 :

KLIN Cycle Engine - Deeply Cooled Turbojet (DCTJ) Engine Performance Formulation

Un extrait :

Subcooled oxygen injection in the amount of 10% of the airflow in front of precooler prevents icing and provides an approximately 20% DCTJ thrust increase with the same engine mass.

Apparemment, le Dr. Balepin préférait la solution 3 du papier sur l'ATREX-500, c'est-à-dire l'injection d'oxygène liquide dans les premières phases du vol. Dans son concept, le véhicule que j'ai appelé la "limousine de l'espace" dans le message #60 de cette discussion, grimpe au-dessus de la stratosphère (aux altitudes plus élevées il n'y a plus d'eau) à une vitesse subsonique (Mach 0,8), avant d'entamer son accélération aérobie jusqu'à Mach 6,5.

Cordialement.

[EspritTordu]

Bonjour,

A la lecture des différentes pages, le projet Skylon me semble prometteur. Je ne suis pas spécialiste pour autant, mais, c'est le seul qui donne une impression de maîtrise de développement d'un domaine nouveau dans lequel on met tout de notre côté pour atteindre l'objectif et quitte que l'engin soit laid et qu'on fasse beaucoup de concession vers des solutions déjà éprouvées!

Skylon n'est ni trop ambitieux, ni trop peu?

Skylon, dans son concept, est assez innovant. Depuis plusieurs décennies que l'on conçoit des engins pour aller dans l'espace (et même ceux que l'on va créer pour les deux décennies suivantes), on a toujours conçu ces derniers dans le vide ou sans se préoccuper de ce qu'il y a autour comme un atout et non pas comme une contrainte annexe à rapporter après les premières esquisses. On sait que les lanceurs, sont les goulots du développement spatial : tout ce qui se fait dans l'espace est conditionné par le lanceur : taille, masse, fragilité, coût... On sait que l'effort de ces lanceurs, dont d'ailleurs c'est le rôle le plus important qui leur est attribué, se trouve au début du vol, où la gravité est la plus forte. On sait que pour économiser, il faut aller le plus vite durant cette phase. Mais dans cette phase se trouve l'ennuyeuse et lourde contrainte de traverser un fluide, l'atmosphère, qui est frein dynamique d'autant plus efficace que l'engin va vite. Je devrais dire d'autant plus gaspillant l'énergie de la fusée. Arrivée dans l'espace vide, les performances du lanceur, se trouvent être mois exigeantes, au point que des moteurs ioniques ridicules sont parfois plus efficaces...
Skylon, du moins son concept, optimise finalement l'envoi dans l'espace : on confie la période la plus critique à un engin optimisé et on concède le reste à d'autres engins, différents, mais adaptés alors au reste du voyage. Skylon ne lutte pas contre l'atmosphère, il l'utilise, lui, elle lui sert de soutient pour ces ailes, aidant à porter un peu de la masse de l'engin, et lui fournit un des deux composants du carburant! Mais cela à un prix, l'engin ne peut prétendre à monter très haut. Soit ! Mais avouez qu'un Skylon fasse le voyage Terre-Mars? C'est ridicule : le revêtement thermique, le train d'atterrissage, le moteur aérobie, les ailes, le moteur fusée lourd, tous des systèmes alors inutiles!

Cela revient-t-il à catégoriser Skylon comme une nouvelle famille d'engin spatial? Comme un engin à puit gravitationnel? Allez même, comme ascenseur à puit gravitationnel?
On pourrait poussez l'idée plus loin, Un Skylon navette sur la Terre, Un Skylon navette sur Mars, un troisième engin de transport entre les deux planètes, et voilà notre autoroute interplanétaire!


J'ai quelques questions s'il vous plaît:

1-Revêtement. Que se passe-t-il en cas d'avarie mécanique du revêtement thermique : égratignure profonde, trou...? Perd-t-on l'engin complet, un peu comme la navette spatiale et ses ailes percées? Cela ne conditionnerait-t-il pas au moins une maintenance exigeante à évaluer l'état complet du revêtement au microscope avant chaque emploi, où même avant chaque rentrée?

2-Sabre. Est-ce si improbable qu'une saleté venant de la piste, de l'air ambiant, ou même de l'espace, vienne à rentrer dans le moteur sabre? Que se passe-t-il, si cette saleté, vient à percer les fins (et fragiles?) tuyaux de l'échangeur thermique? Techniquement, l'échangeur fonctionne-t-il suffisamment encore si le tuyau est percé au milieu?

3-La soute. La soute est celle, dans son concept, de la navette spatiale américaine. C'est donc une solution éprouvée. C'est aussi un moyen d'avoir une large ouverture, tout en protégeant l'intérieur. Néanmoins, j'ai le vague souvenir, que la solution des portes de la navette spatiale était problème. En effet, les charnières, l'épaisseur, légères, étaient d'une fragilité certaine. D'autant plus sujet à déformation si le contenu déchargé (...où même chargé) venait à heurter les portes ouvertes. Qu'en serait-il si la charnière lâche, que la paroi se déforme, déformations invisibles à l'oeil mais qui conduisent à une ouverture pour les gaz chauds lors de la rentrée atmosphérique?
Sans doute un problème à débattre à nouveau dans les futures évolutions de l'engin... Je vois personnellement un système de deux cylindres concentriques ouverts, qui tournant sur eux-mêmes finissent par laisser l'ouverture libre... Ah!

4-Vol habité. il est évident que ce domaine est une grande projection pour Skylon. Rien encore de très sérieux. Avançons pas à pas, semble être le sage adage chez Reaction engine. Pour moi, les 24 passagers ne pourront pas être des messieurs tout le monde. Cela devront être des personnes prêt à accepter le pire de gré ou non. D'autant plus, qu'il est raisonnable de penser que la capsule embarquée se devra sans doute d'avoir des systèmes minimums de survie : systèmes d'éjection, système de parachute, systèmes de mise en orbite pour une éventuelle récupération par un autre Skylon alors? Aussi face à cela les 24 passagers seront-ils moins à bord?

5-Stratégie de développement. Est-ce que les britanniques seront les français de l'espace du XXIème siècle en Europe? Est-ce que c'est la fin des Ariane? On projette de développer l'engin opérationnel pour 2020. Hors pour 2020, le reste de l'Europe veut une fusée Ariane 6, certes innovante, mais est-ce comparable au développement du Skylon, de sa perspective de développement et de l'accès renouvelé et chamboulé à l'espace de ce dernier? il me semble que lorsqu'on développe une fusée, on attend un retour sur investissement sur 20 ans après sa première utilisation. Cela voudra dire qu'Ariane 6, qui est désormais conçue (ou va l'être) pour des performances qui rentrent en plein dans celle de Skylon (équipé dans système à développer néanmoins pour le transport spatial des charges utiles, on parle de néo ATV...?)), risque de se faire concurrence sévère. Si Skylon tient seulement la moitié de ses promesses, Ariane 6, et toutes les autres pourront aller au musée avant qu'elle soit rentabilisées. Quel gaspillage d'argent. Aussi, si on ne développe pas Ariane 6, que faire si on n'a pas Skylon? Dure dilemme pour choisir. Après tout, non : on reporte à plus tard le choix. On développe un moteur réutilisable cryogénénique (la partie la plus compliquée d'ariane 6 et 5ME), dont l'expérience pourra toujours resservir un jour pour un moteur spatial? Mais quand?

6-Projection du nouvel accès à l'espace que conduit le concept de Skylon. Si j'ai bien en tête l’ordre d'idée des chiffres présentés dans cette page, l'accès à l'espace en orbite basse et un peu plus haute sera tout changé. Désormais, envoyé un satellite sera vraiment simplifié. Cela imposera-t-il que les satellites défectueux ou en fin de vie se devront d'être redescendus sur Terre par un Skylon? Redescendre un satellite et en étudier les conséquences effectives de son séjour dans l'espace serait une solution d'optimisation majeure pour la technologie spatiale, non?
Peut-on dire que pour 100 milliards d'euros, on peut, avec un seul Skylon, construire une station spatiale 10 fois plus grosse (et 10 fois plus utile....?) que l'ISS?
Si Skylon, et son concept, devient réalité, (c'est encore un gros si aussi), l'épopée spatiale redémarrera à nouveau pour le meilleur et le pire? La question sera finalement que faire dans l'espace à part des satellites... mais c'est pour plus tard cela!


Merci d'avance pour vos éclaircissements!

[jacquolintégrateur]

@ Geb et EspritTordu
Bonjour
Je ne peux que répéter ce que j'ai déjà dit tout au long de ce fil:
SKYLON présente deux problèmes essentiels:
1) Depuis 30 ans que le concept a été exposé, il n'existe, encore que sur le papier.
2) SKYLON (et les systèmes évoqués, du même genre) ne permet pas de dépasser 1700 m/sec, à l'altitude de 27 km: on est très loin des 7500 m/sec et des 150 km requis pour l'accès à l'orbite basse.
Remplacer Ariane, Vega et autres par skylon ou équivalent revient à remplacer une brouette par une charette à bras !!!
Le problème de base est l'insuffisance de l'impulsion spécifique de ce qui se fait de mieux comme propergol chimique: H20 (IS = 470). Comme le rapport des masses (départ/ fin de propulsion) est proprotionnel à l'exponentielle du rapport entre la vitesse finale (7500 m/sec) et la vitesse d'éjection (4700 m/sec avec H2O), le résultat est vite obtenu !!
La résoution effective et démocratique du problème de l'accès à l'espace nécessite le recours à l'énergie nucléaire ou aux faisceaux d'énergie: pas avant la fin du siècle ou le suivant (bien que la physique de base, voire la technologie soient disponibles), vu le peu de motivation...
Cordialement.

[EspritTordu]

Pourquoi présente-t-il un skylon sur la station internationale (400KM) dans une des vidéos?

[EspritTordu]

2) SKYLON (et les systèmes évoqués, du même genre) ne permet pas de dépasser 1700 m/sec, à l'altitude de 27 km: on est très loin des 7500 m/sec et des 150 km requis pour l'accès à l'orbite basse.
Remplacer Ariane, Vega et autres par skylon ou équivalent revient à remplacer une brouette par une charette à bras !!!
Le problème de base est l'insuffisance de l'impulsion spécifique de ce qui se fait de mieux comme propergol chimique: H20 (IS = 470). Comme le rapport des masses (départ/ fin de propulsion) est proprotionnel à l'exponentielle du rapport entre la vitesse finale (7500 m/sec) et la vitesse d'éjection (4700 m/sec avec H2O), le résultat est vite obtenu !!

Depuis le site de Reaction engine.

The design target for the SKYLON C1 vehicle was 12 tonnes to a 300km equatorial orbit, 10.5 tonnes to a 460km equatorial spacestation or 9.5 tonnes to a 460km x 28.5 deg spacestation when operating from an equatorial site. The updated SKYLON D1 configuration has a payload of 15 tonnes to a 300km equatorial orbit.

(L'objectif de conception du véhicule SKYLON C1 était de 12 tonnes à 300 km en orbite équatoriale, 10,5 tonnes à 460 km en orbite de la station spatiale ou 9,5 tonnes à 460 km x 28,5 deg de la station spatiale, lorsqu'il est mis en oeuvre depuis un site équatorial. La nouvelle revue du SKYLON D1 a une charge utile de 15 tonnes à 300 km en orbite équatoriale.)

Je n'avais pas la berlue ; je suis rassuré. J'avais bien lu une orbite plus élevée. Il m'est difficile d'accepter l'idée de planifier tout un développement aussi sérieusement si on n'envisage pas une orbite plus haute que 26 km...

jacquolintégrateur Vos chiffres doivent oublier quelque chose, non? Ne concernent-t-ils pas seulement la phase aérobie du vol? Je ne comprends votre paragraphe l'insuffisance de l'impulsion spécifique. Skylon, c'est mettre une fusée quasi pleine au sommet de l'atmosphère, avec un peu de perte de masse superflue, mais dans son ensemble de vol très compensé (et même plus...). Je me trompe?

[jacquolintégrateur]

Vos chiffres doivent oublier quelque chose, non? Ne concernent-t-ils pas seulement la phase aérobie du vol? Je ne comprends votre paragraphe l'insuffisance de l'impulsion spécifique. Skylon, c'est mettre une fusée quasi pleine au sommet de l'atmosphère, avec un peu de perte de masse superflue, mais dans son ensemble de vol très compensé (et même plus...). Je me trompe?

L'impulsion spécifique d'un propergol est le temps pendant lequel un Kg peut, en principe communiquer une accélération de 1g à une masse de 1kg: en fait, c'est pratiquement la vitesse d'éjection que le propergol en question permet d'obtenir divisée par 9,81 (ou 10, par approximation). Dans le cas du couple H2O, cette vitesse est théoriquement de 5000 m/sec. Parce que le rendement n'est pas égal à un on obtient guère mieux que 4700/4800 m/sec. C'est ce que l'on peut faire de mieux avec la chimie (on peut aller jusqu'à 6000 m/sec en remplaçant l'oxygène par le fluor mais c'est épouvantable!!). Maintenant, l'équation classique de propulsion de Ziolkovsky, laquelle tient compte de l'allègement au cours de la propulsion, permet facilement de montrer que le rapport, entre la masse de l'engin au départ et sa masse, quand la vitesse souhaitée est atteinte, est proportionnel à l'exponentielle (de base e) du rapport entre la vitesse atteinte et la vitesse d'éjection. Ici: e^(7500/4700). Ce rapport est trop élevé pour un seul étage (pour différentes raisons liées aux problèmes de structure) de sorte qu'il faut mettre plusieurs étages (3 avec Ariane et autres). On arrive, ainsi, aux 500 tonnes et quelques avec les fusées standards (de très bonne performance !!!) pour mettre une douzaine de tonnes en orbite.
Il y a longtemps que l'on rève d'emprunter l'oxygène à l'atmosphère (brevet de l'ingénieur français Mélot vers 1925). Si c'était possible, on multiplierait, à peu près par 8à9 l'IS apparente parce que O représente 8 fois la masse de H2 dans H2O !! Malheureusement, l'air se raréfie très vite avec l'altitude (densité à peu près divisée par e tous les 8 km) et on doit monter assez haut pour atteindre les 7500 m/sec fatidiques afin de ne pas brûler !!
SKYLON ne peut faire mieux que d'utiliser l'air (en statoréacteur) seulement jusqu'à une vingtaine de km et une vitesse de 1600/1700 m/sec. Ce n'est déjà pas coton !! Il reste 5800 m/sec et 150000 m à atteindre. Bien sûr, on va gagner UN PEU . On ne saura combien exactement que lorsque on l'aura réalisé car il ne manquera pas de se produire de multiples difficultés ! Beaucoup de peine pour pas grand chose !! Si l'on veut accéder à l'espace en grand, il faut, au moins, doubler ou même tripler la vitesse d'éjection. Quant au SKYLON accroché à la station spatiale, il s'agit évidemment d'une vue d'artiste ! Ne confondons pas le rève et la réalité !!
Cordialement

[inviteec0d6e6f]

Ha ba faut te pousser pour que tu craches un peu les données toi !
Très bel exposé de technique théorique, et d'histoire, qui résume les problèmes.
Moi non plus je ne vois pas comment le SKYLON peut présenter une avancée en matière spatiale à ce jour...
Trop de choses à découvrir, à définir, à mettre au point.
Et d'ici son développement réel, d'autres solutions verront probablement le jour.
Le SKYLON est un projet théorique... qui n'entre pas du tout dans la théorie actuelle des vols spatiaux.

[EspritTordu]

Merci pour ces explications sur l'impulsion spécifique. C'est plus clair en effet. Que représente les 7500m/s ? Pourquoi atteindre 150 KM? L'atmosphère n'est-elle pas déjà négligeable à 100KM?

Si je comprends votre point de vue, vous doutez que l'utilisation de l'atmosphère selon l'approche de Skylon, soit si utile pour détrôner l'intérêt des fusées linéaires? Si l'oxygène est un poids bienvenu à être puisé dans l'atmosphère, le fait de planer (de se faire porter par l'air dû moins en partie) et de ne pas seulement considérer le freinage aérodynamique comme seulement un frein (et une perte d'énergie), ne constitue-t-il pas aussi un atout dans l'utilisation de l'atmosphère?

[inviteec0d6e6f]

Merci pour ces explications sur l'impulsion spécifique. C'est plus clair en effet. Que représente les 7500m/s ? Pourquoi atteindre 150 KM? L'atmosphère n'est-elle pas déjà négligeable à 100KM?

A 100 km elle ne représente plus de problème de drag atmosphérique, mais sa densité reste suffisante pour faire retomber un truc en orbite en quelques heures.

Si l'oxygène est un poids bienvenu à être puisé dans l'atmosphère, le fait de planer (de se faire porter par l'air dû moins en partie) et de ne pas seulement considérer le freinage aérodynamique comme seulement un frein (et une perte d'énergie), ne constitue-t-il pas aussi un atout dans l'utilisation de l'atmosphère?

C'est un équilibre, mais le problème, c'est que le frein atmosphérique t'oblige a mettre beaucoup plus d’impulsion que si tu ne le subissais pas.
Une fusée qui grimpe direct pour sortir de l'atmosphère ne gâche "que" 7% de son coco total du décollage (c'est déjà balaise, chiffre du Shuttle, Ariane doit faire un peu mieux) en faisant ça, a cause des frottements de l'air.
Un truc qui doit se servir d'un scramjet (moteur stato) devra cramer un ratio notoirement plus gros, et donc mettre a feu bien plus longtemps que prévu.

De toute façon, un engin de mise en orbite d'une CU de quelques tonnes en utilisant un scramjet aurait une trajectoire de vol tout a fait spécifique qui ne s'apparenterait en rien a celles des fusées actuelles.
Le profil comprendrait une montée progressive en fonction de la vitesse, et ça nécessiterait un réacteur avec une chambre capable de modifier sa configuration physique (sa forme) en fonction de la vitesse d'entrée de l'air pour optimiser le rendement et surtout la plage d'utilisation.
La ou aujourd'hui on est capable d'une plage de 2 ou 3 Mach, il faudrait que le moteur en couvre au moins 10, et puisse, avant et après sa mise en œuvre (avant car une vitesse minimale est requise pour allumer un scramjet) être secondé par un autre type de propulsion...
Avec des si on met paris en bouteille, y a 50 ans de recherches au bas mot pour commencer a résoudre tout ces problèmes et bien d'autres encore.
D'ici là...

[jacquolintégrateur]

@ EspriTordu
@ Carcharodon
Bonsoir
Je suis d'accord avec Carcharodon. J'ajouterais un défaut de plus au passif du SKYLON et des engins du même genre: Ils n'ont pas d'autre capacité de freinage que le bouclier classique (lourd et coûteux) ou les tuiles de la navette (et le terme "tuile" sonne plutôt mal !!!) Le SKYLON prétend être récupérable: il faudra donc qu'il freine !! Là, encore, la solution fiable passe par une augmentation (substantielle !) de la vitesse d'éjection (et, donc, de la puissance "intrinsèque" que le propulseur peut mettre en oeuvre. Car cette puissance est proportionnelle à l'énergie cinétique et au débit masse, donc, en fin de compte, à la vitesse d'éjection puisque le débit masse diminue en proportion de celle ci). Ainsi, le lanceur emportera assez de propergol pour atteindre l'orbite et pour freiner et revenir au sol sans problème.
Cordialement

[EspritTordu]

Je ne suis pas convaincu du désintérêt que vous porter tant au Skylon. Mais je vous remercie des vos éclairages.

[Geb]

Je ne suis pas convaincu du désintérêt que vous porter tant au Skylon.

Chacun défend ça crèmerie. Jacquo les faisceaux d'énergie, Carcha les superstatos, moi-même le SABRE (hybride aéorbie/chimique).

Si je puis me permettre, Jacquo semble faire fi des contraintes économiques (budgétaires) et politiques tandis que Carcha semble prendre le SABRE pour un scramjet.

Cordialement.

[jacquolintégrateur]

Si je puis me permettre, Jacquo semble faire fi des contraintes économiques (budgétaires) et politiques tandis que Carcha semble prendre le SABRE pour un scramjet.

Salut, Geb
Je ne fais pas fi des contraintes économiques ou budgétaires. Ce que je souligne, c'est qu'elles peuvent être parfaitement incompatibles avec le but que l'on s'est fixé: si l'humanité souhaite investir et exploiter l'espace (et non se limiter à envoyer des sondes et à lancer des satellittes de surveillance et de communication (ce pourquoi les moyens actuels sont suffisanta)), elle doit se doter des moyens adéquats: on ne chasse pas le rhinocéros avec une carabine à air comprimé !! L'accès à l'espace en grand ne peut être que démocratique, comme c'est le cas, de nos jours, pour le transport aérien. Et ce n'est pas des bricolages comme le SKYLON (à supposer qu'on le réalise un jour !!) qui peuvent permettre cela. L'aviation a connu des débuts difficiles (moins que l'astronautique, pour des raisons évidentes) qui tenaient essentiellement à ce que l'on ne savait pas réaliser des moteurs assez puissants, pour une masse raisonnable.
Cordialement

[EspritTordu]

Vous pouvez aujourd'hui sans doute perlez de bricolage pour le Skylon. Mais cela fait plus de 50 ans qu'on a rien de nouveau dans l'espace, que des de légères améliorations. Si une fusée Soyouz est si pertinente aujourd'hui, ce n'est pas sans raison! Il y a bien des projets d'une brusque évolution, le laser en fait partie pour moi, même si je n'y connais pas beaucoup. Je dirais seulement qu'avoir une forte puissance est déjà difficile, cibler celle-là aux distances envisagées avec certitude....Sans parler du danger. L'énergie embarquée à encore de beaux jours devant elle. Quant aux strato-réacteurs et autres superstrato-réacteurs, avouez que plusieurs décénnies se sont écoulées et que demain cela ne sera pas encore fonctionnel pour un prototype qui teste dans son application réelle l'intérêt de la chose. Peut-être qu'on viendra à mettre au point un jour, mais de grâce que cela n'interdise pas les autres solutions...surtout pendant 4 décennies!.
Bien que cela soit un autre sujet, les strato-réacteurs (américains) me font penser à ceux qui développent les réacteurs à fusion : ils ont toujours le même discours : "c'est l'énergie abondante, dans 50 ans on aura un réacteur industriel, laissez-nous le temps (et votre financement!)". Ce discours était tenu, il y a 50 ans et est toujours en vigueur. Je ne suis pas contre cette solution, mais qu'elle ne vampirise pas le reste et nous immobilise en mode "attente" et "laissez-aller, quand on aura le réacteur tout sera bon de nouveau!!!". Il se peut bien d'ailleurs, que lorsque le dit réacteur sera enfin au point, on s'aperçoive qu'il n'est pas si pertinent que cela, que les promesses sont décevantes dans la réalité et que son utilisation finalement devienne marginale et de niche... Et on aura attendu plusieurs décennies pour rien!

Skylon est projet très prudent. Mais cette prudence est justement sa force. La leçon de Hotol à bien été comprise. Il faut avancer lentement pour ne pas brusquer la société et son développement. C'est d'ailleurs pour cela que parmi les projets qui germent par de petites entreprises dans le monde astronautique (notamment dans aux Etats-unis), cette démarche se démarque. Skylon fait écho à Virgin galactique don les nouvelles semblent ne pas suivre le plan prévu.
Mais il vrai qu'il faudra attendre la mise au point du moteur sabre dans son entier, puis Skylon lui-même pour se faire une idée un vrai en condition réelle! La navette spatiale était théoriquement bien, mais dans son application réelle, c'est l'inverse, comme quoi les ingénieurs pensent à la technique mais pas suffisamment à son utilisation dans le sens le plus général.

Skylon est peut-être l'étape intermédiaire pour avancer?

[Geb]

Je ne peux que répéter ce que j'ai déjà dit tout au long de ce fil:

Tout au long ça m'étonnerait. Ce fil existait déjà depuis 463 jours lors de ta première intervention. Par contre, il a fallu attendre ta première intervention dans ce fil pour que le débat reprenne (autrement dit, pour que j'arrête mon monologue), certes sur des choses qui avait déjà été dites dans ce fil, mais je t'en remercie quand même.

Tu souffres également, comme Carcharodon, du syndrome du concept préféré (moi de même). Cela dit, avant le SKYLON, je m'étais intéressé de près aux superstatos (Carcha en est témoin) et nos longs débats sur les faisceaux d'énergie ne changent pas le fait qu'aucune étude sérieuse (ESA, NASA, etc...) sur le sujet n'espère passer en-dessous de 600$/kg en orbite basse avec ce concept. C'est pas mal, mais c'est très loin d'être "démocratique" au sens ou tu l'entends. Même si encore une fois, tu me répéteras sans doute que les estimations économiques ne sont pas valables si ont à pas tous les paramètres pris en compte sous les yeux (faisant, de fait, fi des contraintes économiques).

En définitive, je crois que le SKYLON reste assurément la meilleure solution à court (d'ici 2030) et peut-être même à moyen terme (d'ici 2060). À long terme par contre (début du siècle prochain), je pense qu'il est impossible de se prononcer.

Depuis 30 ans que le concept a été exposé, il n'existe, encore que sur le papier.

Je me permet de te paraphraser :

"L'idée d'Alan Bond n'a pas été concrétisée en 30 ans, donc c'est forcément une chimère."

Ou encore :

"Si l'idée d'Alan Bond était si géniale, quelqu'un lui aurait déjà donné 15 milliards de dollars pour construire son SKYLON. Hors, il n'a pas disposé de tels fonds en 30 ans, donc c'est une chimère."

On retrouve là ton argumentaire le plus fréquent. Autrement dit, l'idée d'Alan Bond n'a pas été concrétisée parce que c'est une chimère. L'idée d'Alan Bond est une chimère parce qu'elle n'a pas été concrétisée.

Encore une fois tu fais fi des contraintes économiques et politiques, ce qui selon moi explique parfaitement pourquoi tu préfères la propulsion par faisceaux d'énergie à la propulsion hybride aérobie/chimique.

Je pense avoir démontré que, étant donné les contraintes budgétaires et politiques (aussi bien du temps de HOTOL que pour le SKYLON), des choses extrêmement intéressantes et complètement inattendue (du moins du côté de l'ESA et de la NASA) ont été montrées par l'équipe de REL, mais particulièrement entre 1997 et aujourd'hui (pour le SKYLON donc).

SKYLON (et les systèmes évoqués, du même genre) ne permet pas de dépasser 1700 m/sec, à l'altitude de 27 km: on est très loin des 7500 m/sec et des 150 km requis pour l'accès à l'orbite basse.

Le SKYLON n'a pas besoin d'utiliser l'oxygène de l'air davantage pour atteindre son objectif. Une vitesse de ~1500 m/s et une altitude de 25-29 km suffisent.

Le problème de base est l'insuffisance de l'impulsion spécifique de ce qui se fait de mieux comme propergol chimique: H20 (IS = 470).

Comme l'a si justement dit EspritTordu, l'IS maximale du moteur SABRE n'est pas "bloquée" à 470 s sur toute la phase du vol.

La résoution effective et démocratique du problème de l'accès à l'espace nécessite le recours à l'énergie nucléaire ou aux faisceaux d'énergie

Définir "démocratisation de l'accès à l'espace" ? Le problème des faisceaux d'énergie, c'est qu'ils ne semblent pas s'intégrer facilement au marché spatial actuel (surtout ses contraintes stratégico-politiques). On pourrait dire de même de l'énergie nucléaire.

SKYLON ne peut faire mieux que d'utiliser l'air (en statoréacteur) seulement jusqu'à une vingtaine de km et une vitesse de 1600/1700 m/sec.

Certes, mais au risque de me répéter, le SKYLON n'a pas besoin d'utiliser l'oxygène de l'air davantage pour atteindre son objectif : un lancement orbital monoétage avec un véhicule réutilisable.

Si l'on veut accéder à l'espace en grand, il faut, au moins, doubler ou même tripler la vitesse d'éjection.

Définir accès à l'espace "en grand" ?

Quant au SKYLON accroché à la station spatiale, il s'agit évidemment d'une vue d'artiste ! Ne confondons pas le rève et la réalité !!

C'est certes une vue d'artiste, mais dans le projet initial, le SKYLON devait également effectuer 16 vols d'essais jusqu'à la station spatiale internationale. Avec le retard du programme, il y a fort a parier que l'ISS n'existera plus à l'époque à laquelle on devrait entamer les premiers vols orbitaux des prototypes.

Une fusée qui grimpe direct pour sortir de l'atmosphère ne gâche "que" 7% de son coco total du décollage (c'est déjà balaise, chiffre du Shuttle, Ariane doit faire un peu mieux) en faisant ça, a cause des frottements de l'air.

Le SKYLON est une fusée orbitale équipée d'ailes (autrement dit un avion orbital). Par curiosité, pourrais-tu nous dire l'avantage des ailes :

- au décollage ?
- pendant la phase aérobie (indice : poussée nécessaire) ?
- pendant la phase de rentrée atmosphérique ?

Étant donné la portance du Skylon par rapport au Shuttle, est-ce que l'emport d'ailes vaut le coup par rapport à une fusée classique à décollage vertical qui en est dépourvu ? Personnellement, j'en suis convaincu.

Avec des si on met paris en bouteille, y a 50 ans de recherches au bas mot pour commencer a résoudre tout ces problèmes et bien d'autres encore.

Il y a au moins 50 ans de recherche POUR LE SCRAMJET. Sur ce point nous sommes d'accord. Mais le SABRE n'est pas un scramjet !

J'ajouterais un défaut de plus au passif du SKYLON et des engins du même genre: Ils n'ont pas d'autre capacité de freinage que le bouclier classique (lourd et coûteux) ou les tuiles de la navette (et le terme "tuile" sonne plutôt mal !!!)

Cordialement.

[jacquolintégrateur]

@ EspriTordu
Pour s'en tenir au sujet de ce fil, car certaines de vos remarques concernent des sujets très vastes qui ont été traités dans d'autres fils, je me contenterais de remettre les pendules à l'heure:
La navette spatiale n'était pas "théoriquement bien". C'était une hérésie !! tout simplement parce qu'on escamotait le problème de fond, à savoir, l'insuffisance de l'impulsion spécifique disponible avec les propergols usuels.
Ce n'est pas une question que l'on peut résoudre avec la politique, c'est à dire avec les processus très classiques consistant à faire prendre les vessies pour des lenternes !! Ici, ce sont les lois physiques qui sont en cause et elles sont intangibles !! Parce qu'on a fait semblant de croire que l'on pouvait réaliser un lanceur réutilisable, sans disposer des moyens physiques requis pour autoriser un retour assorti d'un freinage adéquat, il y a eu des morts . C'est un peu comme si l'on présentait un concurrent pour courir le marathon, que l'on sair souffrir d'insuffisance cardiaque, mais en lui piquant généreusement les fesses pour qu'il accomplisse l'épreuve !!
Les ingénieurs ne manquent jamais de souligner les insuffisances sur le plan technique: ce ne sont pas des politiques !! Mais il arrive qu'ils soient l'objet de chantage déguisé: "on commence avec des moyens limités parce que, si l'on demande trop, on n'aura rien. Mais ne vous inquiétez pas, on se rattrappera avec des avenants au marché"... Je connais bien ce refrain pour avoir exercé la profession d'ingénieur pendant 43 ans.
Les alchimistes n'ont jamais fait la synthèse de l'or: pour cela, il faut disposer d'une source intense de neutrons et bombarder l'isotope idoine du mercure !! (mais ça coûte très cher !!)
Cordialement

[jacquolintégrateur]

Certes, mais au risque de me répéter, le SKYLON n'a pas besoin d'utiliser l'oxygène de l'air davantage pour atteindre son objectif : un lancement orbital monoétage avec un véhicule réutilisable.

Bonsoir
Faux !! Je voudrais bien voir comment va se passer la réentrée du skylon dans l'atmosphère...(à condition de ne pas être à bord!!)
En ce qui concerne tes autres remarques, je crois qu'on s'est déjà tout dit et que aller au delà tournerait au dialogue de sourds. Tu ne risques évidemment pas d'être démenti par les faits...tant que le SKYLON n'est pas sur le point de voler!!!
Cordialement.

[invite870271b3]

1) Depuis 30 ans que le concept a été exposé, il n'existe, encore que sur le papier.

Il me semble que le prototype de refroidisseur ( non intégré a un réacteur ) a été testé et validé, d’où l’intérêt de l' ESA.

[Geb]

Faux !! Je voudrais bien voir comment va se passer la réentrée du skylon dans l'atmosphère...(à condition de ne pas être à bord!!)

On en a déjà discuté... Voir notamment les messages #142, #145, #154, entre autre...

Tu peux également jeter un œil ici :

Application of Carbon Fibre Truss Technology to the Fuselage Structure of the SKYLON Spaceplane

Et là :

News June 2010 : DLR Reports on SKYLON Re-entry Modelling

Tu ne risques évidemment pas d'être démenti par les faits...tant que le SKYLON n'est pas sur le point de voler!!!

Le projet SKYLON progresse et les performances sont jusqu'ici au rendez-vous, malgré le retard de 9 mois. Cela étant dit, il n'y a aucune raison, pour l'instant, d'être pessimiste pour la suite.

Cordialement.

[jacquolintégrateur]

Tu peux également jeter un œil ici :

Application of Carbon Fibre Truss Technology to the Fuselage Structure of the SKYLON Spaceplane

Et là :

News June 2010 : DLR Reports on SKYLON Re-entry Modelling


Le projet SKYLON progresse et les performances sont jusqu'ici au rendez-vous, malgré le retard de 9 mois. Cela étant dit, il n'y a aucune raison, pour l'instant, d'être pessimiste pour la suite.

Salut, Geb
1) Il ne s'agit encore que de papier!! Au surplus, le carbone-carbone est de plus en plus utilisé en aéronautique. Qu'il en soit de même en astronautique n'est pas un exploit. L'excellence de ses caractéristiques thermiques et mécaniques ne l'empèche pas de partir en fumée lorsqu'il est porté à plus de 1500° !!
2) Ne parlons pas de "rapport", ni de modèles de simulation mais, plutôt, d'essais réels. En "simulation cérébrale", ça marche toujours ! Comme l'a écrit EspriTordu, "la navette était théoriquement bien" (avis que j'ai toujours été loin de partager, mais ça n'engageait que moi...).Mais une tuile est partie dans les décors et ça a tué tout l'équipage !! Le retour au sol est un problème redoutable pour les engins actuels (c'est la raison, entre autres, pour laquelle il est si difficile de se poser sur Mars) et, cela, parce qu'il n'ont pas de moyen fiable de passer d'une viresse de 7500 m/sec à 0. Il ne viendrait à personne l'idée de courir les 24 heures du Man à bord d'une voiture qui ne pourrait freiner qu'en se frottant contre un mur !!! Fût-il recouvert de lierre ou de vigne vierge !!
3) Sans doute les différents éléments de la cellule sont-ils en phase d'achèvement chez REL ou ses principaux commettants et n'y aura-t-il plus qu'à les équipper des propulseurs quand ceux ci existeront autrement qu'en videos ??
Cordialement

Il me semble que le prototype de refroidisseur ( non intégré a un réacteur ) a été testé et validé, d’où l’intérêt de l' ESA.

Bonjour
Je crois qu'il s'agit du "pré refroidisseur". Quant à l'intérêt de l'ESA (s'il en est plus que verbal !) il pourrait être du à un autre objectif: l'alimentation des moteurs thermiques en oxygène pur, vieux rève qui date, au moins, d'un siècle! On pourrait certainement remplir plusieurs armoires avec la littérature consacrée à ce sujet ! Aucun des multiples systèmes imaginés n'a jamais franchis le stade de la maquette (si tant est!) à ma connaissance. On comprend la motivation: cela supprimerait la pollution par les oxydes d'azotes et, aussi par les imbrûlés et permettrait, à puissance égale, de recourir à des chambres de combustion (ou cylindres) de volume plus réduit (le volume d'O n'est que le cinquième du volume d'air). Comme, de toute façon, le moteur du SKYLON va contenir une "usine à gaz" (s'il fonctionne un jour !!) Il n'est pas interdit d'espérer, qu'à défaut de donner naissance à un type de lanceur réutilisable etc., il offre un système efficace et commercialisable d'extraction de O en continu pour alimenter les moteurs thermiques.
Cordialement.

[EspritTordu]

En définitive, je crois que le SKYLON reste assurément la meilleure solution à court [Terme] (d'ici 2030).

C'est mon opinion aussi (cela reste une opinion aussi!). Skylon est un bricolage pour faire mieux que ce qu'on a pu faire jusqu'à aujourd'hui depuis 50 ans. Les solutions plus osées n'ont pas tenues. Il n'y a d'ailleurs, comme je l'ai dit, peu d'innovations réelles. Tout l'effort se résume dans l'échangeur thermique, le reste, Skylon est des plus classiques et peu osé par rapport aux références actuelles (les starts-ups américaines astronautiques par exemple font dans l'inverse plutôt). Ce choix très peu ambitieux témoigne pour moi, une maîtrise forte de parvenir à son objectif, faire un avion spatial. Il vaut mieux un avion spatial rapidement dépassé, qu'aucun avion spatial pourrait-on dire...
C'est d'ailleurs parce que cet avion (s'il s'avère tenir ses promesses) est très peu innovant, qu'il faudra rapidement l'améliorer soi-même si on ne veut pas qu'un autre le fasse à votre place. Si on tenait un bon filon en Europe, que penserez-vous s'il glissait à nouveau vers les Etats-unis? (cf. au développement des turboréacteurs britanniques des années 30)

Je me permet de te paraphraser :

"L'idée d'Alan Bond n'a pas été concrétisée en 30 ans, donc c'est forcément une chimère."

Ou encore :

"Si l'idée d'Alan Bond était si géniale, quelqu'un lui aurait déjà donné 15 milliards de dollars pour construire son SKYLON. Hors, il n'a pas disposé de tels fonds en 30 ans, donc c'est une chimère."

On retrouve là ton argumentaire le plus fréquent. Autrement dit, l'idée d'Alan Bond n'a pas été concrétisée parce que c'est une chimère. L'idée d'Alan Bond est une chimère parce qu'elle n'a pas été concrétisée.

Encore une fois tu fais fi des contraintes économiques et politiques, ce qui selon moi explique parfaitement pourquoi tu préfères la propulsion par faisceaux d'énergie à la propulsion hybride aérobie/chimique.

Je pense avoir démontré que, étant donné les contraintes budgétaires et politiques (aussi bien du temps de HOTOL que pour le SKYLON), des choses extrêmement intéressantes et complètement inattendue (du moins du côté de l'ESA et de la NASA) ont été montrées par l'équipe de REL, mais particulièrement entre 1997 et aujourd'hui (pour le SKYLON donc).

Cette hésitation s'explique par des facteurs difficiles à tous les cerner aujourd’hui et qui échappent d'autant plus au domaine technique. Ce n'est pas nouveau malheureusement. Le développement du moteur à réaction, par Frank Whittle, est très didactique. Il est refusé de tout réel soutient, y compris par le gouvernement britannique des années 30 (on dirait qu'il a compris la leçon depuis), pour des raisons de conservatisme et d'ignorance : pourquoi dépenser des fortunes dans ce qui ne sera qu'un jouet alors qu'on peut dépenser des montagnes pour des moteurs à hélices dont on sait qu'ils auront un résultat sûr..." C'est Frank Whittle qui témoignait après la seconde guerre mondiale, dans ce trait d'esprit, "Que se serait-il passer lors de la seconde guerre mondiale si le gouvernement britannique avait tenu un soutien, somme toute dérisoire pour lui financièrement, dans la décénnie précédente, mais qui lui aurait permis d'avoir une aviation à réaction face à l'allemagne nazie..." Grande Question, n'est-ce pas? Quant aux moteurs à hélice, on sait ce qu'ils sont advenus depuis l’avènement des moteurs à réactions... Je n'ai plus les idées précises, mais parmi ceux qui arrêtèrent la décision dans le gouvernement britannique (ou le groupe le représentant) se trouvaient politiciens et techniciens... En temps de crise, la meilleur décision c'est la conservatisme et puis on s'aperçoit que c'est la pire, parce que justement la crise vient du conservatisme lui-même dès le début...

C'est certes une vue d'artiste, mais dans le projet initial, le SKYLON devait également effectuer 16 vols d'essais jusqu'à la station spatiale internationale. Avec le retard du programme, il y a fort a parier que l'ISS n'existera plus à l'époque à laquelle on devrait entamer les premiers vols orbitaux des prototypes.

Je ne pense pas que c'est une vue d'artiste qui la qualifie le mieux. Les vidéos sur Mars diffusées par Reaction engine sont certainement des vues d'artistes tant si bien qu'elles ne servent que la promotion au Skylon lui-même et ne sont pas sérieuses. Avec cela retrouve-t-on la touche anglo-saxon d'aguichage commercial dont on est plus habitué outre-atlantique et qui dévalue tant leur sérieux (pensez aux projections de SpaceX par exemple)?
Le fait est que la station spatiale semble être plus qu'une vue d'artiste, c'est une cible théorique de développement des performances du Skylon lui-même, non?

Le SKYLON est une fusée orbitale équipée d'ailes (autrement dit un avion orbital). Par curiosité, pourrais-tu nous dire l'avantage des ailes :

C'est une belle image familière qui me représente bien ce qu'aujourd'hui me parait être le projet Skylon. Ici encore, on voit le tout petit pas de développement que représente Skylon dans l'évolution de l'astronautique.

Il y a au moins 50 ans de recherche POUR LE SCRAMJET. Sur ce point nous sommes d'accord. Mais le SABRE n'est pas un scramjet !

Je m'y perds dans tous ces termes : statoréacteur, strato-réacteurs, strato-fusées, superstratoréacteurs, ramjet, scramjet... Je ne sais même plusprécisément les différences entre tous finalement. Sont-elles si pertinentes pour y consacrées un mot particulier à chacun et non pas seulement un qualificatif... Et en plus, il faut ajouter aussi désormais moteur fusée hybride comme Skylon ou quelque chose comme ça!

@ EspriTordu
Pour s'en tenir au sujet de ce fil, car certaines de vos remarques concernent des sujets très vastes qui ont été traités dans d'autres fils, je me contenterais de remettre les pendules à l'heure:
La navette spatiale n'était pas "théoriquement bien". C'était une hérésie !! tout simplement parce qu'on escamotait le problème de fond, à savoir, l'insuffisance de l'impulsion spécifique disponible avec

La question se résume à se demander si on devait ou non construire la navette. Je veux dire, que fasse au mur technologique dans les lanceurs, se doit-on d'attendre l'idéale solution qui ne peut venir que par des étapes intermédiaires entre-temps assumées? On n'a pas construit la voiture en pensant au confort des monoespaces d'aujourd'hui : a commencé par le fardier de Cugnot il y longtemps.
Aurait-on pu faire sans passer par là (et les autres étapes)? A trop voir innovant, on débourse des fortunes à atteindre des sommets inatteignables, trop haut alors pour qu'on les voient et qu'on puisse s'adapter au mieux pour les voir. Bien souvent on finit par renoncer, épuisé, et ayant perdu un grand temps et de l'argent. Oui, en premier lieu, il apparaît plus économique de ne pas faire des étapes intermédiaires, et puis l'immobilisme de s'interdire ces dernières conduit à débourser des sommes pour rien, pour des recherches non fructueuses et alors on prend conscience que c'est beaucoup moins intéressant économiquement, parce que cela n'a rien produit malgré le financement. Est-ce que l'astronautique ne s'est-elle pas inscrite de ce schéma à un moment donné (y compris avec les navettes spatiales)? C'est un large sujet certainement.

Faux !! Je voudrais bien voir comment va se passer la réentrée du skylon dans l'atmosphère...(à condition de ne pas être à bord!!)
En ce qui concerne tes autres remarques, je crois qu'on s'est déjà tout dit et que aller au delà tournerait au dialogue de sourds. Tu ne risques évidemment pas d'être démenti par les faits...tant que le SKYLON n'est pas sur le point de voler!!!
Cordialement.

J'ai aussi beaucoup de doutes sur la rentrée atmosphérique. Et ce, sans doute, à cause des déboires de la navette spatiale américaine qui constitue d'ailleurs le seul véritable objet réutilisé et exemple majeur après une rentrée spatiale. Comme le dit Alan bond dans une de ses interviews (en anglais http://www.youtube.com/watch?v=LYos3J_8D5Q), et si j'ai bien compris, le développement de Skylon les a poussés à remettre en cause les connaissances accumulées sur la rentrée atmosphérique. ils ont même, à leur aveu, évalué ces dernières, pourtant considérées semble-t-il par la profession comme consistantes, finalement peu larges et notamment en raison du fait que les exemples appliqués (capsule apollo, navette spatiale, soyouz) jusqu'alors ne tenaient pas compte de nombreux autres paramètres importants (jamais testés) dans une rentrée forcée dans un fluide. Certes, cela peut-être vu comme subjectif, mais néanmoins mérite qu'on s'y attarde. Skylon diffère des autres engins rentrant dans l'atmosphère par son poids "à vide" très léger et par sa taille. La taille permet de diffuser la chaleur sur une plus grande surface et diminue son intensité locale et dangereuse. Le poids de l'engin, semble-t-il est si léger qu'il est alors, dans cette phase, considéré porté par l'air comme un dirigeable (volumineux, mais plus léger que l'air). Je trouve particulièrement choquant que cette approche digne du début du XXème siècle à l'heure du dirigeable maître des airs, ait tant été mis à l'écart plusieurs décennies plus tard pour concevoir des engins pénétrant, à grande vitesse, dans les airs. Il faut ajouter aussi naturellement, la portance des ailes, mais cela est plus classique depuis la navette spatiale.
Il es vrai, que tous ces paramètres, théoriquement innovants dans leur prise en considération plus globale, se doivent d'être mesurés, évalués précisément. Finalement, seule l'expérience réelle et l'étude de celle-ci pourrait vraiment semble-t-il appuyer de solides argument pour ou contre cette approche.

Bonjour
Je crois qu'il s'agit du "pré refroidisseur". Quant à l'intérêt de l'ESA (s'il en est plus que verbal !) il pourrait être du à un autre objectif: l'alimentation des moteurs thermiques en oxygène pur, vieux rève qui date, au moins, d'un siècle! On pourrait certainement remplir plusieurs armoires avec la littérature consacrée à ce sujet ! Aucun des multiples systèmes imaginés n'a jamais franchis le stade de la maquette (si tant est!) à ma connaissance. On comprend la motivation: cela supprimerait la pollution par les oxydes d'azotes et, aussi par les imbrûlés et permettrait, à puissance égale, de recourir à des chambres de combustion (ou cylindres) de volume plus réduit (le volume d'O n'est que le cinquième du volume d'air). Comme, de toute façon, le moteur du SKYLON va contenir une "usine à gaz" (s'il fonctionne un jour !!) Il n'est pas interdit d'espérer, qu'à défaut de donner naissance à un type de lanceur réutilisable etc., il offre un système efficace et commercialisable d'extraction de O en continu pour alimenter les moteurs thermiques.
Cordialement.

Qu'entendez par moteur thermique? S'agit-il toujours de moteur d'avion car l'ESA n'a pas d'intérêt dans l'automobile?
Je suis surpris, aujourd'hui, on sait faire des moteurs 100% oxygène : les moteurs fusées, non? Ou bien sinon s'agit-il alors plutôt d'extraire l'oxygène de l'air : mais pourquoi l'échangeur thermique y parviendrait-il, il ne sépare les molécules de l'air?

[jacquolintégrateur]

Qu'entendez par moteur thermique? S'agit-il toujours de moteur d'avion car l'ESA n'a pas d'intérêt dans l'automobile?
Je suis surpris, aujourd'hui, on sait faire des moteurs 100% oxygène : les moteurs fusées, non? Ou bien sinon s'agit-il alors plutôt d'extraire l'oxygène de l'air : mais pourquoi l'échangeur thermique y parviendrait-il, il ne sépare les molécules de l'air?

Bonjour
Je ne réponds qu'à vôtre dernière question car, pour le reste, le sujet (extrèmement vaste) a été largement discuté. Nous en sommes arrivés au stade ultime que l'on ne peut dépasser car nous ne sommes vraimment plus sur la même longueur d'onde: Ceux come Geb (et vous?) qui attachez de l'importance aux problèmes politiques et économiques et ceux, comme moi, qui (à tort ou à raison) ne s'en soucient que comme de leur première couche!!! et ne se préocuppent que des données sûres (concernant la physique et la technologie).
Donc, il s'agit des moteurs couramment utilisés, à pistons ou turbines à gaz, qui utilisent l'énergie produite par la combustion (en principe interne) d'un carburant (hydrocarbure) et la convertissent en énergie mécanique au cours d'un cycle thermodynamique, avec un rendement nécessairement inférieur à l'unité. Actuellement, ils empruntent leur oxygène à l'air. Le cas des moteurs de fusée est particulier car, de par leurs conditions d'utilisation, ils sont contraints d'emporter leur comburant (oxygène très généralement, encore que des héros aient tenté l'ozone ou le fluor !! Il arrive également, dans des applications assez particulières et avec des puissances limitées, qu'on utilise les oxydes d'azote, avec le mélange Hydrate d'hydrazine plus méthanol qui, je crois me souvenir, était le propergol de Diamant). Pratiquement depuis les débuts de l'automobile et de l'aviation, on rève de systèmes extrayant l'oxygène de l'air de manière à l'utiliser à l'état pur, ce qui présenterait de multiples avantages. Mais, jusqu'à présent, aucun système fiable, économique, peu encombrant, etc. etc. n'a vu le jour. Bien sûr de tels systèmes seraient tout aussi attractifs dans le cas des réacteurs d'avion. Comme l'oxygène s'extrait de l'air, de façon courante, en usine, par distillation fractionnée à très basse température, on pourrait penser qu'un système de ce genre dériverait des travaux de REL.
Cordialement.

[EspritTordu]

Ah j'ignorais que l'oxygène était obtenu par distillation fractionnée par température. Je vois donc une raison très terre-à-terre dans le développement de l'échangeur thermique. Même si je me demande si c'est très utile dans un avion dont la masse est comptée : on augmente d'un côté pour enlever de l'autre...


Je pense qu'il ne faut pas exclure l'environnement économique et politique pour développer une technologie. Parfois celle-ci masque une meilleure technologie, mais bien souvent, elle encourage le développement de la technologie en créant un espace économique nouveau qui permet finalement de financer plus facilement le développement lui-même. Je prends le cas de l'Europe à propos des satellites et de Diamant (première fusée moderne en Europe) justement. A cette époque, la France est la plus avançée et la "petite fusée" Diamant est la seule au point en Europe. Bien qu'elle envoyât le petit satellite "Astérix", modèle sans fonction majeure, la France devait bien conclure que si elle désirait déployer des capacités de satellite digne en taille et en masse pour être utile, il fallait voir, avec la technologie d'alors, plus gros. Plus gros est souvent synonyme de plus cher, hors de la capacité financière d'une France pourtant bien portante. Fallait-t-il s'arrêter là, en disant on attends des progrès pour diminuer les fusées (et leur coût donc...), pour qu'on puisse envoyer nos satellites? S'en est suivi alors l'histoire de l'européanisation de l'accès à l'espace... Bref de la politique mélée de gros sous trébuchant bien venus! C'est bien un exemple d'initiation politique. C'est aussi un exemple de développement économique puisque le tissu industriel né ou se spécialisant alors, va encourager le déploiement de satellite, source de revenu, pour déployer d'autres satellites, et sortir de profits pour des autres programmes. L'affaire est lancée et vit presque d'elle-même.

[inviteec0d6e6f]

24 pages et presque 400 messages sur un sujet qui reste totalement hypothétique.
Ça c'est de la culture scientifique !

[Geb]

24 pages et presque 400 messages sur un sujet qui reste totalement hypothétique.

C'est toi qui le dit. En ce qui me concerne, le travail accompli par REL et ses partenaires est la meilleure chose qui soit arrivé au secteur de l'astronautique depuis des décennies. Rien ne sert de mettre la charrue avant les bœufs. Le programme suit son cours et est des plus encourageants jusqu'ici.

On dirait que l'idée qu'un lanceur orbital monoétage réutilisable te paraît tellement utopique que tu refuses à envisager que la solution de REL soit la bonne.

Cordialement.

[EspritTordu]

J'ai pris connaissance du projet SpaceX GrassHopper (Sauterelle en anglais) : http://en.wikipedia.org/wiki/Grasshopper_%28rocket%29.

Bien que ce projet astronautique n'est peu en commun avec Skylon, il reste qu'il partage tous les deux une volonté de surmonter raisonnablement le mur technologique des lanceurs fusées (dont la navette spatiale semble avoir le symbole malgré elle). A défaut de pouvoir techniquement faire des fusées plus simples à mettre en oeuvre, moins coûteuses, plus performantes, les deux parties optent pour deux solutions particulières. SpaceX ne révolutionne pas la technologie, on prend du fusée et on fait comme on a toujours fait, mais propose une diminution des coûts (et donc une hausse de performance qui s'en suit), en adaptant le lanceur classique à une réutilisation véritable, quitte à diminuer les performances sur un vol type, mais augmenter l'ensemble des résultats sur une campagne entière de lancement. C'est assurément une vision élargie et nouvelle du développement de fusée.
Skylon (son concept), lui s'inscrit dans une optique légèrement différente, on optimise la phase du vol, on abandonne les suivantes pourtant communes dans les lanceurs classiques. La révolution technologique du moteur Sabre permet théoriquement, d'augmenter les performances sur un seul vol par rapport aux lanceurs classiques. Mais en plus, il permet, par sa forte réutilisabilité souhaitée, de multiplier les performances sur une campagne de lancement. Même si évidemment l'altitude du Skylon ne doit pas être comparable à celle attendue par le projet GrassHopper de SpaceX et exigera, un module spatial supplémentaire dans le cas de Skylon seul.
GrassHopper accepte l'idée d'utiliser davantage de carburant pour surmonter le défi de la réutilisation de l'engin tandis que Skylon préfère utiliser le carburant in-situ.

L'un comme l'autre projet, assez audacieux selon les spécialistes, veulent donner une nouvelle impulsion réelle à l'essor de l'activité humaine dans l'espace en passant par une amélioration significative de la technologie de lanceurs. Les deux ont un relative manque d'innovation : SpaceX recycle la fusée classique, Skylon, voit plus loin, et recycle le concept d'avion. Chacun se doive néanmoins de développer une technologie clé : SpaceX, un système de bouclier, d'avionique, de réservoir pour le retour sûr et sans casse (et sans maintenance lourde pour la réutilisation), quant à Skylon, il doit développer un moteur fusée aérobie et spatial, surmonter (ce qui est déjà bien entamé) le défi d'un échangeur de chaleur et léger, efficace, rapide, et robuste, plus toutes les subtilités à attendre d'un avion fusée, réservoirs de carburant, forme de l'avion, protection leur de la rentrée. Bref, tous les deux projets, ont un certain lot de développements périphériques mais indispensables, mais aussi non totalement originaux séparément mais nouveaux rassemblés ensembles selon leur configuration. Les boucliers du projet SpaceX ne sont pas nouveaux, le revêtement de Skylon vient du SR71 blackbird des années 70...


http://www.futura-sciences.com/fr/ne...acgique_44039/
Une Ariane 6 à 70 millions d'euros? Est-ce vraiment réalisable alors qu'on estime plutôt (les chiffres sont incertains) une Ariane 5 à 250 millions? Si tel est le cas, les deux précédents projets vont prendre un peu de plomb dans l'aile. Même si la réutilisabilité leur est encore plus favorable.

[Geb]

Bonjour,

J'ai pris connaissance du projet SpaceX GrassHopper (Sauterelle en anglais) : http://en.wikipedia.org/wiki/Grasshopper_%28rocket%29.

On en avait déjà parlé ici :

SpaceX Falcon 9 heavy

Le lanceur Grasshopper est moins ambitieux que le Skylon, mais les moyens que Space X souhaite mettre en œuvre pour réaliser la réutilisation restent nébuleux. Quand on regarde les vidéos proposées lors de l'annonce de ce projet, on se rend compte que ce projet a tout du projet Delta Clipper, développé par McDonnell Douglas dans les années 1990.

Une Ariane 6 à 70 millions d'euros? Est-ce vraiment réalisable alors qu'on estime plutôt (les chiffres sont incertains) une Ariane 5 à 250 millions? Si tel est le cas, les deux précédents projets vont prendre un peu de plomb dans l'aile. Même si la réutilisabilité leur est encore plus favorable.

On en avait déjà parlé ici (messages #131 à #143) :

Ariane 6: le rapport qui fâche...

Tout d'abord, le prix d'une Ariane 5 ECA à capacité maximale n'a pas bougé depuis janvier 2009, époque à laquelle il s'établissait à 160 millions d'euros.

Ensuite, la mission de définition d'Ariane 6 est de satelliser une masse de 6 tonnes en orbite de transfert géostationnaire. En outre, comme nous l'a révélé Vador59 quasi en tant réel (voir discussion ci-dessus), la version actuellement développée est techniquement moins ambitieuse que ne l'est Ariane 5 : il s'agit d'un nombre variable de propulseurs d'appoint à poudre ainsi que de 2 étages à poudre également et d'un petit étage supérieur cryogénique avec un moteur Vinci.

Hors, les étages à poudre sont à la fois moins performants et moins chers que la technologie cryogénique. D'où l'espoir de baisser les coûts. En outre, on a assisté à la disparition de la règle du pays d'origine dans le fonctionnement d'Arianespace. Donc, les composants pourraient très bien être fabriqué en Inde ou en Chine, du moins légalement plus rien ne l'interdit.

Le seul et unique mot d'ordre c'est la réduction des coûts (pour une fiabilité au plus près de l'Ariane 5 et même pourquoi pas, d'Ariane 4).

Cordialement.