Lockheed Martin x-33 et avantages et inconvénients d'une fusée/navette monoétage

[invite097eb666]

bonjour à tous,
j'ai entendu parler du projet Lockheed Martin x-33 de la Nasa.
J'aurais plusieurs questions à ce sujet, déjà pourquoi le projet a été abondonnées et ensuite qu'elles sont les avantages et les inconvénients d'une fusée/navette monoétage contrairement à une dotées de plusieurs étages.
Merci pour vous reponses.

[Anathorn]

Salut,

Si les fusées ont plusieurs étages , c'est parce qu'un homme a formalisé la façon de réussir à se rendre dans l'espace et d'y rester, donc de rester en orbite, dès 1903 : Constantin Tsiolkovski, et qu'on ne sait toujours pas faire autrement aujourd'hui.

Et c'est pour ça que le X-33 était un projet farfelu voué a l'échec dès le départ : le SSTO (single stage to orbit, "fusée mono-étage" en fr) n'est pas du tout a notre portée ni aujourd'hui, ni tant qu'on devra utiliser la propulsion chimique.
Si le X-33 a été abandonné, c'est parce que le concept n'est pas viable.
Dans le genre de chimère SSTO, il y a aussi le Skylon.

La seule technologie qui permettrait éventuellement de faire mieux que le chimique ce serait la propulsion nucléaire thermique.
Mais elle pose beaucoup de problème de sécurité et d'éthique (faudrait pas que le truc retombe sur terre après un incident de vol, sinon il ferait un petit Tchernobyl).

Donc l'inconvénient ultime d'une "fusée mono-étage" c'est tout simplement que c'est un rêve irréalisable.

[invite097eb666]

Ha c'est vraiment dommage, ça me semblait pourtant un projet plutôt intéressant.
Merci pour votre réponse !!!

[Geb]

Bonjour,

Si tu es capable de lire l'anglais et que tu veux savoir exactement pourquoi le programme a été abandonné (je n'ai pas le sentiment qu'Anathorn ait répondu à cette question) tu peux lire la section "Time Line of Key X-33 Events" de ce vieux site internet de la NASA :

- The X-33 History Project Home Page

Il s'agit d'une revue de presse qui couvre la totalité du programme de développement (de juin 1996 à mars 2001).

Cordialement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite097eb666]

Je me débrouille pas trop mal en anglais, j'irais voir ça dans la journée.
Merci à vous !!

[pm42]

Je me débrouille pas trop mal en anglais, j'irais voir ça dans la journée.

Et tu as une analyse des avantages/inconvénients des lanceurs mono-étages ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Lanceu...ceur_monoétage

On découvre à la fin que ça marche pas trop mal sur la Lune : le LEM était mono-étage

[Geb]

Et tu as une analyse des avantages/inconvénients des lanceurs mono-étages ici : https://fr.wikipedia.org/wiki/Lanceu...ceur_monoétage

On découvre à la fin que ça marche pas trop mal sur la Lune : le LEM était mono-étage

J'ai trouvé une longue vidéo sur le moteur de type "aerospike" (dont une version particulière devait propulsé le démonstrateur X-33 et l'avion orbital Venture Star) :

- Are Aerospikes Better Than Bell Nozzles?

La conclusion proposée dans cette vidéo c'est qu'il aurait fallu une atmosphère terrestre à peine plus dense pour que l'aerospike soit un avantage évident par rapport à la tuyère en cloche (bell nozzle) classique. C'est pareil pour les lanceurs monoétages :

- Travelling at the edge of space: Reaction Engines and Skylon in the next 20 years

D'après Alan Bond (voir vidéo ci-dessus), la Terre est un rien trop massive pour les lanceurs monoétages simplement avec des moteurs chimiques LH2/LOX.

Cordialement.

[Geb]

Je me débrouille pas trop mal en anglais, j'irais voir ça dans la journée.
Merci à vous !!

Je n’ai pas tout lu (je n’ai lu que jusqu’en janvier 1999), mais je peux peut-être faire un rapide résumé de ce que j’ai déjà trouvé sur ce site.

On apprend que les premiers tests en soufflerie ont révélés des problèmes de contrôle entre Mach 1 et Mach 2 (16 avril 1997). Ils ont ajoutés des surfaces de contrôle "en canard" (16 avril 1997) mais il a fallu ensuite essayer de faire maigrir l’appareil ailleurs d’au moins 2,5 à 3 tonnes (21 mai 1997), ce qui a retardé le programme de plusieurs mois, entraînant les premières dérives budgétaires.

Ensuite, il y a eu des problèmes dans la construction du réservoir à hydrogène liquide (24 juin 1997). T.K. Mattingly qui gérait les projets de Lockheed Martin liés au transport spatial jusque-là est réassigné ailleurs et remplacé par Jerry Rising. Jerry Rising annonce qu’ils ont abandonné la solution des canards à l’avant pour contrôler l’appareil entre Mach 1 et Mach 2 et lui préfèrent une reconfiguration de la queue de l’appareil. Il révèle que les ingénieurs étudient un carburant maintenu à plus basse température mais aussi plus dense que l’hydrogène (3 juillet 1997).

Un exemplaire du moteur baptisé "Linear Aerospike" (connu également sous le nom de moteur XRS-2200) qui doit propulser le démonstrateur X-33 puis le Venture Star est installé sur un SR-71 en prévision de tests en vol (26 août 1997). Le premier test a lieu fin octobre 1997 (31 octobre 1997).

Il est annoncé (11 septembre 1997) que les ingénieurs essayent de mettre plus de carburant dans le X-33 en enlevant un turbo-alternateur et en refroidissant l’hydrogène et l’oxygène à une température plus basse.

Le jour du Nouvel An, un disfonctionnement du système anti-incendie oblige des employés à rester sur place pour éponger le site de construction du X-33 (1er janvier 1998). On assure que ce contretemps n’a pas provoqué de dommages permanents.

Rocketdyne annonce que la livraison des autres moteurs Aerospike devrait être retardé de 3 à 5 mois dans le pire des cas, à cause de problèmes rencontrés par 2 de leurs fournisseurs (20 mars 1998).

En juin 1998, on annonce que des fuites dans la structure de l’Aerospike modèle réduit testé sur un SR-71 on retardé le programme de tests de "quelques semaines" (8 juin 1998).

En juillet 1998, les difficultés quant à la fabrication des deux réservoirs d’hydrogène n’ont pas été résolues, retardant leurs livraisons de 6 semaines (22 juillet 1998).

La tuyère de l’Aerospike est endommagée pendant des tests. On suggère d’utiliser une tuyère en colombium (qui a l’avantage de n’avoir aucun impact sur le poids de l’ensemble) et pour ne pas ralentir davantage le programme, on décide de tester les moteurs sans tuyères jusqu’à ce qu’elles soient livrées à une date indéterminée.

Sam Armstrong, le nouvel administrateur associé de la NASA décide de dégrader Gary Payton, un grand supporter des projets d’avions orbitaux au sein de la NASA, du statut de superviseur des technologies de transport spatial, en charge des projets X-33 et X-34, à celui de directeur de la division d’aéronautique de la NASA. Cette réorganisation dans la hiérarchie de la NASA est pressentie comme une menace pour la poursuite du projet (2 septembre 1998).

En septembre 1998, on annonce que les difficultés quant à la construction des réservoirs d’hydrogène n’ont toujours pas trouvé de solution et on estime le délai dans la livraison des réservoirs à 30 jours (27 septembre 1998). Fin octobre 1998, on fournit des rustines (repair patches) pour le réservoir d’hydrogène n° 1 (21 octobre1998), tandis qu’on travaillait encore sur le réservoir n° 2.

Fin octobre 1998, la NASA et Lockheed Martin annonce lors d’une conférence de presse un délai supplémentaire de 6 mois à cause de l’incapacité de Boeing a livré le prototype du moteur Aerospike dans les délais, ce qui a aussi pour conséquence de provoquer de nouveaux dépassements budgétaires du programme. Lockheed envisage publiquement de réduire le personnel qui travaille sur le X-33 pour éviter d’autres déconvenues budgétaires (le 27 octobre 1998).

En novembre 1998, un premier test réussi à pleine puissance du moteur Aerospike a lieu pendant 30 secondes (18 novembre 1998). Deux jours plus tard, on annonce la fin des tests "à froid" (avec de l’hélium gazeux et de l’azote et de l’oxygène liquide pour tester les tuyaux) du moteur Aerospike à l’échelle réduite (1/2) qui avait été monté sur un SR-71, ainsi que l’annulation, pour cause de délais, des deux seuls tests "à chaud" qui avaient été planifiés pour vérifier les simulations par ordinateur du comportement du moteur (20 novembre 1998). L’argent économisée par l’annulation prématuré du programme de tests sur SR-71 est utilisée pour couvrir partiellement les dépassements budgétaires dans d’autres domaines.

En décembre 1998, Rocketdyne, filiale de Boeing annonce les premiers tests (au nombre de 4) du moteur Aerospike pour tester la turbine et le générateur de gaz à pleine puissance et à 57% de la puissance nominale (2 décembre 1998).

Début décembre, publication de l’audit intitulé : "X-33 Funding Issues". La NASA est accusée d’avoir permis à Lockheed Martin de cacher au Congrès américain un dépassement budgétaire de 56 millions de dollars en l’étalant sur la période 1996-1997 alors que la Loi prévoit que les dépenses soient notifiés au plus tard lors de la date d’obtention de l’accord de la NASA (2 décembre 1998).

Début décembre, une réunion a lieu entre des représentants de la NASA et de Boeing à propos de l’état d’avancement du programme de développement du moteur. Boeing propose de réduire l’importance du programme de tests au sol pour couvrir une partie du dépassement budgétaire pour le seul moteur Aerospike (4 décembre 1998). La NASA se propose de mettre en place une évaluation indépendante du risque qui commence à poindre le bout de son nez, c’est-à-dire que l’agence spatiale américaine ait à prendre sur elle les dépassements du budget dû aux difficultés technologiques.

Début janvier 1999, des bulles et des craquelures au niveau du réservoir à hydrogène n° 1 semble suggérer que les soucis sont loin d’être de l’histoire ancienne en ce qui concerne, à nouveau, les réservoirs (5 janvier 1999). La cause du problème est encore inconnue et on décide de se faire livrer les outils qui ont servi à la fabrication du réservoir pour vérifier si le problème ne vient pas d’un défaut de fabrication.

Début janvier 1999, Rocketdyne a enfin mené un premier test de 250 secondes du moteur Aerospike à pleine puissance sans problème apparent (13 janvier 1999).

Enfin, à la dernière revue de presse que j'ai pris le temps de lire, on apprend que le réservoir d’hydrogène n° 2 est près à être installé, tandis que l’échec des tests réservoir n° 1 était tel qu’il faudra le démonter et refaire toute l’isolation thermique (13 janvier 1999).

Il y a peut-être d'autres infos intéressantes dans la suite pour les années 1999, 2000 et début 2001.

Cordialement.