Actu - Le démonstrateur hypersonique X-51 a raté son vol d'essai

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Le doux rêve de la maîtrise des vitesses hypersoniques tarde à se matérialiser. L'US Air Force et Boeing, qui travaillent à la mise au point d'un moteur susceptible de les atteindre, ont une nouvelle fois raté un vol d'essai du démonstrateur X-51 A Waverider.
Deux ans après la déception du premier vol d'essai du X-51A, interrompu après 200 secondes de fonctionnement et au cours duquel l'engin avait réalisé une pointe à Mach 6, son deuxième vol d'essai s'est également soldé par un échec....

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[Geb]

Bonjour,

Pour le dire franchement, toutes les parties du texte de l'Actu que j'ai mises en gras ci-dessous sont fausses :

Deux ans après la déception du premier vol d’essai du X-51A, interrompu après 200 secondes de fonctionnement et au cours duquel l’engin avait réalisé une pointe à Mach 6, son deuxième vol d’essai s’est également soldé par un échec. Seize secondes seulement après s’être décroché de son avion porteur, un Boeing B52, le démonstrateur sans pilote est devenu incontrôlable en raison de la défaillance d’une ailette de commande.

Conçu pour voler pendant au moins 5 minutes à Mach 6, l’engin s'est abîmé dans l’océan Pacifique et ne sera pas récupéré. Seul point positif de cet échec : il n’est pas à mettre sur le dos du statoréacteur. Tel qu’il était planifié, ce vol d’essai prévoyait qu’un premier réacteur propulse le X-51 à Mach 4,5 (plus de 5.000 km/h) pendant 30 secondes avant que le statoréacteur prenne le relais, le conduise à une altitude de 21.000 m et une vitesse de Mach 6, à tenir pendant 5 minutes.

La durée approximative d'un vol moteur allumé est de 240 secondes. C'est durant cette partie propulsée du vol seulement que le X-51 est censé accélérer de Mach 4,73 à Mach ~6. Ensuite, il devait effectué un vol plané d'une durée prévue de 500 secondes, pour tester les instruments de contrôle de la trajectoire (tout en ralentissant fortement évidemment).

Voir slide n°28 de cette présentation (pdf) : X-51 Development

Aussi, il est encore possible que l'administration américaine accepte la proposition de fin mars 2009 du laboratoire de recherche de l’US Air Force, situé sur la base d’Edwards en Californie, d’augmenter le nombre de prototypes testables en vol du X-51 WaveRider de 4 à 6 véhicules.

Voir ici : AFRL mulls adding scope to X-51A Waverider hypersonic tests

Le communiqué de l’Air Force nous dit que le X-51 a été accélérer par un propulseur à poudre jusqu’à Mach 4,8 environ. Le communiqué de Boeing parle d’environ Mach 4,5.

Ensuite, l’Air Force parle d’une vitesse finale de Mach 5 et Boeing écrit "approximativement Mach 5". Je doute que si le vol avait duré 300 secondes comme prévu, le X-51A ait pu atteindre Mach 6 ce 26 mai 2010...

Voici les premières analyses du vol du 26 mai 2010 sur le site du magazine "Aviation Week" :

X-51A Team Eyes Results Of Scramjet Flight

On y apprend que Le véhicule a accéléré pendant moins d'une minute avant de ralentir pour des raisons encore indéterminées. Une mauvaise estimation de la traînée était cependant une des hypothèses envisagées.

Le véhicule était à Mach 4,73 (~5024 km/h) lorsque le superstato a commencé sa phase de propulsion. L'accélération moyenne monte cependant à 0,15 g (1,47 m/s²) au lieu de 0,22 g (2,16 m/s²) prévu.

Donc, lors du test du 26 mai 2010 (le seul qui ait fourni quelques résultats partiels), le véhicule ne semble jamais avoir atteint Mach 5 ! Ce n'était même pas un véhicule hypersonique. Étant donné les échecs des deux autres vols (celui du 13 juin 2011 et celui du 14 août 2012), le X-51A n'a jamais été hypersonique.

En effet, si le véhicule à accéléré pendant moins d'une minute à 1,47 m/s², il n'est même pas sûr qu'il ait dépassé Mach 5 en partant de Mach 4,73 à l'ignition du superstato...

Pour le deuxième vol (celui du 13 juin), voir ici : Second X-51 hypersonic flight ends prematurely

L’article sur l’excellent site flightglobal.com nous apprend également que le premier vol de mai 2010 s’est déroulé conformément aux prévisions pendant 140 secondes (et pas 200 secondes, comme le laisse entendre l'article de Futura). C’est alors qu’on a perdu la télémétrie. Toutefois, le moteur a fonctionné pendant encore 60 secondes sans qu’on ait obtenu de données pendant cette dernière minute de vol propulsé. Au total, on parle d’un téraoctet de données récoltées pour les 140 secondes de vol nominal.

Cordialement.

[webduweb]

Depuis une dizaine d'années, des engins sans pilote propulsés par des réacteurs à hydrogène sont expérimentés pour atteindre des vitesses ahurissantes. Il y a eu le x-43, d'abord, propulsé par un statoréacteur à l'hydrogène.
- Deux HTV-2 ont été lancés au-dessus du Pacifique, l'an dernier, le 11 août 2011, mais ils se sont abimés en mer au bout des quelques minutes. Ils ne sont pas encore opérationnels : difficile de contrôler un engin soumis à des pressions et des températures très élevées (2000°Celsius) !
- Evoluant dans l'atmosphère à Mach 20, le HTV-2 est un engin sans pilote qui atteint la vitesse de 21000 km/h, vingt fois la vitesse du son, six fois la vitesse d'une balle de fusil d'assaut en sortie de bouche...
(Information recueillie dans le magazine L'Ordinateur Individuel/SVM)
Disons tout de suite que le but est uniquement militaire : il pourrait faire un malheur s'il était lancé sur une centrale nucléaire. On se demande si la cible visée n'est pas justement celles de l'Iran.
Maintenant, Boeing veut concurrencer Lookheed Martin, mais le vol n'a qu'à moitié réussi !
Tous ces engins sont donc gros consommateurs d'hydrogène, mais ça brûle aussi autant d'oxygène, je suppose... ?

[Geb]

Bonsoir webduweb,

Il y a eu le x-43, d'abord, propulsé par un statoréacteur à l'hydrogène.

Ce n'était pas n'importe quel statoréacteur. C'était un statoréacteur à combustion supersonique ou "superstatoréacteur".

Deux HTV-2 ont été lancés au-dessus du Pacifique, l'an dernier, le 11 août 2011, mais ils se sont abimés en mer au bout des quelques minutes.

En fait, il y a bien eu 2 véhicules jusqu'ici, mais les vols ont eu lieu à des dates différentes : le premier le 22 avril 2010 et le suivant le 11 août 2011.

Tous ces engins sont donc gros consommateurs d'hydrogène, mais ça brûle aussi autant d'oxygène, je suppose... ?

En fait, de ces 3 engins (X-43A, HTV-2 et X-51A), il n'y a que le X-43A qui utilise l'hydrogène comme carburant. Le HTV-2 est un planeur propulsé par une fusée Minotaur IV équipé de 4 étages à poudre avant d'en être séparé pour la phase de vol autonome. Le X-51A utilise un carburant militaire baptisé JP-7 (un hydrocarbure comme le pétrole avec différents additifs) dont la combustion est endothermique, ce qui présente l'avantage d'avoir pour effet de refroidir la chambre de combustion.

Dans le cas des propulseurs à poudre de la Minotaur IV, c'est souvent le perchlorate d'ammonium (de formule NH4ClO4) qui joue le rôle de l'oxygène (de "comburant") et l'aluminium qui joue le rôle de l'hydrogène (de "carburant"). Le X-51A et le X-43A brûlent effectivement de l'oxygène qu'ils puisent dans l'air de l'atmosphère terrestre comme les avions de ligne. Autrement dit, ils ne l'emportent pas dans des réservoirs comme les fusées.

Cordialement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[JPL]

un carburant militaire baptisé JP-7 (un hydrocarbure comme le pétrole avec différents additifs) dont la combustion est endothermique, ce qui présente l'avantage d'avoir pour effet de refroidir la chambre de combustion.

Comme aurait dit Coluche, une combustion endothermique c'est nouveau, ça vient de sortir.

Bref c'est une hérésie, ou alors tu as raté une partie de l'explication.

[Geb]

Comme aurait dit Coluche, une combustion endothermique c'est nouveau, ça vient de sortir.

Bref c'est une hérésie, ou alors tu as raté une partie de l'explication.

En effet. Pour être honnête avec toi, je ne sais même pas pourquoi j'en suis venu à écrire une telle ineptie... À ma décharge, il était tard.

Je ne sais pas trop s'il fallait en rire ou en pleurer. Mon humour préféré étant l'autodérision, je choisi d'en rire.

Cordialement.

[webduweb]

De l'aluminium qui joue le rôle de "carburant" ?
- Non, je pense que là c'est une erreur de frappe...

[Amanuensis]

Pourquoi ? Où serait le problème ? L'aluminium brûle très bien, c'est bien un carburant.

[Amanuensis]

Sinon, pour ce qu'a écrit Geb, et si je lis bien les textes, cela pourrait faire allusion à une propriété du JP-7, la stabilité à haute température (très peu d'hydrocarbures volatils) ; cela permet de l'utiliser comme liquide de refroidissement avant d'être envoyé dans la chambre de combustion.