Le développeur hypersonique Hermeus a commencé à tester une technologie exclusive de moteur à pré-refroidisseur qui sera une caractéristique essentielle de l'avion ultra-rapide Quarterhorse de la société.
Le pré-refroidissement fait référence au refroidissement de l'air d'admission du moteur avant la compression et la combustion. Un air d'admission plus froid permet aux turboréacteurs standards de fonctionner à des vitesses plus élevées, avec une plus grande efficacité et une dégradation réduite des performances.
Bien qu'Hermeus n'ait pas révélé les détails de conception, le pré-refroidissement peut être réalisé à l'aide d'un échangeur de chaleur et d'un combustible cryogénique, tel que l'hydrogène liquide.
Un tel système fait partie intégrante de l'approche Hermeus visant à briser la barrière hypersonique de Mach 5, qui consiste à accélérer jusqu'à un vol à faible Mach avec l'utilisation d'un moteur à réaction standard, avant de passer à un système de propulsion à statoréacteur séparé pour atteindre des vitesses hypersoniques.
Des tests statiques du système de pré-refroidissement Hermeus ont eu lieu à la base aérienne d'Edwards, a annoncé la société le 14 mai. L'US Air Force est le bailleur de fonds de la start-up californienne.
Hermeus développe actuellement son système de pré-refroidissement pour l'intégration avec le moteur d'avion de combat Pratt & Whitney F100, qui propulsera le prochain véhicule de vol Quarterhorse Mk 2 d'Hermeus.
« Les données recueillies lors de ces tests informent sur la façon dont le F100 gère le pré-refroidisseur Hermeus sous diverses charges et mèneront à de futurs tests avec de l'air chauffé, simulant des conditions de vol à Mach élevé », indique la société.
L'avion Mk 2, qui est la troisième cellule du Ligne Quarterhorse, sera le deuxième modèle navigable de la société et le premier à être capable d'effectuer un vol supersonique. Hermeus prévoit de piloter le Quarterhorse Mk 2 dans le courant de 2025.
Le conception expérimentale sera doté d'une aile delta, d'une prise d'air variable et aura « à peu près la taille d'un (Lockheed Martin) F-16 », dit Hermeus.
Alors que le Quarterhorse Mk 2 est destiné à atteindre des vitesses d'environ M2,5 – à court d'un vol hypersonique – la conception intégrera la technologie de pré-refroidissement dans le cadre du système de propulsion à cycle combiné à turbine (TBCC) qui, espère Hermeus, alimentera son prochain véhicule à M5 et au-delà.
Avec son moteur TBCC, qu'Hermeus appelle Chimera, l'entreprise espère relever l'un des défis les plus épineux du vol hypersonique : la transition de la turbine à réaction à la propulsion par statoréacteur.
Alors que les moteurs statoréacteurs à grande vitesse sont capables d'atteindre des vitesses hypersoniques, la physique des conceptions actuelles nécessite des vitesses anémométriques d'environ M3,5 pour atteindre une compression suffisamment importante pour produire l'allumage et générer la poussée.
Les statoréacteurs contemporains et la configuration scramjet associée, effectuer le plus efficacement possible à M4 et plus rapide.
Cela signifie qu’un véhicule aérien doit atteindre ces vitesses avant même que le statoréacteur puisse commencer à produire une poussée accélératrice – un problème pour les turboréacteurs actuels. L'avion avec équipage le plus rapide jamais piloté – l'emblématique SR-71 Blackbird de Lockheed Martin – a atteint M3.
Combler l’écart entre les régimes des moteurs à réaction conventionnels et la vitesse minimale nécessaire à l’allumage du statoréacteur est essentiel pour le vol hypersonique réutilisable. Plusieurs entreprises américaines poursuivent différentes stratégies à cette fin.
Hermeus semble s'attaquer au problème de transition du moteur avec l'approche du pré-refroidisseur, qui pourrait permettre au F100 d'atteindre des vitesses plus élevées.
En revanche, le poids lourd de la propulsion GE Aerospace adopte une autre tactique : développer un statoréacteur plus efficace.
En utilisant une technique appelée combustion par détonation rotative pour améliorer les performances, le motoriste pense pouvoir réduire la vitesse nécessaire pour réaliser la combustion avec un statoréacteur à capacité hypersonique.
Pendant ce temps, la start-up californienne Stratolaunch est poursuivre une solution basée sur une fusée pour son lanceur aérien Talon A, plus proche par son style des munitions hypersoniques actuellement développées par les États-Unis, la Russie et la Chine.
Ce moteur-fusée est développé par la start-up de propulsion du Colorado, Ursa Major.
