PROPULSION HYPERSONIQUE

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Statoréacteur, superstatoréacteur et statomixte

Dans les systèmes aérobies classiques (turboréacteurs, turbopropulseurs, turbines à gaz), un compresseur augmente la pression de l'air avant son entrée dans la chambre de combustion afin de parvenir à une efficacité thermodynamique suffisante du cycle de combustion.

À partir de Mach 2, la captation à grande vitesse de l'air atmosphérique suffit pour assurer sa compression. Dès lors, il n'y a plus besoin de compresseur en amont de la chambre ni de turbine en aval pour prélever sur les gaz chauds la puissance nécessaire à l'entraînement du compresseur. On a alors un statoréacteur (en anglais, ramjet), constitué d'une entrée d'air, d'une chambre de combustion et d'une tuyère. Entre Mach 2 et Mach 6 environ, l'air, une fois capté, est ralenti jusqu'à un écoulement subsonique (par rapport au véhicule), pour assurer un temps de séjour suffisamment important dans la chambre et obtenir un bon rendement de combustion. Pour fixer les idées, Mach 1 correspond à 1 224 kilomètres par heure au niveau du sol, à 1 070 vers 15 000 mètres d'altitude.

Au-delà de Mach 6 environ, la transition vers un écoulement subsonique devient trop coûteuse en traînée de captation et entraîne un échauffement trop important de l'air qui rend difficile un apport d'énergie supplémentaire par combustion. On conserve alors un écoulement supersonique à l'entrée de la chambre de combustion ; ce type de moteur est appelé superstatoréacteur (en anglais, scramjet, pour supersonic combustion ramjet).

Le statomixte (cf. figure) combine ces deux types de fonctionnements dans une seule veine pour fonctionner en combustion subsonique de Mach 2 à Mach 6 environ puis en combustion supersonique jusqu'à Mach 7 à 8 (avec des combustibles stockables), voire 10 à 12 (en utilisant de l'hydrogène comme combustible), avec une transition plus ou moins continue entre ces deux modes.

Principe de fonctionnement d'un statomixte

Principe de fonctionnement d'un statomixte

Dessin

Pour une vitesse du véhicule inférieure à Mach 6, l'écoulement à l'entrée de la chambre de combustion d'un statomixte est subsonique ; lorsque la vitesse est supérieure à Mach 6, cet écoulement devient supersonique. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Principe de fonctionnement d'un statomixte

Principe de fonctionnement d'un statomixte
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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X-51A Waverider

X-51A Waverider
Crédits : C. Bellay/ U.S. Air Force

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Écrit par :

  • : coordinateur du groupe de recherches et technologies Propulsion et énergie embarquée au sein d'E.A.D.S.

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Pour citer l’article

François FALEMPIN, « PROPULSION HYPERSONIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 mars 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/propulsion-hypersonique/