Les moteurs hypersoniques peuvent atteindre des vitesses de Mach 16

Une équipe d'ingénieurs chinois a créé un moteur avancé qui fonctionne selon deux modes, permettant à l'avion de voyager à 19 756 km/h à une altitude de 30 km.

Un moteur rotatif de la NASA en action lors d'un essai. Photo : NASA — Un moteur rotatif de la NASA en action lors d'un essai. Photo : *NASA*

Des chercheurs chinois spécialisés dans les armes hypersoniques ont développé le moteur rotatif le plus puissant au monde , a rapporté Interesting Engineering le 27 décembre. Décrit comme une conception révolutionnaire, ce nouveau moteur rotatif peut propulser un avion jusqu'à 30 km d'altitude et voler à Mach 16 (19 756 km/h). À cette vitesse, un vol intercontinental ne prendrait que quelques heures et consommerait beaucoup moins de carburant qu'un moteur à réaction classique.

Conçu par Zhang Yining et ses collègues de l'Institut des machines de Pékin, le moteur a été présenté dans un article publié en décembre dans la revue chinoise Propulsion Technology. Le moteur fonctionne selon deux modes : le premier à une vitesse inférieure à Mach 7 (8 643 km/h), comme un moteur à combustion continue rotatif (RDE). L'air extérieur se mélange au carburant et est brûlé, créant une onde de choc. Cette onde se propage dans la chambre annulaire. Lors de la rotation, l'onde de choc consomme davantage de carburant, ce qui produit une poussée forte et continue pour l'avion.

Dans le second mode, lorsque l'avion vole à des vitesses supérieures à Mach 7, l'onde de choc cesse de tourner et se concentre sur la plateforme circulaire à l'arrière du moteur. Cela permet de maintenir la poussée grâce à une détonation indirecte quasi rectiligne. Comme le décrit l'équipe, le carburant explose automatiquement à l'approche de la plateforme arrière en raison de la vitesse élevée de l'air entrant. Le moteur repose sur la détonation comme principale poussée tout au long de son fonctionnement.

Zhang et ses collègues n'ont pas divulgué le rendement de leur moteur dans leur article de recherche. Cependant, selon des estimations scientifiques antérieures, la détonation d'un gaz combustible peut convertir près de 80 % de l'énergie chimique en énergie cinétique. Il s'agit d'une amélioration significative par rapport aux turboréacteurs conventionnels, dont le rendement est généralement de 20 à 30 % et repose sur une combustion lente et douce. L'équipe de Zhang affirme que leur conception combine détonation rotative et détonation linéaire à plusieurs vitesses. Cette approche présente de nombreux avantages et peut améliorer le rendement du cycle thermodynamique optimal dans presque toutes les plages de vitesses.

Selon les scientifiques, la transition vers le nouveau moteur à combustion est difficile en raison des deux modes de fonctionnement. À l'approche de Mach 7, le mode de détonation rotative devient instable. Par conséquent, le mode de détonation indirecte doit être déclenché rapidement. Une solution consiste à réduire la vitesse d'admission d'air de Mach 7 à Mach 4 (4 939 km/h), voire moins. Cela permettra au carburant de chauffer suffisamment pour s'auto-enflammer. Une autre solution consiste à apporter de légers ajustements à la structure interne du moteur, comme la modification du diamètre de la base circulaire et de l'angle de l'onde de choc. De tels changements peuvent affecter les performances globales du moteur. Selon l'équipe de recherche, le nouveau moteur ne nécessite pas de conditions de fonctionnement particulières et peut fonctionner efficacement dans la plupart des cas.

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