Un canon électromagnétique géant pourrait lancer des avions hypersoniques dans l'espace

Une équipe de chercheurs cherche à construire un canon électromagnétique qui pourrait lancer des avions dans l’espace à grande vitesse.

Conception d'un avion spatial chinois. Photo : Weibo — Conception d'un avion spatial chinois. Photo : *Weibo*

Des scientifiques et ingénieurs chinois s'efforcent de combiner les avancées majeures réalisées ces dernières années en matière de lancement électromagnétique et de vol hypersonique. Leur objectif est d'utiliser une gigantesque piste de lancement électromagnétique pour propulser un avion hypersonique jusqu'à Mach 1,6 (1 975 km/h). L'appareil se détacherait alors de la piste, allumerait ses moteurs et s'envolerait dans l'espace à sept fois la vitesse du son (8 643 km/h). Cet avion spatial de 50 tonnes, plus long qu'un Boeing 737, fait partie du projet Tengyun, annoncé en 2016, a rapporté le Mail du 14 mars.

Utiliser la puissance de l'avion pour décoller nécessite une énorme quantité de carburant. Pour garantir la sécurité lors des décollages à basse vitesse, les scientifiques et les ingénieurs doivent ajuster la conception aérodynamique et la configuration des moteurs, ce qui affecte les performances des vols à grande vitesse. Cependant, l'équipe d'experts travaillant sur le projet est convaincue de pouvoir résoudre de nombreux problèmes.

« La technologie de lancement électromagnétique offre une solution prometteuse pour surmonter les défis ci-dessus, devenant une technologie stratégique poursuivie par les principaux pays du monde », a déclaré le scientifique Li Shaowei de l'Institut de recherche sur la technologie des véhicules aériens de la China Aerospace Science and Industry Corporation (CASIC), dans un article publié dans la revue Acta Aeronautica.

Pour tester cette hypothèse, CASIC, l'un des principaux sous-traitants chinois des secteurs de la défense et de l'aérospatiale, a construit une piste d'essai de maglev à grande vitesse sous vide réduit de 2 kilomètres à Datong, dans la province du Shanxi. Cette piste peut propulser des objets lourds à une vitesse de 1 000 km/h, proche de celle du son. Dans les années à venir, la longueur de la piste d'essai sera augmentée pour atteindre une vitesse maximale de 5 000 km/h.

Il s'agit d'une installation dédiée à la propulsion électromagnétique, qui soutient le développement du train à grande vitesse de nouvelle génération et collecte également d'importantes données scientifiques et techniques pour le projet de lancement spatial électromagnétique. Parallèlement, à Jinan, capitale de la province du Shandong, une autre voie ferrée maglev géante, supportant une expérience de pousse-pousse électromagnétique à très grande vitesse, est également exploitée sous la supervision de l'Académie chinoise des sciences (ASC).

La Chine n'est pas le premier pays à proposer un système de lancement spatial électromagnétique. L'idée remonte à la Guerre froide. Dans les années 1990, la NASA a tenté de concrétiser ce projet, en construisant d'abord une mini-piste d'essai de 15 mètres. Cependant, faute de financement et de difficultés techniques, la longueur réelle de la piste achevée était inférieure à 10 mètres. Le projet a finalement été abandonné, et les dirigeants gouvernementaux et militaires ont préféré réaffecter leurs ressources au développement d'une technologie de catapulte électromagnétique à basse vitesse pour porte-avions. Mais l'USS Ford, premier porte-avions à être équipé de cette nouvelle technologie, a également rencontré des problèmes. Suite à des revers majeurs dans la technologie de lancement électromagnétique, l'armée américaine a abandonné le développement de projets connexes, tels que les canons à rails, et a concentré son budget sur les missiles hypersoniques.

Au début de la recherche, Li et ses collègues ont découvert que la NASA n'avait effectué aucun essai en soufflerie pour garantir la capacité du vaisseau spatial à se séparer de la tranchée. L'idée initiale de la NASA était d'accélérer la navette jusqu'à 700 km/h, vitesse suffisante pour se passer de fusées, mais les scientifiques chinois estimaient que cette vitesse était trop faible. Cependant, à mesure que la vitesse augmente, la circulation de l'air entre l'avion, le pousse-pousse électromagnétique et la tranchée au sol devient très complexe. L'une des premières choses que l'équipe du projet a dû confirmer était donc que l'avion se séparerait de la tranchée en toute sécurité.

L'équipe de Li a réalisé des simulations informatiques et des essais en soufflerie. Les résultats ont révélé que lorsque l'avion franchissait le mur du son, de multiples ondes de choc se propageaient le long de sa face inférieure, heurtant le sol et générant des réflexions. Ces ondes de choc perturbaient l'écoulement de l'air, créant des poches d'air infrasoniques entre l'avion, le traîneau électromagnétique et la piste. Lorsque le traîneau atteignit sa vitesse cible, libéra l'avion et freina brusquement, le flux d'air turbulent souleva d'abord l'avion, puis passa à une poussée descendante au bout de quatre secondes, selon les résultats des essais en soufflerie.

Si des passagers étaient à bord, ils pourraient ressentir de brefs vertiges ou être en apesanteur. Mais à mesure que la distance entre l'avion et la rainure augmente, l'intensité du flux d'air diminue progressivement jusqu'à disparaître complètement. Au son des moteurs, l'avion entame une ascension rapide. Bien que des tests en conditions réelles supplémentaires soient nécessaires, l'équipe conclut que la méthode est sûre et réalisable. Si les fusées réutilisables de SpaceX ont permis de réduire le coût du lancement de satellites à 3 000 dollars par kilogramme, certains scientifiques estiment que les systèmes de lancement spatial électromagnétiques pourraient le réduire à 60 dollars par kilogramme.

An Khang (selon Mail )

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