Hypersoar

20 janvier 2003 - une remarque ajoutée le 25 mai 2004

Source :

http://www.fas.org/man/dod-101/sys/ac/hypersoar.htm

FAS signifie : Fédération des Scientifiques Américains

Réseau d'analyse des données à catactère militaires

Titre :

HyperSoar : un avion hypersonique au rayon d'action illimité

Ci-après, une vue d'artiste :

Vous enlevez les dérives et vous avez .. Aurora avec son "cul de canard".

De la taille d'un B-52 (...) l'HyperSoar est appareil de reconnaissance et d'attaque à rayon d'action illimité et également un bombardier qui peut délivrer sa charge utile en n'importe quel point du globe et évoluant à une altitude et à une vitesse qui le mettent d'emblée hors d'atteinte de toute mesure défensive. Il peut effectuer sa mission et revenir se poser sur le territoire américain sans avoir besoi d'être ravitaillé en vol. L'appareil peut fonctionner comme un drone ou emporter des pilotes et des équipements spéciaux. Il peut voler approximativement à 6.700 miles par heure c'est à dire 12.000 km/h (Mach 10) en même temps qu'il peut emporter une charge utile environ deux fois plus importante que celle d'un appareil ayant le même poids au décollage. Le concept "HyperSoar" implique un stress thermique moins important que celui qui était lié aux précédents modèles d'appareils hypersoniques, problème qui avait constitué jusqu'ici un frein au développement des appareils hypersoniques (mur de la chaleur). Un avion Hypersoar grimperait et s'en irait évoluer à une altitude approximative de 130.000 pieds (55 km). Il fermerait alors les accès à ses moteurs en évoluant à la surface à la limite de l'atmopshère terrestre. En remettant en marche ses moteurs alimentés en air (comment ?) ceci lui permettrait d'effectuer un nouveau bond dans l'espace en répétant cette opération jusqu'à ce qu'il ait atteint sa destination. Il évoluerait alors à la manière d'un galet ricochant à la surface de l'eau. Une mission où l'appareil partirait du centre des Etats Unis en direction de l'Asie de l'Est (Japon) nécessiterait 25 ricochets de ce genre et représenterait un voyage d'une heure et demie.

L'angle d'incidence de l'appareil pendant ces phases de montée et descente serait seulement de cinq degrés. L'équipage subirait une accelération d'un g et demi pendant les ressources alors qu'il évoluerait en impensanteur dans les parties hautes de la trajectoire. Ce type d'accélération est très modérée. Ceci n'incommoderait nullement des passagers lors d'un vol civil, de même que ce mouvement serait sans incidence sur les performances de l'appareil, en tant que plate-forme de tir ou de mise sur orbite. En fait les accélérations que subiraient les passagers pendant ces mouvements de ricochets seraient comparables à ceux que ressent un nourrission quand sa mère le berce, à la différent que le mouvement serait cent fois plus lent. Bien que le but de ce projet soit de concevoir un mode de transport civil (...) avec de bonnes ganaries de sécurité il y aussi un aspect militaire et mise sur orbite de charges. Dans la plupart des projets hypersoniques envisagés jusqu'à présent on envisageait d'utiliser des fusées pour amener les engins à la frontière de l'espace, région à partir de laquelle l'appareil redescendait simplement en plané vers sa destination (le précurseur de tels engins étant l'antique X-15). Dans d'autres projets on a envisagé d'utiliser des moteurs à réaction pour tenter de projeter la machine hors de l'atmopshère. Dans tous ces projets la contrainte à laquelle les designers se heurtaient immédiatement était l'élévation de la température de l'air au point d'arrêt et sur les bords d'attaque. Un HyperSoar subirait une contrainte thermique plus faible du fait qu'il passerait le plus clair de son temps en dehors de l'atmosphère terrestre. Selon ce concept d'HyperSoar vehicle la chaleur collectée pendant les séjours dans l'atmophère terrestre pourrait être partiellement dissippée quand l'appareil se trouve dans le "froid de l'espace";

Remarque JPP : ce "froid de l'espace" est tout relatif. En dehors de l'atmopshère il n'y a pas de déperdition d'énergie par conduction. Seule la perte par rayonnement peut intervenir. En très haute altitude l'espace est au contraire "chaud" (2500°), mais extrêmement raréfié. Le condiction ne joue aucun rôle.

Le système HyperSoar utilise des moteurs où un carburant est brûlé avec admission d'air. La plupart des projets d'engins hypersoniques étaient fondés sur des fusées et on n'envisageait pas d'atteindre de telles vitesses, pas plus qu'on envisageait ce type de déplacement "par ricochets". Les moteurs utilisant l'air comme comburant ont des rendements fondamentalement meilleurs que les moteurs-fusées. De plus, l'HyperSoar utiliserait son système motopropulseurs uniquement pour communiquer à l'engin des accélérations et non comme des propulseurs de croisière. Ceci aurait pour effet de simplifier ces dispositifs et de réduire les risques techniques. Les Waveriders (appareils surfant sur leur onde de choc) sont dessinés de telle manière que l'onde de choc qu'ils créent soit entièrement attachée sur le bord d'attaque de la voilure, au nombre de Mach de vol considéré. Cette configuration crée une zone de surpression dans le volume limité par l'onde de choc et la surface de voilure. D'où une portance avec une traînée d'onde relativement faible, c'est à dire une finesse importante. Les engins de type Waverider permettent aussi de créer un flux d'air entrant uniforme en amont d'un système de propulsion de type scramjet (stato-réacteur avec combustion hypersonique).

Remarque JPP : Les performances annoncées pour le hypersoar se raprochent de celles de l'engin Aurora. Les concept additionnel développé, déjà évoqué dans mon livre, est celui de "vol par un enchaïnement de ricochets". Mais cet article glisse alors vers la désinformation quand les auteurs suggèrent que le mode de propulsion est de type "Scramjet" et que laMHD se trouve passée sous silence :

Cette combinaison d'une configuration Waverider et Scramjet a pour effet de réduire la longueur du moteur et son poids, ce qui est un objectif important dans la conception d'un Scramjet. Pour cet avion spatial américain le carburant choisi est de l'hydrogène liquéfié, qui fournit une forte énergie spécifique, une grande vitesse de combustion et constitue un puits de chaleur important. Avant d'être dirigé vers les chambres de combustion cet hydrogène liquide est envoyé dans toutes les parties de l'engin subissant un forte contrainte thermique. Ce système HyperSoar est à l'étude depuis plusieurs années (...) au Lawrence Livermore Laboratory (Californie) en liaison avec l'US Air Force et différentes agences gouvernementales. Le LLL s'est aussi assuré la collaboration de l'université du Maryland laquelle pour l'optimisation de la forme de l'engin et de sa trajectoire. Les autres applications potentilelle du système hypersoar concernent le positionnement de charges sur orbite. Les études montrent que les coûts de mise sur orbite pourraient alors être divisés par deux (je suis entièrement d'accord sur ce point). En tant que transport civil un tel appareil pourrait mettre en communication deux points quelconques du globe en moins de deux heures (c'est à dire séparés de distances allant jusqu'à 20.000 km).

Distance franchissable et charge utile des différents appareils

On voit que le B2 est crédité d'une distance franchissable de 13.000 km (bombardement USA-Kaboul-Diego Garcia). L'hypersoar, avec ses 38.623 km est carrément ... antipodal. Voilà donc le concept qui pointe son nez.

Chaque appareil pourraient assurer quatre vols quotidiens à partir des Etats-Unis en direction par exemple de Tokyo au lieu d'un seul avec les appareils actuels. Utilisé comme avion-cargo l'Hypersoar pourrait sur de telles distances s'avérer dix fois plus rentable économiquement que les avions actuels. Les promoteurs de ce projet estiment qu'il faudrait consacrer environ 140 millions de dollars pour développer un certain nombre d'aspects technologiques pendant quelques années pour parvenir au stade où un ptototype au tiers pourrait être construit, dont le coût est évalué à 350 millions de dollars, qui pourrait alors être essayé et testé. Le coût du développement d'un HyperSoar vraie grandeur serait environ le même que celui du projet du Boeing 777, c'est à dire 10 milliards de dollars.

Enfin, dernière remarque : Pourquoi cet appareil "doit-il fermer ses entrées d'air lorsqu'il bondit dans l'espace" ? Quel intérêt ? ....

Les sources d'information sont datées du 20 septembre 1997 et émanent du Groupe se consacrant à un projet d'Engin d'Attaque à Très Long Rayon d'Action (Global Range Attack Vehicule Concept Group.

Le document est en date du 10 septembre 1998 et s'intitule "Annonce du laboratoire concernant un nouveau projet d'avion hypersonique".

A propos de ces engins hypersonique voir la conférence donnée par l'auteur en janvier 2003 au festival Sciences Frontière. Cliquer sur ce lien :

http://www.01pixel.com:8080/ramgen/petit_sf2003.rm

Origine :

Texte Anglais :

HyperSoar Hypersonic Global Range Recce/Strike Aircraft A HyperSoar hypersonic Global Range Recce/Strike Aircraft the size of a B-52 could take off from the US and deliver its payload to any point on the globe - from an altitude and at a speed that would challenge current defensive measures - and return to the US without the need for refueling or forward bases on foreign soil. Equipment and personnel could also be transported. HyperSoar could fly at approximately 6,700 mph (Mach 10), while carrying roughly twice the payload of subsonic aircraft of the same takeoff weight. The HyperSoar concept promises less heat build-up on the airframe than previous hypersonic designs - a challenge that has until now limited the development of hypersonic aircraft. The key to HyperSoar is the skipping motion of its flight along the edge of Earth's atmosphere - much like a rock skipped across water. A HyperSoar aircraft would ascend to approximately 130,000 feet - lofting outside the Earth's atmosphere - then turn off its engines and coast back to the surface of the atmosphere. There, it would again fire its air-breathing engines and skip back into space. The craft would repeat this process until it reached its destination. A mission from the midwestern United States to east Asia would require approximately 25 such skips to complete the one-and-a-half-hour journey. The aircraft's angles of descent and ascent during the skips would only be 5 degrees. The crew would feel 1.5 times the force of gravity at the bottom of each skip and weightlessness while in space. (1.5 Gs is comparable to the effect felt on a child's swing, though HyperSoar's motion would be 100 times slower.) Although the porpoising effect of a HyperSoar flight might test the adventurousness of some airline passengers, this would not impact military or space launch applications. Most current hypersonic designs rely on rocket engines to boost the aircraft to the edge of space, from where the craft essentially glides back down to its destination. Other designs simply use engines to push the aircraft through the atmosphere. All previous concepts have suffered from heat buildup on the surface of the aircraft and in various aircraft components due to friction with the atmosphere. A HyperSoar plane would experience less heating because it would spend much of its flight out of the Earth's atmosphere. Also, any heat the craft picked up while "skipping" down into the atmosphere could be at least partially dissipated during the aircraft's time in the cold of space. Another HyperSoar advantage is its use of air-breathing engines. Most conventional hypersonic designs rely on rocket motors to boost the aircraft to the edge of space. By not boosting to as high a velocity, and by dropping back into the atmosphere at the bottom of each "skip," a HyperSoar plane can utilize air- breathing engines, which are inherently more efficient than rocket engines. Also, HyperSoar engines would be used strictly as accelerators, rather than as accelerators and cruising engines - as in some hypersonic designs - thereby greatly simplifying the design and reducing technical risk. Waveriders are aerodynamic shapes designed such that the bow shock generated by the configuration is attached along the outer leading edge at the design Mach number. The shock attachment condition confines the high-pressure region behind the shock wave to the lower surface of the configuration, which provides the potential for high lift-to-drag ratios. Waveriders also offer potential propulsion/airframe integration (PAI) benefits because of their ability to deliver a known uniform flow field to a scramjet inlet. Enhanced mixing mixing between the fuel and airstream, and thus reduced combustor length and engine weight, is an important goal in the design of supersonic combustion ramjet (scramjet) engines. Cryogenic hydrogen fuel was chosen for air-breathing scramjet propulsion for the National AeroSpace Plane. Selection was based on its high specific energy, its high heat-sink capacity for structural cooling, and its ability to burn very rapidly and sustain flameholding in strained recirculation zones. The HyperSoar concept has been under investigation by Lawrence Livermore National Laboratory for several years and is being discussed with the US Air Force and other government agencies. Livermore has been working with the University of Maryland's Department of Aerospace Engineering to refine the aerodynamic and trajectory technologies associated with the concept. Other potential applications for HyperSoar aircraft include: Space lift - HyperSoar could be employed as the first stage of a two-stage-to- orbit space launch system. Research shows this approach will allow approximately twice the payload-to-orbit as today's expendable launch systems for a given gross takeoff weight. Passenger aircraft - A commercial HyperSoar airliner or business jet could reach any destination on the planet from the continental U.S. in two hours or less. Freighter - A HyperSoar freight aircraft could make four or more roundtrips to, say, Tokyo each day from the U.S. versus one or less for today's aircraft. Analysis indicates a HyperSoar aircraft flying express mail between Los Angeles and Tokyo could generate ten times the daily revenue of a similarly- sized subsonic cargo plane of today. Proponents estimate that approximately $140 million would be needed over the next few years to advance several technologies to the point where a $350 million one-third-scale flyable prototype could be built and tested. The development cost of full-scaled HyperSoar aircraft is estimated at about the same as spent to develop the Boeing Company's new 777, or nearly $10 billion.

25 mai 2004 : Un personnage nommé Jean-Marc Roeder a publié un papier dans le journal de Sauquëre : "Top Secret", consacré à Aurora. En confirmant mes thèses il prétend avoir des sources fiables, émanant de gens ayant travaillé sur ce projet. Les données techniques qu'il produit me paraîssent cohérentes. Mais il a fourni une information qui m'a semblé à la fois exotique, juste et cohérente. Il prétend qu'Aurora produirait des infrasons au décollage, très dommageables pour l'environnement humain ou animal et que l'émission pourrrait être mortelle pour un homme à mille mètres de distance. Mais d'où viendraient ces infrasons ?

Logiquement, de l'instabilité de l'écoulement aérodynamique dans une "tuyère semi-guidée". Celle-ci est conçue pour fonctionner correctement entre des altitudes, disons, de 40 à 80 km. En dessous le jet est "surdétendu". C'est à mon sens ce qui a produit la célèbre photo où on voit une traînée en pointillé. Au ras du sol l'instabilité du jet engendrerait une très puissante émission d'infrasons. Je crois cela hautement probable.

Roeder donne les dimensions d'Aurora : 40 mètres de long, sept mètres d'épaisseur. Je crois aussi que cet engin ne saurait être de taille modeste. Ok aussi pour la distance entre les électrodes : de l'ordre du centimètre.

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