GE Aerospace et Lockheed Martin ont récemment annoncé avoir démontré conjointement avec succès un nouveau statoréacteur à détonation rotative à carburant liquide (RDRJ). Ils tentent d'utiliser ce nouveau système de propulsion et cette conception d'entrée tactique pour combler le « vide » dans l'efficacité du vol hypersonique actuel et promouvoir le développement d'armes hypersoniques dans une direction plus efficace et produite en série.
Le rapport souligne que le vol hypersonique est considéré comme un autre grand pas en avant dans la promotion du domaine de vol depuis que les humains ont franchi le mur du son en 1947, tandis que la technologie de détonation rotative est considérée comme un « bond en avant » dans le domaine de la propulsion ; Aujourd'hui, la combinaison des deux signifie que les technologies associées sont passées de la phase précoce de vérification de faisabilité à la phase d'optimisation technique, et que les ingénieurs ont commencé à placer les questions d'efficacité au cœur. Être capable de voler à une vitesse plus de 5 fois supérieure à la vitesse du son présente un grand potentiel dans les domaines militaire et civil. Cependant, la technologie existante présente encore de nombreux points à améliorer. Parmi eux, les défauts d’efficacité des missiles hypersoniques propulsés par des statoréacteurs sont particulièrement importants.
Selon l’article, un statoréacteur traditionnel est essentiellement un moteur à réaction ne comportant pratiquement aucune pièce mobile. Il ne fait pas appel à des turbomachines pour comprimer l’air d’admission. Au lieu de cela, il utilise la pression dynamique apportée par son propre mouvement vers l’avant à grande vitesse pour comprimer l’air et l’envoyer dans la chambre de combustion. Cependant, pour qu'un tel statoréacteur s'enflamme normalement, la vitesse de vol doit généralement atteindre au moins Mach 3, ce qui signifie que le missile ou l'avion doit s'appuyer sur un propulseur de fusée grand et puissant pour l'accélérer jusqu'à la vitesse d'allumage dans la phase initiale.
Pour résoudre ce problème, GE et Lockheed Martin prévoient d'utiliser un moteur à détonation rotatif pour accélérer le missile dès les premiers stades du vol. En maintenant une onde de détonation de carburant se propageant à vitesse supersonique dans un canal cylindrique ouvert, celui-ci circule de manière annulaire dans le canal, tout en injectant en continu du carburant et de l'eau pour réaliser un cycle de combustion auto-entretenu à haute pression. Cette structure peut maintenir la pression pendant le processus de combustion, plutôt que de s'appuyer sur des surfaces de flammes subsoniques comme les chambres de combustion traditionnelles, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de l'utilisation de l'énergie.
Selon les rapports, l'efficacité de ce type de moteur à détonation rotatif peut être augmentée d'environ 25 % par rapport aux moteurs conventionnels, ce qui peut réduire considérablement la taille et le poids. Plus important encore, il peut fonctionner dans des conditions subsoniques et peut être ajusté via des canaux de configuration et de débit pour agir comme un statoréacteur dans des conditions supersoniques et passer à un scramjet dans des conditions hypersoniques, réduisant ainsi considérablement la taille du propulseur de fusée requis. La simplification de la conception signifie que des missiles hypersoniques dotés de structures relativement simples, de faibles coûts et produits en série devraient apparaître à l’avenir.
La contribution clé de Lockheed Martin à cette démonstration conjointe a été la conception d'une entrée tactique à grande vitesse pour le statoréacteur bimode (DMRJ), qui peut être associée à un noyau de détonation rotatif pour permettre au moteur de basculer entre les modes statoréacteur et scramjet à différentes plages de vitesse. Ce système d'admission d'air cible également le problème à long terme de la mauvaise adaptabilité des moteurs de détonation à différentes altitudes. En réglant le couplage entre l'admission d'air et le champ d'ondes de détonation, le moteur peut maintenir son fonctionnement dans des environnements à plusieurs altitudes et à plusieurs nombres de Mach. Cependant, cela nécessite une analyse informatique de la dynamique des fluides extrêmement complexe pour gérer la structure très complexe des ondes de choc.
Randy Kreitz, vice-président et directeur général des programmes avancés de Lockheed Martin, a déclaré qu'après deux ans d'investissement interne, cette démonstration démontrait le pouvoir de la collaboration, de l'innovation et de l'engagement partagé pour fournir aux combattants des capacités de combat abordables à la « vitesse de pertinence ». Il a déclaré que cette solution de moteur statoréacteur compact incarne l’expertise de Lockheed Martin en matière de conception d’entrées de statoréacteur et peut offrir une plus longue autonomie à des vitesses extrêmes. La société s’engage à fournir des systèmes de propulsion plus avancés pour les capacités hypersoniques américaines dans le contexte d’un environnement de menace de plus en plus féroce.
Selon certaines informations, ce projet de démonstration utilise la publication officielle de Lockheed Martin comme source d'information, montrant que l'armée américaine passe d'une simple recherche de la grande vitesse dans le domaine des armes hypersoniques à la recherche d'un nouvel équilibre entre vitesse, portée, coût et capacités de production à grande échelle. La combinaison de statoréacteurs à détonation rotative et d’entrées tactiques de nouvelle génération est considérée comme l’une des voies clés pour atteindre cet objectif.