Si le vol hypersonique est aujourd’hui accessible grâce à des moteurs fusées, qui contrôlent la combustion qui procure la poussée en emportant la carburant et le comburant simultanément, les moteurs capables de fonctionner à de telles vitesses en utilisant l’air atmosphérique comme comburant restent encore à developper. Et le problème est loin d’être simple, car la vitesse et la température optimales pour le fonctionnement des stato-réacteurs, ne permettent pas de dépasser une vitesse de Mach 3,5.
La société Reaction Engine, filiale d’investissement de R&D du groupe britannique BAE, en partenariat avec le motoriste Rolls Royce, a annoncé avoir réalisé une percée significative lors des tests de son moteur SABRE, pour Synergetic Air-Breathing Rocket Engine. Dans une telle configuration, qui n’est pas celle d’un statoréacteur, le problème principal provient de la température de l’air entrant dans le réacteur, qui atteint 1000° Celsius à une vitesse de Mach 5, ne permettant pas de controller la combustion du mélange Air-Carburant qui assure la poussée. Or, sans contrôle, le système peut rapidement devenir instable, et exploser, ce qui est loin de représenter une solution d’avenir pour le transport aérien.
Les ingénieurs britanniques et américains collaborant sur le SABRE ont mis au point un pré-refroidisseur, positionné en amont de la chambre de combustion et qui permet de réduire la température de l’air atmosphérique en diffusant une puissance énergétique de 3,8 MW, de sorte à permettre une combustion air-carburant régulée et controlée. Pour ce faire, le « Pre-cooler » est constitué de près de 42 km de microtubes agissant comme des échangeurs air-air permettant à l’air de se refroidir à la température voulue en 1/20 ème de seconde, sans créer, semble t il, de phénomène de pompage, ou équivalent.
Les tests les plus récents ont permis de valider l’efficacité du dispositif à une température de 420° c , correspondant à une vitesse de Mach 3,3. Mais les ingénieurs du programme sont confiants sur le fait que cette technologie permettra d’atteindre des vitesses de Mach 5, et donc une température de fonctionnement de 1000°. Reste à voir si elle permettra effectivement de developper des moteurs efficaces permettant d’atteindre et dépasser le seuil hypersonique de Mach 5 pour des aéronefs, ce qui n’est pas encore acquis.
En effet, pour qu’un tel moteur soit efficace, il faut qu’il puisse être employé par un appareil allant d’une vitesse de décollage au sol, à une vitesse hypersonique à haute altitude, et inversement. Or, l’échangeur thermique de Reaction Engine semble pouvoir être, par sa conception, sensible à des phénomènes extérieurs, comme notamment l’humidité de l’air ou la poussière atmosphérique, qui peuvent colmater les micro-canaux à faible vitesse et basse altitude. Le fait que les tests aient été faits en zone semi-désertique (cf photo) n’y est certainement pas étranger.