Un chercheur de l’Université de Floride centrale et son équipe ont mis au point un nouveau système avancé de propulsion de fusée que l’on croyait autrefois impossible.
Le système, connu comme un moteur de fusée à détonation rotative, permettra aux fusées de niveau supérieur pour les missions spatiales de devenir plus légères, de voyager plus loin et de brûler plus proprement.
Les résultats ont été publiés ce mois-ci dans la revue Combustion and Flame.
“L’étude présente, pour la première fois, des preuves expérimentales d’une détonation propulsive d’hydrogène et d’oxygène sûre et fonctionnelle dans un moteur de fusée à explosion”, a déclaré Kareem Ahmed, professeur adjoint au Département de génie mécanique et aérospatial de l’UCF qui a dirigé la recherche.
Les détonations rotatives sont continues, des explosions de Mach 5 qui tournent autour de l’intérieur d’un moteur-fusée, et les explosions sont maintenues en injectant de l’hydrogène et de l’oxygène dans le système à la juste quantité.
Ce système améliore l’efficacité du moteur-fusée de sorte que plus de puissance est générée tout en utilisant moins de carburant que les énergies de fusée traditionnelles, allégeant ainsi la charge de la fusée et réduisant ses coûts et ses émissions.
Les explosions de Mach 5 créent des explosions d’énergie qui parcourent 4500 à 5600 miles par heure, ce qui est plus de cinq fois la vitesse du son. Ils sont contenus dans un corps de moteur durable en cuivre et laiton.
La technologie a été étudiée depuis les années 1960 mais n’a pas été couronnée de succès en raison des agents propulseurs chimiques utilisés ou de la façon dont ils ont été mélangés.
Le groupe d’Ahmed l’a fait fonctionner en équilibrant soigneusement le taux de propergols, d’hydrogène et d’oxygène, libérés dans le moteur.
L’équipe d’Ahmed a également dû recueillir des preuves de leur découverte. Ils l’ont fait en injectant un traceur dans le flux d’hydrogène et en quantifiant les ondes de détonation à l’aide d’une caméra à grande vitesse.
William Hargus, responsable du programme de moteurs-fusées à détonation tournante du Air Force Research Laboratory, est co-auteur de l’étude et a commencé à travailler avec Ahmed sur le projet l’été dernier.
“En tant que spectroscopiste de propulsion avancé, j’ai reconnu certains des défis uniques dans l’observation des structures de détonation d’hydrogène”, a déclaré Hargus. “Après avoir consulté le professeur Ahmed, nous avons pu formuler un appareil expérimental légèrement modifié qui a considérablement augmenté la puissance du signal.”
“Ces résultats de recherche ont déjà des répercussions sur la communauté internationale de la recherche”, a déclaré Hargus. “Plusieurs projets réexaminent maintenant la combustion de la détonation d’hydrogène dans les moteurs-fusées à détonation en raison de ces résultats. Je suis très fier d’être associé à cette recherche de haute qualité.”