
Un moteur à réaction révolutionnaire réussit ses premiers tests d'incendie et montre des résultats prometteurs
Astro Mechanica, une startup aérospatiale fondée en 2021 par Ian Brook, a partagé des résultats de tests impressionnants sur son développement révolutionnaire. L'entreprise, aussi surprenant que cela puisse paraître, ne compte que huit employés, dont la tâche principale est aujourd'hui le développement du moteur dit turboélectrique adaptatif pour les vols subsoniques et supersoniques. Lors de sa création, la technologie des moteurs électriques est utilisée pour les voitures.
Cette centrale électrique est conçue pour agir comme un turboréacteur et un turboréacteur à double flux en une seule unité. Il est précisé que cette unité est divisée en deux parties : l'une est équipée d'un turbogénérateur, qui entraîne un moteur électrique pour produire de l'électricité qui alimente le deuxième ensemble de moteurs. Ceux-ci entraînent à leur tour le compresseur et le turboréacteur à double flux. Dans ce cas, il est précisé que l'installation peut modifier la quantité d'air comprimé et, par conséquent, cela affecte directement la quantité d'air comprimé disponible pour la combustion.
Astro Mechanica a effectué des tests d'incendie d'un prototype de moteur turboélectrique adaptatif de troisième génération. Photo : astromecha.co
À première vue, cela semble assez compliqué, mais en fait, l'idée de séparer les composants du ventilateur et du compresseur afin que ces derniers puissent être entraînés par des moteurs électriques hautes performances s'est avérée prometteuse. De plus, il n'est pas nécessaire d'inventer quoi que ce soit à partir de zéro - de tels moteurs électriques sont aujourd'hui largement représentés sur le marché automobile.
Les développeurs ont déjà pu évaluer de manière préliminaire l'efficacité de la technologie utilisée le mois dernier, lorsqu'Astro Mechanica a réalisé avec succès le premier test incendie de son moteur de troisième génération à une puissance allant jusqu'à 30 %.
Les turboréacteurs conventionnels présents sur les avions de combat utilisent les gaz d'échappement pour faire tourner un ventilateur dans un compresseur afin d'aspirer de l'air. Par conséquent, plus de gaz d’échappement signifie plus de vitesse. Par conséquent, la centrale à turboréacteur présente des performances maximales à des vitesses supersoniques. À basse température, son efficacité diminue, car ce moteur comprime à peine assez d'air pour une combustion efficace et consomme beaucoup de carburant.
Disque de lame exclusif d'Astro Mechanica avec un moteur prototype de première génération. Photo : astromecha.co
Par exemple, un passager commercial supersonique самолет Le Concorde, en service de 1976 à 2003, est connu pour son manque de consommation de carburant. Selon certains rapports, cet avion de ligne aurait consommé environ 2 tonnes (627 gallons) de carburant rien que pour rouler depuis la sortie de piste. Cela met en évidence le gaspillage des turboréacteurs à basse vitesse.
D'autre part, le turboréacteur à double flux, conçu pour déplacer d'énormes volumes d'air à mesure que l'avion avance, démontre une efficacité optimale à des vitesses subsoniques. Cependant, la traînée aérodynamique créée par les grosses soufflantes non optimisées pour le vol supersonique pose quelques problèmes.
Le nouveau système de propulsion d'Astro Mechanica est conçu pour fonctionner selon trois modes différents. Dans le premier cas, il assure la rotation du disque porte-lames, qui est également un développement propre à l’entreprise. Il remplit la fonction d'un turboréacteur à double flux au lieu des pales traditionnelles utilisant un entraînement électrique. Cette solution semble optimale pour effectuer efficacement toutes les opérations au sol et surmonter les conditions de vol subsoniques.
Le moteur à réaction adaptatif Gen3 Astro Mechanica se prépare à être lancé. Photo : astromecha.co
Le second utilise déjà la combustion des turboréacteurs. L'avion est accéléré à des vitesses supérieures à la vitesse du son. À ce stade, le moteur électrique fournit au compresseur la vitesse nécessaire pour fournir suffisamment d’air au moteur, plutôt que de compter sur les gaz d’échappement comme avec un turboréacteur traditionnel.
Enfin, le troisième mode est une configuration similaire à un statoréacteur fonctionnant au carburant propre et sans pièces mobiles. Cela permet au système de propulsion d’atteindre potentiellement des vitesses de Mach 3 ou même plus en utilisant uniquement l’effet de la pression du courant libre. La vitesse de l'avion force une énorme quantité d'air dans l'orifice d'admission et fournit une compression suffisante pour la combustion.
Selon le fondateur de l'entreprise, Ian Brook, avec cette approche de conception des centrales électriques, le même Concorde pourrait avoir une autonomie de vol 61 % supérieure s'il était équipé du moteur turboélectrique adaptatif Astro Mechanica.
Lors de tests précédents, un prototype d'un tel moteur de première génération a démontré des capacités impressionnantes. Il a réussi à gagner une vitesse atteignant 900 m/s soit environ Mach 3.
Le turbogénérateur fournit de l’électricité aux moteurs électriques qui alimentent le compresseur et le turboréacteur. Photo : astromecha.co
Lors du développement de la centrale électrique, Astro Mechanica n'accorde pas la moindre attention à l'efficacité économique. Par exemple, le moteur CFM LEAP-1B installé dans le Boeing 737 MAX coûte environ 14 millions de dollars (environ 1,3 milliard de roubles). Dans le même temps, on prétend que le nouveau moteur adaptatif coûtera beaucoup moins cher. Malheureusement, son coût préliminaire n’a pas encore été annoncé.
De plus, ces centrales électriques auront moins de pièces mobiles et, de ce fait, seront naturellement moins chères à entretenir, et leur durée de vie augmentera également.
De plus, ces moteurs sont conçus pour fonctionner au gaz naturel liquéfié. Il est 10 fois moins cher que le carburéacteur traditionnel et fournit pourtant plus d’énergie par unité de poids. Mais au contraire, il produit des émissions beaucoup moins nocives lors de la combustion - jusqu'à 30 %.
Dans le même temps, selon Brook, ce moteur peut également fonctionner efficacement au méthane synthétique. On peut donc également noter la grande adaptabilité de ce groupe motopropulseur aux futurs types de carburant potentiels. À l’avenir, on s’attend à ce que les avions se tournent vers un carburant d’aviation dit durable, plus respectueux de l’environnement, produit notamment à l’aide de la technologie de méthanisation.
Le moteur turboélectrique adaptatif fait encore face à de nombreux tests. Photo : astromecha.co
Comme on l'a appris, Astro Mechanica ne va pas se limiter au développement du moteur. Leurs plans immédiats incluent la construction d’un planeur expérimental équipé de quatre moteurs à réaction turboélectriques adaptatifs et de deux centrales électriques GE CT7. L'avion sera utilisé comme laboratoire volant pour collecter des données lors d'un vol supersonique sans escale de San Francisco à Tokyo. Mais c’est une histoire complètement différente, que nous continuerons certainement à suivre.
Comment ça marche?
Cette centrale électrique est conçue pour agir comme un turboréacteur et un turboréacteur à double flux en une seule unité. Il est précisé que cette unité est divisée en deux parties : l'une est équipée d'un turbogénérateur, qui entraîne un moteur électrique pour produire de l'électricité qui alimente le deuxième ensemble de moteurs. Ceux-ci entraînent à leur tour le compresseur et le turboréacteur à double flux. Dans ce cas, il est précisé que l'installation peut modifier la quantité d'air comprimé et, par conséquent, cela affecte directement la quantité d'air comprimé disponible pour la combustion.

À première vue, cela semble assez compliqué, mais en fait, l'idée de séparer les composants du ventilateur et du compresseur afin que ces derniers puissent être entraînés par des moteurs électriques hautes performances s'est avérée prometteuse. De plus, il n'est pas nécessaire d'inventer quoi que ce soit à partir de zéro - de tels moteurs électriques sont aujourd'hui largement représentés sur le marché automobile.
Les développeurs ont déjà pu évaluer de manière préliminaire l'efficacité de la technologie utilisée le mois dernier, lorsqu'Astro Mechanica a réalisé avec succès le premier test incendie de son moteur de troisième génération à une puissance allant jusqu'à 30 %.
avantages
Les turboréacteurs conventionnels présents sur les avions de combat utilisent les gaz d'échappement pour faire tourner un ventilateur dans un compresseur afin d'aspirer de l'air. Par conséquent, plus de gaz d’échappement signifie plus de vitesse. Par conséquent, la centrale à turboréacteur présente des performances maximales à des vitesses supersoniques. À basse température, son efficacité diminue, car ce moteur comprime à peine assez d'air pour une combustion efficace et consomme beaucoup de carburant.

Par exemple, un passager commercial supersonique самолет Le Concorde, en service de 1976 à 2003, est connu pour son manque de consommation de carburant. Selon certains rapports, cet avion de ligne aurait consommé environ 2 tonnes (627 gallons) de carburant rien que pour rouler depuis la sortie de piste. Cela met en évidence le gaspillage des turboréacteurs à basse vitesse.
D'autre part, le turboréacteur à double flux, conçu pour déplacer d'énormes volumes d'air à mesure que l'avion avance, démontre une efficacité optimale à des vitesses subsoniques. Cependant, la traînée aérodynamique créée par les grosses soufflantes non optimisées pour le vol supersonique pose quelques problèmes.
Dans des conditions de multitâche
Le nouveau système de propulsion d'Astro Mechanica est conçu pour fonctionner selon trois modes différents. Dans le premier cas, il assure la rotation du disque porte-lames, qui est également un développement propre à l’entreprise. Il remplit la fonction d'un turboréacteur à double flux au lieu des pales traditionnelles utilisant un entraînement électrique. Cette solution semble optimale pour effectuer efficacement toutes les opérations au sol et surmonter les conditions de vol subsoniques.

Le second utilise déjà la combustion des turboréacteurs. L'avion est accéléré à des vitesses supérieures à la vitesse du son. À ce stade, le moteur électrique fournit au compresseur la vitesse nécessaire pour fournir suffisamment d’air au moteur, plutôt que de compter sur les gaz d’échappement comme avec un turboréacteur traditionnel.
Enfin, le troisième mode est une configuration similaire à un statoréacteur fonctionnant au carburant propre et sans pièces mobiles. Cela permet au système de propulsion d’atteindre potentiellement des vitesses de Mach 3 ou même plus en utilisant uniquement l’effet de la pression du courant libre. La vitesse de l'avion force une énorme quantité d'air dans l'orifice d'admission et fournit une compression suffisante pour la combustion.
l'efficacité économique
Selon le fondateur de l'entreprise, Ian Brook, avec cette approche de conception des centrales électriques, le même Concorde pourrait avoir une autonomie de vol 61 % supérieure s'il était équipé du moteur turboélectrique adaptatif Astro Mechanica.
Lors de tests précédents, un prototype d'un tel moteur de première génération a démontré des capacités impressionnantes. Il a réussi à gagner une vitesse atteignant 900 m/s soit environ Mach 3.

Lors du développement de la centrale électrique, Astro Mechanica n'accorde pas la moindre attention à l'efficacité économique. Par exemple, le moteur CFM LEAP-1B installé dans le Boeing 737 MAX coûte environ 14 millions de dollars (environ 1,3 milliard de roubles). Dans le même temps, on prétend que le nouveau moteur adaptatif coûtera beaucoup moins cher. Malheureusement, son coût préliminaire n’a pas encore été annoncé.
De plus, ces centrales électriques auront moins de pièces mobiles et, de ce fait, seront naturellement moins chères à entretenir, et leur durée de vie augmentera également.
De plus, ces moteurs sont conçus pour fonctionner au gaz naturel liquéfié. Il est 10 fois moins cher que le carburéacteur traditionnel et fournit pourtant plus d’énergie par unité de poids. Mais au contraire, il produit des émissions beaucoup moins nocives lors de la combustion - jusqu'à 30 %.
Dans le même temps, selon Brook, ce moteur peut également fonctionner efficacement au méthane synthétique. On peut donc également noter la grande adaptabilité de ce groupe motopropulseur aux futurs types de carburant potentiels. À l’avenir, on s’attend à ce que les avions se tournent vers un carburant d’aviation dit durable, plus respectueux de l’environnement, produit notamment à l’aide de la technologie de méthanisation.

Comme on l'a appris, Astro Mechanica ne va pas se limiter au développement du moteur. Leurs plans immédiats incluent la construction d’un planeur expérimental équipé de quatre moteurs à réaction turboélectriques adaptatifs et de deux centrales électriques GE CT7. L'avion sera utilisé comme laboratoire volant pour collecter des données lors d'un vol supersonique sans escale de San Francisco à Tokyo. Mais c’est une histoire complètement différente, que nous continuerons certainement à suivre.
- Lilu
- astromecha.co
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