Vue de dessus de l'EZ-Rocket. Voir plus de photos EZ-Rocket. Photo gracieuseté de XCOR Aerospace Aller dans l'espace coûte cher - environ 10 $, 000 par livre, En réalité. Alors jusqu'à récemment, seuls les gouvernements pouvaient se permettre d'aller dans l'espace. Mais en 2004, le vaisseau spatial commercial SpaceShipOne a effectué deux vols suborbitaux dans l'espace, remportant le prix Ansari X de 10 millions de dollars. SpaceShipOne a chuté d'un avion entre environ 46, 000 à 48, 000 pieds, a allumé son moteur de fusée, voyagé à 150, 000 pieds, est rentré dans l'atmosphère terrestre et a plané vers un atterrissage. Mais un vaisseau spatial commercial peut-il décoller tout seul du sol, voyager dans l'espace et atterrir à nouveau sur une piste? C'est l'objectif de XCOR Aerospace, et cela commence avec l'EZ-Rocket.
Dans cet article, nous découvrirons la technologie derrière l'EZ-Rocket et verrons comment XCOR prévoit d'étendre cette technologie à l'avenir.
L'EZ-Rocket est le premier avion-fusée construit et piloté en privé, et sert de banc d'essai pour les nouvelles technologies. XCOR Aerospace a conçu l'EZ-Rocket, qu'ils ont modifié à partir de l'avion Long-EZ de Bert Rutan. Le Long-EZ est un kit d'avion de fabrication artisanale fabriqué par Rutan's Aircraft Factory. C'est une voilure fixe avion canard , ce qui signifie que son empennage est devant ses ailes au lieu de derrière elles. Cela donne à l'avion de bonnes caractéristiques de glisse, le rendant idéal pour un avion fusée.
Un Rutan Long-EZ 160 avec son empennage devant le pilote Photo du domaine public par Adrian Pingstone Les modifications apportées à l'EZ-Rocket comprenaient les éléments suivants :
Composants principaux de l'EZ-Rocket Photo gracieuseté de XCOR Aerospace Rutan a ajouté le réservoir de carburant externe car les réservoirs Long-EZ d'origine n'étaient pas conçus pour contenir de l'alcool ou résister à une pression élevée. Il a ajouté les réservoirs d'oxygène car les moteurs de fusée doivent transporter leur propre approvisionnement en oxygène (les moteurs d'avion tirent leur oxygène de l'atmosphère).
Moteurs EZ-Rocket et réservoirs d'oxygène Photo gracieuseté de XCOR Aerospace Chaque moteur de fusée sur l'EZ-Rocket produit 400 livres de poussée, ou forcer (chaque Moteur principal de la navette spatiale , ou SSME, produit environ 375, 000 livres de poussée). Les moteurs de fusée n'ont pas besoin de produire les énormes quantités de force que la navette spatiale fait, car ils n'ont pas à soulever autant de masse que la navette spatiale. Comme les moteurs de la navette spatiale, Les moteurs d'EZ-Rocket sont refroidi par régénération . Cela signifie que le carburant liquide froid est pompé autour des chambres de combustion pour éliminer l'excès de chaleur et les empêcher de fondre. L'EZ-Rocket transporte suffisamment de carburant pour seulement 3,5 minutes de temps de combustion de fusée.
Nous verrons ensuite exactement comment fonctionne l'EZ-Rocket.
Le carburant et l'oxydantLe choix de l'oxygène liquide et de l'alcool (ou LOX/alcool) comme comburant et carburant pour l'EZ-Rocket présente plusieurs avantages. Il a un impulsion spécifique de 250 à 270 secondes (l'impulsion spécifique est l'unité de poussée par unité d'ergol consommée au cours du temps). En revanche, la combinaison hydrogène liquide/oxygène liquide de la navette a une impulsion spécifique de 453 secondes. Plus le temps d'impulsion est long, plus le carburant est efficace et plus la fusée peut aller vite. En outre, ce type de moteur n'a pas besoin d'un refroidissement cryogénique poussé à la fois pour le carburant et le comburant. Cela rend le stockage et le ravitaillement de l'EZ-Rocket plus rapides et efficaces.
L'EZ-Rocket au décollage Photo gracieuseté de XCOR Aerospace Lorsque le pilote (généralement le frère de Bert Rutan, Dick) démarre l'EZ-Rocket, l'alcool s'écoule sous pression du réservoir de carburant dans le moteur-fusée. Une pompe à piston pompe l'oxygène liquide dans le moteur. XCOR a dû concevoir une pompe unique car les turbopompes utilisées dans d'autres moteurs de fusée sont trop grosses. Ensuite, un allumeur électrique déclenche le carburant et l'oxydant. La combustion commence. et les gaz chauds sortent de la tuyère de la fusée par l'arrière, générer la poussée. Avec les deux moteurs en marche (générant 800 livres de poussée), il faut 20 secondes et 1650 pieds (500 mètres) de piste pour décoller.
L'EZ-Rocket décolle, mouches, et atterrit comme un avion conventionnel, à quelques exceptions près :
Dans un essai, le pilote a effectué un a manœuvrabilité -- il s'est posé sur la piste sans électricité, roulé sur plusieurs centaines de pieds, a rallumé le moteur-fusée et a redémarré. L'EZ-Rocket a effectué avec succès 15 vols et de nombreux tests, y compris des manœuvres de toucher-décoller et une manœuvre d'abandon en vol. Il a également démontré ses capacités lors de spectacles aériens, y compris la X-Cup Rocket Racing Exposition 2005 au Nouveau-Mexique.
Un essai de tir du moteur LOX/alcool de l'EZ-Rocket. La série d'anneaux dans le panache sont des diamants de choc, ou disques Mach, qui se produisent lorsque la pression du panache d'échappement est inférieure à la pression atmosphérique. Photo gracieuseté de XCOR Aerospace Alors que l'EZ-Rocket a été construit sur la cellule Long-EZ, il n'a jamais été destiné à un usage personnel - seulement comme banc d'essai pour les nouvelles technologies. Mais comme tout avion ou vaisseau spatial, il doit y avoir des dispositifs de sécurité intégrés pour répondre aux besoins d'urgence les plus fréquents tels qu'un incendie dans le moteur ou une panne de moteur. L'EZ-Rocket a un capteur d'incendie ultraviolet dans le compartiment moteur câblé au tableau de bord, qui alerte le pilote de tout incendie dans le moteur. Deux grosses bouteilles d'hélium sous pression dans la baie servent d'extincteurs lorsque le pilote actionne un interrupteur sur le tableau de bord. Chaque moteur a ses propres systèmes de contrôle et peut être allumé et éteint indépendamment (l'EZ-Rocket peut monter sur un seul moteur). Chaque moteur est également doté d'un bouclier anti-souffle en Kevlar et d'un capteur de combustion qui signale au pilote lorsque le carburant est épuisé.
Si nécessaire, le pilote peut dépressuriser les deux réservoirs de carburant et évacuer l'alcool et/ou l'oxygène liquide dans l'atmosphère. Il peut également couper l'alimentation en carburant des deux moteurs en cas d'incendie ou si l'un des moteurs ne s'arrête pas. Les vannes principales et l'allumeur sont reliés pour empêcher les gaz de s'accumuler dans la chambre de combustion et de s'enflammer par inadvertance, et les soupapes de propulsion sont reliées entre elles pour coordonner le calage des soupapes. La verrière peut s'ouvrir rapidement et le pilote dispose d'un parachute au cas où il devrait sortir de l'EZ-Rocket.
XCOR a testé avec succès plusieurs de ces fonctions de sécurité lors de la manœuvre d'abandon en vol. Aujourd'hui, l'entreprise s'appuie sur le succès de l'EZ-Rocket avec deux nouveaux projets. Nous allons en apprendre davantage à ce sujet dans la section suivante.
Une affiche pour Leading Edge Rocket Racing, la première équipe de la Rocket Racing League Image reproduite avec l'aimable autorisation de la Rocket Racing League L'EZ-Rocket a effectué ses derniers vols en testant de nouvelles technologies d'avion-fusée. XCOR Aerospace passe maintenant à deux nouveaux projets :le développement de lanceurs de fusées et d'un vaisseau spatial suborbital.
Dr Peter Diamandis, fondateur du Ansari X-Prize, a établi le Ligue de course de fusées (RRL) avec Granger Whitelaw, un double champion d'Indianapolis 500. Diamandis et Whitelaw envisagent une large couverture télévisuelle et une large audience comme celles de NASCAR. Les Rocket Racers courront dans le monde entier dans des événements indépendants, sur une hauteur de 5000 pieds, piste de deux milles de long. Les fans regarderont les avions voler à travers un parcours virtuel créé par Sportvision (la même société qui a créé la ligne "1er et 10" sur les terrains de football). La saison se terminera par une course de championnat pour une bourse de 2 millions de dollars à la X Prize Cup, un événement annuel organisé à Las Cruces, Nouveau Mexique.
La Rocket Racing League suscitera le développement de nouvelles technologies d'entreprises privées et inspirera de nouvelles générations de scientifiques des fusées. Des démonstrations de test de course de fusées ont été effectuées lors de la X-Prize Cup 2005. En janvier 2006, la Rocket Racing League a annoncé un concours pour les fans pour nommer le premier Mark-1 X-Racer. Le prix comprend un pass VIP d'un an pour tous les événements de la Rocket Racing League. Le gagnant sera annoncé en octobre 2006, lorsque le Mark-1 X-Racer est révélé au public pour la première fois.
Vue d'artiste d'un site de la Rocket Racing League Image reproduite avec l'aimable autorisation de la Rocket Racing League 
Le véhicule de développement Mark-1 X-Racer Photo avec l'aimable autorisation de la Rocket Racing League Le prochain projet de XCOR Aerospace est la création d'un avion spatial suborbital, Xérus. Ils ont identifié trois marchés qui pourraient bénéficier d'un lanceur réutilisable :
Vue d'artiste du Xerus Image reproduite avec l'aimable autorisation de XCOR Aerospace Xerus utilisera plusieurs moteurs principaux pour atteindre une altitude de 100 miles (environ 65 km), puis côte à 130 milles (environ 100 km). Il atteindra une vitesse de pointe de Mach 4, environ 10 fois plus rapide que l'EZ-Rocket, et décollera et atterrira comme un avion conventionnel. Une fois hors de l'atmosphère, l'engin utilisera des propulseurs de fusée de 50 livres pour les manœuvres (contrôles d'attitude). Xerus utilisera une technologie de fusée à carburant liquide comme celle développée et testée sur EZ-Rocket. Il utilisera également des pompes à piston pour le carburant et l'oxydant (EZ-Rocket n'en utilise qu'une pour l'oxydant). XCOR développe cette technologie pour la NASA et le ministère de la Défense.
Vue d'artiste du Xerus lançant une petite charge utile Photo gracieuseté de XCOR Aerospace Une fois que XCOR a terminé la conception pour Xerus, il prévoit un programme de 20 vols d'essai.
Pour plus d'informations sur l'EZ-Rocket, la Rocket Racing League, Xerus et sujets connexes, consultez les liens sur la page suivante.
Avions fusées passésLes Allemands ont développé des avions-fusées - le Lippisch Ente et le Messerschmitt Me 163 B et C - ainsi que des moteurs à réaction pendant la Seconde Guerre mondiale. Ces avions ont atteint des vitesses de 600 miles par heure (966 km/h), juste en dessous de la vitesse du son. L'Union soviétique a également expérimenté des avions-fusées, et les Japonais ont même développé un bombardier Kamikaze propulsé par fusée.
Après la Seconde Guerre mondiale, des avions-fusées ont été utilisés expérimentalement pour tester les performances des avions à des vitesses hypersoniques. Le 14 octobre, 1947, Chuck Yeager a été le premier à franchir le mur du son dans l'avion-fusée Bell X-1.
L'avion-fusée le plus célèbre était peut-être le X-15 de la NASA. Le X-15 a été construit pour rechercher l'aérodynamisme, stabilité, commandes de vol, chauffage, et les effets physiologiques de la grande vitesse, vol à haute altitude. Il effectua 199 vols entre juin 1959 et octobre 1968 et mit l'altitude (354, 200 pieds, ou 67 miles) et la vitesse (4520 mph, ou Mach 6.7) records pour les pilotes, vol hypersonique. Les informations du programme ont été utiles pour développer le Mercury, Gémeaux, Programmes Apollo et navette spatiale.
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Sources
Grâce à Charles Scott Williams pour son aide dans cet article.
