Vue d'artiste du HTV-2. Voir plus de photos de vol. Image reproduite avec l'aimable autorisation de la DARPA Certains vols passent si vite que les agents ont à peine le temps de sortir le chariot de boissons. D'autres traînent assez longtemps pour dîner, quelques films et une nuit complète de sommeil. Et si vous pouviez tirer le meilleur des deux, escapade de New York à Tokyo dans, dire, 90 minutes? Risqueriez-vous la mère de tous les décalages horaires si vous pouviez traverser le pays en moins de temps qu'il n'en faut pour passer la sécurité de l'aéroport ?
Telles étaient les questions que nous nous posions en lisant le deuxième vol d'essai du Falcon Hypersonic Technology Vehicle (HTV-2), un avion de la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) des États-Unis promettant des vitesses de vol égales ou supérieures à Mach 20, ou 20 fois la vitesse du son.
Le Lockheed Martin HTV-2 n'était pas un avion de ligne ni même un avion de chasse, mais plutôt un sans pilote, banc d'essai lancé par fusée pour les technologies hypersoniques. Avec les données qu'il a fournies, le Pentagone prévoit de développer des véhicules Prompt Global Strike - des avions capables d'atteindre des cibles dans le monde entier avec peu ou pas d'avertissement - idéalement, en 60 minutes ou moins. Considérez-les comme des sans pilote, équivalents avion-fusée des missiles de croisière, ou en tant que chauffeurs de pizza Domino's très violents (pas de remboursement pour les livraisons de plus de 30 minutes) [sources :DARPA; Weinberger].
Malheureusement, Deuxième test HTV-2 de la DARPA, comme son premier, a commencé par une perte de contact et s'est terminé par un fossé d'autodestruction dans l'océan Pacifique [sources :AFP; Pappalardo]. Dans un cas classique de bonne nouvelle, mauvaises nouvelles, La DARPA a amélioré la stabilité aérodynamique par rapport au premier test uniquement pour voir des secousses inattendues déchirer de larges bandes de peau de l'engin lors du second [sources :DARPA ; Ferran].
Où est-ce que cela laisse le futur banlieusard, qui est plus intéressé par les réunions que par les missions de missiles ? C'est difficile à dire. Depuis novembre 2012, une poignée de candidats se sont alignés pour remplir l'espace du marché longtemps vide de Concorde, de géants comme Boeing et European Aeronautic Defence and Space Company N.V. (EADS), la maison mère d'Airbus, aux nouveaux venus comme XCOR et HyperMach. Pendant ce temps, Virgin Galactic et Sierra Nevada Space Systems continuent de se concentrer sur le développement d'avions spatiaux suborbitaux.
Encore, malgré ce que leurs flacks marketing pourraient les appeler, la plupart de ces véhicules sont supersoniques, pas hypersonique, et pour une bonne raison. Franchissant le seuil punitif de Mach 5, la délimitation traditionnelle entre supersonique et hypersonique, signifie lutter contre la physique atmosphérique devenue folle.
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La représentation de cet artiste montre le véhicule de recherche X-43A Hyper-X de la NASA sous la puissance d'un scramjet en vol. La technologie Scramjet est l'une des adaptations spécialisées considérées comme la clé du vol hypersonique. NASA via Getty Images Le deuxième test du défunt HTV-2 témoigne des réalités impitoyables du vol hypersonique [source :Pappalardo]. Même Concorde, qui a culminé à un supersonique 1, 350 mph (2, 172 km/h), a été fermée après 27 ans en raison de problèmes de sécurité et de coûts [source :Novak].
La physique est un maître des tâches sévère. Alors qu'un avion fonce vers le mur du son, l'air arrête de "s'écarter" et se comprime dans un mur qu'un avion doit traverser. Glisser, la portance et la combustion deviennent carrément incontrôlables à de telles vitesses, et quelques adaptations supersoniques, comme les ailes delta et statoréacteurs -- de simples moteurs à réaction qui compriment l'air grâce à l'élan vers l'avant de l'engin -- vont d'inefficaces à inefficaces à basse vitesse [sources :Darling; Nasa].
Les avions hypersoniques impliquent des solutions encore plus spécialisées, tels que l'armure ablative thermodurcissable et statoréacteurs à combustion supersonique , ou scramjets , pour la propulsion [sources :Darling; Nasa]. Même à des vitesses hypersoniques "faibles" (Mach 5-10), les molécules d'air s'ionisent en plasma électrifié et chimiquement réactif, produisant des réactions exothermiques (dégageant de la chaleur) qui s'ajoutent à une chaleur de friction déjà monstrueuse [sources :Fletcher ; Nasa].
Pour se rendre de New York à Los Angeles en 12 minutes, il faudrait voler 22 fois plus vite qu'un avion de ligne commercial. A de telles vitesses, l'air ne circule pas autour de vous - vous le déchirez, générer des pressions punitives et faire fondre l'acier 3, 500 F (1, 900 C) températures de surface. Les avions supersoniques arborent des lignes acérées pour fendre l'air, mais les avions hypersoniques doivent adopter une forme plus émoussée pour mieux évacuer la chaleur, un peu comme une capsule de commande Apollo. Les volets peinent à vaincre l'inertie du véhicule, et les manœuvres nécessitent des capteurs précis et une réponse quasi instantanée [sources :DARPA; Fletcher; Nasa].
L'ajout de personnes dans le mélange augmente la difficulté d'un ordre de grandeur. Il est difficile d'imaginer un fuselage d'avion de ligne compatible avec l'aérodynamique du vol hypersonique. De plus, tout avion capable de surmonter ce problème devrait déambuler, ne pas sprinter, pour prendre de la vitesse, de peur que ses passagers se plaignent d'être aplatis comme autant de crêpes lors des décollages, atterrissages et virages.
Un corps humain peut supporter une charge de force de 2-3 G (deux à trois fois la gravité terrestre) pendant un bon moment, surtout vers l'avant, mais ne vous attendez pas à ce qu'un client bien rémunéré tolère l'inconfort de même 1 G pendant plus de quelques minutes. Encore, de telles accélérations pourraient être inévitables :voler à des vitesses hypersoniques, les avions peuvent s'appuyer sur des spécialisations qui en font des porcs difficiles à manier à des vitesses inférieures ; Donc, ils pourraient avoir besoin de propulseurs de fusée - et des forces G qu'ils impliquent - pour atteindre l'altitude et la vitesse de vol [sources :NASA; Zuidema et al.].
Les exigences d'un véritable avion hypersonique, encore moins un Mach 20, pourrait ne pas bien correspondre aux exigences de confort et de sécurité d'un avion de ligne. Encore, si vous croyez le battage médiatique, les véhicules hypersoniques domineront bientôt le ciel militaire et civil.
Hors de ce mondeLe vol spatial a une relation particulière avec le vol hypersonique. Certains des vols non motorisés les plus rapides de l'histoire ont été les capsules de commande Apollo, qui a volé à 33 miles (53 kilomètres) d'altitude et 24, 600 mph (39, 600 km/h) vitesse, ou Mach 32,5, lors de la rentrée [sources :Fletcher].
Les engins spatiaux entrant dans l'atmosphère d'autres planètes ont atteint des vitesses encore plus rapides. La sonde Galileo est entrée dans l'atmosphère de Jupiter le 21 septembre 2003, à 134, 200 mph (216, 000 km/h) à une altitude de 620 milles (1, 000 kilomètres). Bien que la vitesse d'entrée de Galilée dépasse de loin celle d'Apollo, cela équivaut à seulement Mach 28. Pourquoi ? La vitesse du son se rapporte à la compressibilité et à l'écoulement d'un fluide, qui est fonction de sa température, pression et composition -- dans ce cas, une atmosphère d'hydrogène-hélium à une température d'environ 800 K (980 F, ou 527 C) [sources :Fletcher].
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Les avions de passagers hypersoniques – et les vols d'une heure de New York à Londres – sont vantés depuis environ 60 ans. La question n'est pas de savoir si certains avions militaires ou privés atteindront cet objectif, mais quand - ou si - Joe et Jane Carryon feront la navette sur un.
Dans son discours sur l'état de l'Union de 1986, Le président américain Ronald Reagan a appelé au développement d'un ''Orient Express, '' un avion qui pourrait décoller de New York à Tokyo en deux à trois heures. Le projet Rockwell X-30, un paquebot spatial à un étage en orbite (SSTO), a été kiboshed avant d'atteindre le stade de prototype [source :Sanger].
Le vol supersonique pourrait revenir, mais probablement pas de sitôt. En 2012, un concurrent en cours de développement est le système Zero Emission Hypersonic Transportation (Zehst), l'idée d'une collaboration entre EADS et le Japon, à base d'algues et de biocarburants, qui prévoient de déployer l'engin vers 2040 ou 2050 [sources :Jones; Mur]. Zehst voyagera au double de la vitesse et de l'altitude du Concorde, au prix du billet d'environ 6 €, 000 (8 $, 500) [source :Lichfield].
En cas de succès, Zehst transportera 50 à 100 personnes entre Paris et Tokyo en 2h30 (contre 11 actuellement) grâce à trois systèmes de propulsion. Deux turboréacteurs propulseront l'avion en montée raide jusqu'à environ Mach 0,8, après quoi deux propulseurs de fusée prendront le relais, accélérer le véhicule à Mach 2,5 - assez rapidement pour que les statoréacteurs entrent en action et propulsent l'avion à environ Mach 4. En approchant de sa destination, l'avion planerait, avec ses turboréacteurs qui redémarrent, et terre sous tension [source :Mur].
principal concurrent d'Airbus, Boeing, abandonne son supersonique Sonic Cruiser pour développer le subsonique 787 Dreamliner, mais vous ne pouvez jamais exclure complètement l'entreprise - en particulier compte tenu de ses contrats militaires, qui le maintiennent fermement dans le jeu des avions à grande vitesse. Malgré son record de tests douteux, la technologie derrière le X-51A WaveRider de Boeing - qui vole sur sa propre onde de choc et a cassé Mach 5 à plusieurs reprises - pourrait constituer la base d'éventuelles applications spatiales ou commerciales [sources :Bartkewicz; Boeing].
Pendant ce temps, La société aéronautique européenne HyperMach a annoncé SonicStar, un avion sans boom sonique conçu pour voler deux fois plus vite que le Concorde. Selon HyperMach, SonicStar naviguera à Mach 3,6 à une altitude de 60, 000 pieds (18, 300 mètres) et transporter 10 à 20 passagers entre New York et Dubaï en deux heures, 20 minutes. L'entreprise pense pouvoir faire voler l'avion d'ici juin 2021 [source :Jones].
En approche suborbitale, La société aérospatiale californienne XCOR travaille sur Lynx, un avion commercial biplace conçu pour la haute altitude, vol supersonique. En cas de succès, Lynx croisera à plus de 2, 500 mph (4, 000 km/h) à une altitude de 62 milles (100 kilomètres), puis descendre, minimiser la traînée atmosphérique gênante, frottement et turbulence [source :Waldron].
Tout bien considéré, échanger le rêve hypersonique contre un vol hyperbolique pourrait avoir un sens pratique.
Le "Concordski"Bien que Concorde règne sur les cieux supersoniques dans la mémoire des gens, le Tupolev Tu-144 de construction soviétique l'a battu au poing en tant que premier avion de transport supersonique à entrer en service commercial. Le Concorde a largement survécu à son concurrent soviétique, cependant :En 1978, Tu-144 a interrompu le service après 102 vols de passagers, tué par le manque de portée de l'avion et de nombreux problèmes techniques. La NASA et la Russie ont ensuite utilisé un Tu-144 modifié comme laboratoire volant pour étudier le vol supersonique [source :NASA].
The Dream Chaser en cours de développement en février 2011 Bill Ingalls/NASA via Getty Images Le problème avec le vol rapide est que les perturbations ne peuvent se propager que si rapidement à travers un fluide, y compris aérien. Approchez ou dépassez cette vitesse, et c'est la différence entre glisser dans un bassin d'eau et s'effondrer le ventre après un plongeon élevé. Plutôt que de livrer une bataille aussi brutale, certains choisissent d'éviter complètement l'atmosphère et font des sauts suborbitaux en écumant l'espace.
Les avions spatiaux - des engins spatiaux entièrement réutilisables qui volent dans l'espace ou l'atmosphère - et les trémies commerciales à haute altitude ont refait surface avec la croissance de l'industrie des vols spatiaux commerciaux. Idéalement, un tel engin pourrait décoller et atterrir des pistes mais, pour l'instant du moins, ils restent des chimères. Tout aussi subsonique, les conceptions supersoniques et hypersoniques fonctionnent mieux dans leurs propres régimes de vol, les systèmes de propulsion et de contrôle atmosphériques divergent de ceux qui fonctionnent bien dans l'espace. Avec ça en tête, la plupart des conceptions reposent sur un plan en deux étapes, transportés en l'air par un avion ou une fusée « navire-mère » avant de déclencher leurs systèmes de vol embarqués.
Par exemple, l'entreprise de Richard Branson, Vierge Galactique, prévoit de transporter des passagers au bord de l'espace (environ 62 miles, ou 100 kilomètres) sur SpaceShipTwo, un 60 pieds (18 mètres), planeur-fusée à six places suspendu au-dessous de l'avion VirginMothership Eve. Lorsque le porte-avions à double fuselage atteint 50, 000 pieds (15, 240 mètres), SpaceShipTwo va se séparer, voler et planer vers la Terre après avoir d'abord ralenti sa rentrée via une technique spéciale de traînée « en plumes » [source :Chang]. La société de Branson a également conclu un accord de coopération avec Sierra Nevada Space Systems, éventuellement d'agir en tant que concessionnaire pour la réservation de vols spatiaux à bord de son projet d'engin à passagers, Chasseur de rêves [source :Chang].
Le Dream Chaser est une mini-navette réutilisable basée sur le Bor-4, la conception défunte de la navette spatiale de l'Union soviétique. Il sera lancé via une fusée Atlas V et atterrira comme un avion. La Sierra Nevada prévoit de passer un contrat avec des agences spatiales pour transporter jusqu'à sept astronautes et du fret entre la Station spatiale internationale (ISS) et la Terre [source :Chang]. En août 2012, le projet a reçu 212,5 millions de dollars du programme Commercial Crew Integrated Capability (CCiCap) de la NASA pour poursuivre le développement [source :Sierra Nevada].
Les avions spatiaux pourraient avoir besoin de ces passagers commerciaux s'ils ne peuvent pas rattraper la concurrence pour les livraisons spatiales. Space Exploration Technologies Corp. (SpaceX) a livré du fret à l'ISS en octobre 2012 en utilisant une approche plus traditionnelle de la fusée et de la capsule. Orbital Sciences Corp., qui développait un avion spatial jusqu'à ce que le projet perde le financement de la NASA, a adopté une version non réutilisable de cette méthode pour ses tournées d'approvisionnement prévues de l'ISS [source :Orbital].
Supersonique, les vols suborbitaux hypersoniques ou à sauts élevés pourraient être la vague du futur, mais seul le temps dira si - ou quand - ils décolleront.
Le plus rapide et le plus élevéToutes ces discussions sur la vitesse d'arrachement de l'air et l'altitude de balayage dans l'espace pourraient vous laisser vous demander à quelle hauteur ou à quelle vitesse nous sommes déjà allés.
Depuis novembre 2012, l'avion-fusée X-15 détient le record officieux du monde de vitesse, 4, 520 mph (7, 274 km/h, un Mach hypersonique 6,7), et record d'altitude non officiel, 354, 200 pieds (107, 960 mètres) [sources :Darling; Fletcher; Nasa]. Le X-15 était le petit-fils expérimental du X-1 de Chuck Yeager, qui a franchi le mur du son pour la première fois à Mach 1,06 (702 mph, ou 1, 130 km/h), et est l'ancêtre de la navette spatiale et des avions spatiaux modernes [source :Darling].
Quant à la respiration aérienne, avions à moteur, Eldon W. Joersz a établi le record de vitesse, 2, 193,17 mph (3, 529,56 km/h), dans un Lockheed SR-71 Blackbird le 28 juillet, 1976 [source :FAI]. Le 31 août 1977, Le pilote soviétique Alexandr Fedotov a établi le record d'altitude, monter à 123, 524 pieds (37, 650 mètres) dans son MiG E-266M [source :FAI].
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Cartes sur table :je ne peux pas imaginer un avion hypersonique qui pourrait transporter suffisamment de passagers pour faire un modèle économique valable; je ne peux pas non plus en concevoir un qui n'effrayerait pas ses passagers à chaque fois qu'ils volaient dessus. Encore, d'une manière ou d'une autre, l'idée de sauts suborbitaux - en particulier lancés à partir d'un vaisseau-mère d'avion - ne me dérange pas.
Peut-être que je pense juste voler dans l'espace, même pour quelques minutes, vaudrait le risque. C'est dommage que Virgin Galactic n'inclue pas de cours de coach et ne le fera probablement jamais; pour cette vue, Je roulerais dans un porte-bagages.
j'espère que je me trompe, mais je ne peux tout simplement pas voir le tourisme spatial ou les "navettes spatiales" comme autre chose qu'un terrain de jeu pour les riches, si ce. La tragédie est, même s'ils décollent, les visages de leurs passagers resteront probablement enfouis dans leurs BlackBerries pendant tout le vol.
Ce qui amène un autre point :à aucun moment dans l'histoire nous n'avons eu moins besoin de voyager et plus besoin de conserver les ressources. Nous vivons à l'ère du télétravail, téléconférences et réunions virtuelles, où "face time" est à portée de clic. La nôtre est également une période de changement environnemental imminent et de flambée des prix du carburant. Judicieusement, les concepteurs d'avions comme le Zehst se sont concentrés sur des technologies et des carburants plus verts, mais peut-être que cet argent serait mieux dépensé ailleurs.
