Le projet hypersonique d’UVA allume une étincelle pour un vol plus rapide
Garder le feu allumé
Chris Goyne, professeur agrégé d’ingénierie et directeur du laboratoire de recherche aérospatiale UVA, est le chercheur principal du projet, qui testera de nouvelles méthodes de « maintien de la flamme » pour les moteurs avancés, connus sous le nom de « scramjets ».
Les Scramjets aspirent l’air à travers une entrée à l’avant du moteur et utilisent la vitesse de l’avion pour comprimer l’air.
« Si vous volez assez vite, vous pouvez augmenter la température et la pression de l’air de sorte que lorsque vous mélangez le carburant dans la chambre de combustion, le carburant brûle et vous pouvez utiliser cette libération d’énergie pour générer de la poussée », a déclaré Goyne.
L’un des avantages de ces types de moteurs est qu’ils suppriment le besoin d’un compresseur rotatif, que l’on trouve dans un moteur à réaction standard.
Mais, « Si vous volez à grande vitesse et que vous avez un de ces moteurs scramjet, il est difficile de maintenir la flamme et de s’assurer que le moteur fonctionne efficacement », a déclaré Goyne. « Le carburant et l’air n’ont pas beaucoup de temps pour brûler avant de sortir du moteur. »
L’extinction peut également se produire en raison de manœuvres, d’un vol à haute altitude et d’autres facteurs physiques complexes.
La réponse au problème semble être, en partie, les supports de flamme à plasma – essentiellement une bougie d’allumage de haute technologie qui peut maintenir le moteur opérationnel dans une multitude de conditions changeantes. UVA s’associe à FGC Plasma Solutions, qui fournira cet équipement hautement spécialisé.
En outre, l’Université de Galles du Sud en Australie améliorera les capacités de soufflerie d’UVA pour les tests de performance, et l’Ohio State University et l’Université de l’Arizona fourniront une modélisation informatique. L’Air Force Research Laboratory, la NASA et Lockheed Martin Corp. fourniront également un soutien, tout en s’assurant que les spécifications du projet concordent avec les applications actuelles du gouvernement et de l’industrie.
L’équipe (aéro)dynamique d’UVA
L’installation de combustion supersonique UVA représente les principaux atouts de l’école en matière de propulsion à grande vitesse et recherche sur les matériaux.
Les membres des départements de génie mécanique et aérospatial, de science et génie des matériaux, de génie des systèmes et de l’environnement et de génie électrique et informatique y combinent tous leurs talents.
Goyne est membre de la faculté de mécanique et d’aérospatiale. Il travaillera en étroite collaboration sur le projet avec Chloe Dedic, professeur adjoint d’ingénierie dans le même département.
Dedic a déjà mené des enquêtes en combustion dans des conditions de Mach 5. Elle développe des mesures avancées basées sur le laser et des tests de performance pour la nouvelle installation de combustion d’UVA, qui peut simuler les conditions de Mach 5 pendant des heures à la fois.
Les étudiants auront également l’occasion d’acquérir de l’expérience sur le nouveau projet. Steven Stine, étudiant diplômé en génie, s’est récemment joint à la recherche.
« Nous avons une équipe de rêve d’enquêteurs et de conseillers sur ce projet, et c’est vraiment excitant de travailler avec un large éventail d’experts », a déclaré Stine.
Goyne a déjà dirigé des projets liés à la défense à l’UVA, notamment pour l’armée de l’air et la Defense Advanced Projects Agency, et occupe des postes de direction au sein du consortium universitaire d’hypersonique appliquée.
Il est également membre associé de l’American Institute of Aeronautics and Astronautics, ayant présidé son comité de programme sur la technologie hypersonique et les avions aérospatiaux, et est membre de l’American Society of Mechanical Engineers.
« Nous espérons aider les États-Unis à progresser plus rapidement dans le vol militaire à grande vitesse », a déclaré Goyne. « À plus long terme, certaines entreprises développent des technologies pour le transport hypersonique de marchandises et de personnes, ainsi que pour le lancement spatial, et elles pourraient également bénéficier de nos recherches. »