Le rêve de Jules Verne est-il une réalité ?

1989/04/01 Otaolaurretxi, Jon Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronautika

Jules Verne.

Cependant, en Amérique du Nord, quatre chercheurs ont présenté un projet curieux, plus proche du lanceur de von Braun, du canyon de Jules Verne.

Au cours des trente dernières années, en Amérique du Nord, différents groupes ont essayé de donner «vitesse de libération» aux petites charges utiles avec des canons à gaz comprimé. (La vitesse de libération est la vitesse initiale nécessaire pour mettre une charge en orbite autour de la Terre et selon le point de sortie est généralement de 7,9 à 11,1 km/s). Dans les essais effectués à ce jour, la vitesse n'a pas dépassé les 10 km/s et le rendement énergétique a été très mauvais: Entre 1% et 2%. En d'autres termes, l'énergie cinétique ou la vitesse est devenue de 2% du carburant.

Il y a un autre type de canon appelé railgun. La charge utile dans un champ magnétique de plus en plus important est renforcée, mais tant que les matériaux supraconducteurs ne sont pas plus accessibles que maintenant, le rendement énergétique est très bas et les bobinages magnétiques se détériorent rapidement.

À l'Université de Washington (Seattle), cependant, un autre type de canon a été projeté, l'accélérateur ram. C'est un pipeline monté essentiellement sur un pipeline. Le statorréacteur est appelé ramjet et on peut dire que ce n'est pas un turboréacteur avec turbine ou compresseur, c'est-à-dire sans éléments presque mobiles.

Au-dessus de la vitesse Mach 2 (dépassant deux fois la vitesse du son), l'air qui est ingéré dans ce moteur heurte un obstacle comme le bouchon derrière, obtenant la pression suffisante pour que le carburant s'allume spontanément sans aucun compresseur. En outre, si ce moteur est fabriqué dans une atmosphère appropriée et avec une vitesse de son inférieure, cela fonctionnera mieux.

C'est pourquoi l'équipe de Washington a rempli le tube d'acier de 12,2 mètres de long et 38 mm de diamètre, un mélange de méthane et d'oxygène en proportion variable diluée dans des gaz inertes (hélium ou oxydes de carbone (IV)) à 50 atmosphères. Par un canon à gaz comprimé ou un petit moteur à poudre à 0,7 km/s, le projectile en forme d'obus est introduit dans le tuyau par le forage du diaphragme en plastique ultra-mince. Dans le tuyau, le projectile génère des ondes de choc dans l'atmosphère artificielle.

Le profil et la forme du projectile sont bien étudiés. L'onde conique qui apparaît à l'avant ne chauffe pas assez pour allumer le mélange gazeux. Une autre onde transversale est perpendiculaire à l'obus, qui comprime le mélange gazeux au point de brûler avec un petit allume-cigare. Entre cette onde transversale et un rétrécissement postérieur selon le projectile ou la troisième onde, il existe une zone à haute pression et température. Pendant que les gaz chauds traversent l'obstacle, le projectile est violemment entraîné. Dans ce système, on utilise uniquement l'énergie nécessaire pour introduire le projectile au canon et l'énergie des ondes de choc qui sont générées autour de lui, sans aucune autre pièce mobile.

L'accélérateur Ram est un statorréacteur placé dans le pipeline. Le projectile peut être allume-cigare (A) ou sans allume-cigare (B). (1) le projectile (2) se déplace dans le tube de mélange de gaz. Le projectile (8) avec moteur à poudre est introduit par un diaphragme et (7) est centré par de fines ailettes. Des ondes de choc sont générées à l'intérieur. L'onde précédente (3) et réfléchie (4) ne chauffent pas assez pour allumer le gaz. Cependant, l'onde transversale (5) exerce une grande pression jusqu'à (6) point et à (9) le gaz est brûlé à l'aide du brûleur (10). On a donné à cet accélérateur le nom de subsonique, puisque là où il y a le nombre (9) la vitesse du gaz est inférieure à celle du son.

Il y a aussi un projectile sans ce petit allume-cigare. Dans ce cas, au milieu du projectile, il y a un sursaut d'un millimètre. L'onde de choc située à l'extrémité du projectile est reflétée dans le mur du tube, entraînant l'onde de choc du second. Le gaz est comprimé jusqu'à l'explosion entre l'onde réfléchie et la seconde. Les gaz de combustion reculent et le projectile avance.

Cependant, à mesure que la vitesse du projectile augmente, cette zone à haute pression est de plus en plus avancée et freine. La vitesse maximale du projectile serait comprise entre 1500 et 2000 m/s.

Les chercheurs de Washington ont utilisé des projectiles de magnésium de 127 mm de long et 28,9 mm de diamètre (100 grammes), atteignant une vitesse de 1,2 km/s avec une accélération de 20000 g, mais avec un projectile de portemanteau on espère atteindre une vitesse de 3 km/s.

Cependant, même si jusqu'à présent les sessions ont été réalisées en très petites dimensions et dimensions, le canon d'environ trois kilomètres de longueur peut être réalisé aussi facilement que n'importe quel pipeline et un espace de deux tonnes pourrait être situé à 10 km/s en orbite de 400 km de hauteur. Comme la zone à haute pression se déplacerait avec l'espace, on pourrait s'attendre à ce que l'usure interne du canon soit répartie sur toute la longueur, évitant ainsi des centaines de coups sans remèdes.

L'accélérateur Ram est un statorréacteur placé dans le pipeline. Le projectile peut être allume-cigare (A) ou sans allume-cigare (B). (1) le projectile (2) se déplace dans le tube de mélange de gaz. Le projectile (8) avec moteur à poudre est introduit par un diaphragme et (7) est centré par de fines ailettes. Des ondes de choc sont générées à l'intérieur. L'onde précédente (3) et réfléchie (4) ne chauffent pas assez pour allumer le gaz. Cependant, l'onde transversale (5) exerce une grande pression jusqu'à (6) point et à (9) le gaz est brûlé à l'aide du brûleur (10). On a donné à cet accélérateur le nom de subsonique, puisque là où il y a le nombre (9) la vitesse du gaz est inférieure à celle du son.

Un autre problème est le réchauffement par friction de l'espace en traversant l'atmosphère. Cela peut être résolu en plaçant le canon à environ 4500 mètres de haut. Ainsi, l'absorbant thermique de l'espace supposerait 1% de la masse totale et la température de surface ne dépasserait pas 1600ºC. La friction atmosphérique, quant à elle, réduirait de 10% la vitesse de déplacement donnée.

Une autre limite du canon est l'accélération du projectile ou de l'espace, mais les concepteurs estiment que 70% ou 80% des matériaux nécessaires à la construction d'une grande station spatiale peuvent être émis avec un accélérateur RAM et à un coût très inférieur à celui de tout autre système.