Le Southwest Research Institute (SwRI) a étendu les capacités de son installation High Energy Annex Test (HEAT) pour faire progresser les technologies hypersoniques et supersoniques. L’installation HEAT de SwRI, créée en 2016 pour soutenir les essais de chambres de combustion de turbines à gaz, peut désormais simuler les conditions extrêmes rencontrées à des vitesses hypersoniques. Ces améliorations permettent à SwRI de tester des systèmes hypersoniques, tels que les scramjets, les statoréacteurs, les petites turbines à gaz et les propulseurs de fusée dans un environnement contrôlé. Ces travaux soutiennent un projet qui vise à combler une lacune critique dans le développement de véhicules hypersoniques.
Les véhicules hypersoniques et supersoniques subissent régulièrement des conditions extrêmes, notamment des températures dépassant 1400 degrés Fahrenheit, des altitudes élevées et des environnements de basse pression. Atteindre et maintenir ces conditions dans des installations d’essai nécessite des vitesses d’écoulement d’air élevées, stables et uniformes, qui sont difficiles à générer et à contrôler avec le degré de précision requis pour des tests précis.
« Les essais en vol réel à grande vitesse sont coûteux et risqués, c’est pourquoi des simulations précises en laboratoire sont importantes », a déclaré Austin Jones, ingénieur de recherche chez SwRI, qui a dirigé le projet. « Les nouvelles capacités de l’installation nous permettent de simuler ces conditions extrêmes en laboratoire tout en intégrant des ajustements et des améliorations avant les essais en conditions réelles. »
L’installation HEAT s’est dotée d’un nouvel éjecteur qui lui permet de simuler des conditions de haute altitude. Il fonctionne en utilisant de l’air à haute pression pour créer un jet rapide qui aspire l’air ambiant à travers une buse, abaissant la pression et créant un vide. Cet environnement de basse pression ressemble beaucoup à la fine atmosphère des hautes altitudes dans laquelle les scramjets, des moteurs à réaction capables de propulser des véhicules à des vitesses hypersoniques, opéreraient typiquement.
« Pour simuler un système d’isolement de scramjet, il faut un écoulement supersonique très chaud dans un conduit », a expliqué Jones. « Pour y parvenir, nous avons ajouté l’éjecteur et utilisé un système d’air amont chauffé électriquement à haute pression existant. L’éjecteur crée un vide en aval dans le conduit, ce qui permet une différence de pression significative à travers une buse pour produire l’écoulement supersonique à haute température. »
L’installation HEAT peut désormais simuler des vitesses supersoniques et des conditions de haute altitude et basse pression jusqu’à 2,5 PSI, ce qui est idéal pour les essais supersoniques. Le projet est en cours, et les chercheurs ont atteint des températures allant jusqu’à 1400 degrés Fahrenheit et généré avec succès des conditions d’isolement de scramjet correspondant à des vitesses de vol allant jusqu’à Mach 4.
Pour plus d’informations, visitez https://www.swri.org/markets/energy-environment/machinery/propulsion-technologies.
Source SwRI
