En Chine, les progrès technologiques suivent un rythme effréné, quel que soit le secteur. Récemment, une équipe de recherche a présenté un concept de moteur supersonique innovant : le Ram-Rotor Detonation Engine (RRDE). Combinant un moteur à détonation rotative à un compresseur rotatif (inspiré du ram-rotor), il délivre une puissance de propulsion constante, même à des vitesses extrêmes. D’après les ingénieurs à l’origine de cette invention, il pourrait surmonter sans difficulté les défis auxquels les moteurs à détonation rotative font face à ce jour et ainsi propulser le développement du vol supersonique et d’autres applications aérospatiales.
Depuis des décennies, les ingénieurs aéronautiques explorent les moteurs à détonation, reconnus pour leurs nombreux avantages en matière de pression délivrée. Depuis les années 1950, différents modèles ont vu le jour, notamment les moteurs à détonation oblique, à détonation pulsée et à détonation rotative. Pourtant, l’adoption généralisée de ces technologies reste limitée par des obstacles majeurs, tels que leur incapacité à générer une poussée continue et une pression constante.
Des chercheurs de l’Université Tsinghua, à Pékin, ont relevé ce défi. Sous la direction du Dr Haocheng Wen et du professeur Bing Wang, ils ont imaginé et appliqué une nouvelle approche pour la propulsion détonative avec le développement du moteur Ram-Rotor.
Un moteur, deux technologies
Le moteur RRDE associe deux systèmes de propulsion distincts : la détonation rotative et le compresseur rotatif (plus exactement une version inspirée du compresseur ram-rotor). La détonation, un processus de combustion supersonique, génère des ondes de choc alimentées par l’énergie issue d’une réaction chimique. Le compresseur rotatif, quant à lui, exploite l’écoulement rapide de l’air, qu’il compresse avant de le mélanger à un carburant. Ce mélange est ensuite enflammé par les ondes de choc issues de la détonation rotative.
Le moteur fonctionne en boucle : l’air est compressé, mélangé au carburant, enflammé, puis les gaz brûlés se dilatent pour produire une poussée constante. Ce procédé garantit la stabilité des ondes de détonation rotative, même à des vitesses très élevées.
Selon les chercheurs, le RRDE constitue une avancée en matière de propulsion. Compact et efficace, il intègre un compresseur rotor doté de pales hélicoïdales, placées dans un boîtier stationnaire. Entre les pales, un canal à section variable permet de comprimer le mélange air-carburant dans des conditions optimales pour déclencher la détonation, quel que soit le débit d’air entrant. « L’objectif initial de ce développement est d’améliorer les structures des moteurs à détonation rotative », a déclaré Wen dans un communiqué. Il précise en outre que « ce concept s’inspire également du compresseur à rotor à bélier ».
Des performances prometteuses
Pour évaluer le potentiel du RRDE, l’équipe a mené des tests avec un mélange de carburant hydrogène-air. Les résultats montrent une augmentation de la pression de propulsion, avec un gain trois fois supérieur à la pression initiale. Des simulations ont confirmé la stabilité de la combustion à des vitesses d’entrée allant jusqu’à Mach 4,2. « Notre étude vérifie principalement les avantages en matière de performances et la faisabilité opérationnelle du RRDE », explique Wen.
Bien que ces performances soient prometteuses, des défis techniques persistent, notamment en ce qui concerne la stabilisation des ondes de détonation. Les chercheurs abordent cependant ces problèmes comme une étape logique et surmontable vers la finalisation de leur concept et, dans le meilleur des cas, une adoption à grande échelle de la technologie.