Rockwell X-30 NASP

Le X-30 NASP est un projet d’avion orbital mono-étage américain des années 1990.

Entre 1982 à 1985, le DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) étudie le projet hautement classifié Copper Canyon, une étude de faisabilité d’un aéronef décollant et atterrissant conventionnellement capable de se mettre en orbite (SSTO). Copper Canyon est également le point de départ de l’allusion de Ronald Reagan, durant son discours de 1986 sur l'état de l'Union, concernant " … un nouvel Orient Express capable, avant la fin de la décennie, de décoller de l'aéroport de Dulles, d'accélérer jusqu'à 25 fois la vitesse du son, d'aller en orbite basse ou de rejoindre Tokyo en moins de deux heures."

À l’époque, les recherches déjà menées prédisaient une vitesse aérobie maximale de Mach 8. Au-dessus de cette vitesse, l'échauffement cinétique généré par la friction de l'air serait trop important pour permettre la conception d'appareil résistant à ces températures. Le projet Copper Canyon avait pour but de récupérer l'énergie issue de cet échauffement cinétique en faisant passer de l'hydrogène liquide dans la structure et le revêtement avant de l'injecter dans les chambres de combustion des moteurs. Cette technique permettait, tout en refroidissant l'appareil, d'utiliser l'énergie ainsi récupérée pour sa propulsion. Avec un tel concept, une vitesse maximale de Mach 20 paraissait plausible. Ces études aboutissent à un programme de recherche financé par la NASA et le DARPA et désigné NASP (National Aero-Space Plane).

McDonnell Douglas, Rockwell et General Dynamics présentent chacun leur projet de lanceur orbital mono-étage hypersonique, tandis que Rocketdyne et Pratt & Whitney se disputent la motorisation. En 1990, devant les nombreuses difficultés tant techniques que financières, ces constructeurs s'allient sous la direction de Rockwell pour développer conjointement l'appareil. Le programme est désormais connu sous le nom de X-30.

La configuration générale du X-30 est celle d'un aéronef à corps portant (Lifting body) très profilé avec des moteurs noyés dans la cellule. La forme aplatie de l'appareil est spécialement étudiée pour utiliser l'onde de choc du vol supersonique comme source de portance principale. Cette configuration de fuselage en forme de planche de surf, doté d'embryons d'ailes équipées de surfaces mobiles pour le contrôle en vol, est appelée "waverider" par les ingénieurs de la NASA. De plus, l’onde de choc générée par la forme aplatie de l'avant du fuselage comprime l'air avant qu'il n'entre dans le statoréacteur. Ce dernier, de conception inédite, utilise de l'hydrogène liquide comme carburant. Quant à la tuyère, elle est intégrée à l'arrière du fuselage.

En vol hypersonique, il est prévu que la température moyenne de la cellule soit de 980°C, cette température devrait même atteindre les 1’650°C sur les bords d'attaque et aux alentours de la tuyère. Ce fort échauffement cinétique oblige les ingénieurs de la NASA à développer de nouveaux matériaux résistant aux hautes températures dont des composites carbone/carbone, des alliages d'aluminium et de titane, des composites à matrice métallique titane et fibres de carbure de silicium. C'est ce dernier qui est utilisé par McDonnell Douglas pour la conception d'une maquette de fuselage d'une largeur et d'une longueur de 2,50 mètres et d’une hauteur d'1,20 mètre. Le fuselage, qui est dénommé "Task D" est équipé de réservoirs structuraux d'hydrogène liquide (ou LH2) en carbone époxy. En 1992, équipé du système complet de stockage et de vaporisation du LH2, il est testé au sol et soumis à de fortes contraintes aussi bien mécaniques que thermiques, la température de 820 °C étant même atteinte.

Malgré ces avancées importantes, de nombreuses difficultés techniques sont encore à résoudre. D’autant plus que le Département de la Défense des États-Unis exige que le X-30 emporte deux membres d'équipage, ainsi qu'une petite charge utile. La complexité supplémentaire engendrée par la présence de personnes à bord, avec le poste de pilotage et l'instrumentation nécessaire, les systèmes pressurisation et les dispositifs de sauvetage à intégrer, obligent à augmenter fortement la taille, la masse et, par conséquent, le coût unitaire du démonstrateur technologique. Le budget ne pouvant suivre, le programme X-30 est finalement abandonné.

Les recherches se poursuivirent néanmoins et aboutissent au X-43 Hyper X, une version non pilotée et à échelle réduite du X-30.


Versions :
X-30 : Version initiale du projet.


Utilisateurs militaires :
Aucun.


Caractéristiques et performances :
Equipage : 2
Longueur : 48,77 m
Envergure : 22,56 m
Masse en charge au décollage : 136'077 kg
Moteurs : un statoréacteur fonctionnant à l’hydrogène
Vitesse max haute altitude: Mach 20



Liens internet :
https://history.nasa.gov/monograph31.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/Rockwell_X-30

https://www.globalsecurity.org/military/systems/aircraft/nasp.htm

La fiche sur le site.