Boeing X-51 Waverider

Historique

Dans les années 1990, le laboratoire de recherche de l'USAF (AFRL, Air Force Research Laboratory) lança l'étude du HySET (Hypersonic Scramjet Engine Technology), un superstatoréacteur. Pratt & Whittney développa en conséquence le SJX61, un superstatoréacteur dont la particularité était de pouvoir fonctionner au kérosène et non à l'hydrogène. L'avantage du kérosène est d'être plus facile d'emploi que l'hydrogène, en particulier pour la logistique. Ce moteur SJX61 était initialement prévu pour le X-43C, une variante du X-43 qui ne vit finalement jamais le jour.

Le moteur fut alors alloué au programme Scramjet Engine Demonstrator fin 2003, anciennement EFSEFD (Endothermically Fueled Scramjet Engine Flight Demonstrator). Boeing fut sélectionné en janvier 2004 pour construire la cellule du futur appareil, qui reçut la désignation X-51 le 27 septembre 2005. Il est baptisé "Waverider" en référence à une technique qui consiste à utiliser l'onde de choc supersonique pour créer de la portance. Le programme est alors dirigé par Joe Vogel.

Le but du X-51 n'était pas de dépasser le record de vitesse du X-43 (plus de Mach 9), mais de voler 300 secondes, soit bien plus longtemps que les 10 secondes du X-43, afin d'aboutir à un usage opérationnel. Il s'agit d'un missile non récupérable, d'une longueur de 25 pieds (7,62 m) au total, booster compris (4 mètres sans le booster). Il fait également appel à la technologie dite du "fuselage porteur". Il est construit principalement en métal (aluminium, acier, titane, inconel), avec des matériaux composites en carbone pour les bords d'attaque des dérives.

Des essais en soufflerie eurent lieu au centre de recherche de la NASA à Langley, à partir du 27 juillet 2006. Un vol simulé à Mach 5 fut ainsi obtenu le 30 avril 2007. Le X-51A fit son premier vol, fixé à un B-52, le 14 décembre 2009.

Le premier véritable vol était prévu pour le 25 mai 2010, mais la présence d'un navire de fret dans la zone maritime de Point Mugu prévue pour les essais retarda le largage de 24 heures.



Le premier vol eut donc lieu le 26 mai 2010. Le X-51 est largué d'un B-52 à 50000 pieds d'altitude au-dessus du Pacifique. Il est d'abord propulsé par un moteur-fusée à poudre MGM-140 ATACMS jusqu'à une vitesse d'environ Mach 4,5. Le booster est alors largué et le statoréacteur Pratt & Whitney Rocketdyne SJY61, qui utilise du JP-7 (le carburant du SR-71), prend le relais pour propulser le X-51 jusqu'à Mach 6, voire 7. Le X-51 emporte 270 livres de carburant. Le vol se fait en totale autonomie.

Ce 26 mai 2010, le X-51 atteignit la vitesse de Mach 5, une altitude de 70000 pieds et surtout, vola plus de 200 secondes. C'était inférieur aux 300 secondes espérées, mais largement supérieur aux 12 secondes du X-43.

3 autres tests étaient prévus. Boeing suggéra d'en rajouter 2 pour un total de 6 vols, le tout dans un intervalle de 4 à 6 semaines afin de prouver le succès total du concept, mais seuls 4 X-51 furent construits. Le second vol, prévu pour le 24 mai 2011, fut annulé à cause du mauvais temps et reporté au 13 juin 2011. Mais le décrochage de la prise d'air (phénomène pouvant arriver au-delà de Mach 2,2) entraîna l'échec du test.

Le 3e vol, le 14 août 2012, se solda lui aussi par un échec : le X-51 s'écrasa peu après sa séparation avec le booster, ayant perdu le contrôle. C'est au 4e vol, le 1er mai 2013, que le X-51 rencontre le succès en volant à Mach 5,1 pendant 210 secondes sur le seul statoréacteur, pour un total de 370 secondes de vol. Plus de 230 miles nautiques avaient été franchis. Cette réussite marquait la fin heureuse du programme. Sur les 4 vols, 9 minutes de données ont été recueillies.

Pour l'Air Force, cela ouvre la voie à une application pratique du vol hypersonique, pour les missiles, la reconnaissance, le transport, ou la première étape du lancement d'un système spatial.

Plus concrètement, l'USAF souhaite un dérivé opérationnel du X-51, le High Speed Strike Weapon (HSSW), qui est un missile de la taille du X-51. Celui-ci devrait voler à Mach 5 ou 6, avoir une portée de 500 à 600 miles nautiques, et être emporté par un F-35 ou un B-2. Il devrait commencer à voler en 2020 et entrer en service au milieu des années 2020.