Au nom du père II : chapitre XXX : Les origines du « 001 » … au « 003 »

28/12/2015 10:44

 

Au nom du père (Chapitre XXX ; Tome II)

 

Les origines du « 001 » … au « 003 » 

 

Avertissement : Vous l’aviez compris, ceci n’est qu’un roman, une fiction, une « pure construction intellectuelle », sortie tout droit de l’imaginaire de son auteur. 

Toute ressemblance avec des personnages, des lieux, des actions, des situations ayant existé ou existant par ailleurs dans la voie lactée (et autres galaxies), y compris sur la planète Terre, y est donc purement, totalement et parfaitement fortuite ! 

 

Qui pourrait le financer ? 

« Pas mon pays et pas même l’Europe. EADS, le champion aéronautique de l’Europe n’en est qu’à imaginer un jet commercial capable de rallier Londres à Tokyo en 2 heures et quelques en passant au-dessus de vos têtes et en émettant que de la vapeur d’eau ! 

Les techniques sont semblables, similaires même, mais il ne va pas jusque dans les étoiles. 

Je souhaite avoir des contacts avec des industriels, américains, russes, voire de votre propre pays, pour savoir qui ce projet peut éventuellement intéresser. 

Ou peut-être avec des investisseurs dans un projet plus global de tourisme spatial, pourquoi pas ? Pour l’heure, je reste dans le vague et ouvert à toute proposition. 

Car soyons sérieux, les débouchés commerciaux sont aujourd’hui inexistants et virtuels, et demain parfaitement aléatoires. » 

 

Retour au côté technique : Le scramjet ! 

« Rien de fabuleux : Tout le principe tient dans les expérimentations de Leduc dans les années 50 et les équations d’écoulement d’un fluide supersonique de Bernoulli. 

C’est comme les céramiques : Il n’y a pas de « secret », tout juste un calcul et un « tour de main », un know-how, apporté par vos ancêtres : Car qui a inventé la faïence et les céramiques, si ce n’est la Chine ? » 

Et après le « 002 », s’il voit le jour et que des accords peuvent être mis en place ? 

« Il y a effectivement un « 003 » dans ma tête, quelle que part. Un appareil autonome capable d’évoluer dans toutes les trois dimensions, y compris sur et sous l’eau. Propulsé par un moteur à inventer à particules accélérées. 

Mais pour ça, il aura fallu maîtriser, produire et stocker, des énergies colossales : C’est donc juste un « beau rêve » pour le moment. 

On a un long chemin à faire pour y parvenir, dans les miniaturisations et dans la conquête spatiale circumterrestre proche : Ce n’est au mieux que pour après-demain. Quand je serai mort et vous aussi. » 

Étonnements bruyants dans l’assistance… 

 

Les étudiants, partout dans le monde, ils ont soif de savoirs. Et ne s’encombrent pas d’impertinence. 

À la question « Comment est né le prototype « 001 » et l’idée de sa performance autour de la Terre ? » Paul se fend d’un sourire. 

« Il faut vous remettre dans notre situation d’il y a 4 ou 5 ans. Je dirige alors avec des équipes compétentes, une usine qui fabrique des propulseurs de missiles. On y broie des poudres qu’on agglomère selon des schémas bizarres pour assurer une combustion prédéfinie en poussée et en temps, qu’on livre à nos clients qui vont les « habiller » et équiper d’électronique et de commandes de vols, pour les futurs vecteurs d’explosif qu’on appelle missile. 

À l’époque, les drones sont les prochains marchés de notre armée et nous recherchons de notre côté activement comment on peut les équiper de « nos » petites poudres en lieu et place des moteurs à poussée variable, adaptables à toutes les phases de vol. 

La solution technique est assez simple : Il nous suffit d’y introduire un comburant liquide à débit variable dans la chambre de combustion faite d’un carburant solide ou l’inverse. 

L’avantage est que l’ensemble est plus léger, parce que nous pouvons « chemiser » nos poudres servant de comburant/carburant avec des céramiques réfractaires. »

 

L’inconvénient c’est que les céramiques ont des résistances « en traction », quasi-nulles et comme une chambre de combustion reste un tube fermé avec un seul orifice, il lui faut quand même un support métallurgique pour ne pas exploser, même si on a pris l’habitude de protéger des hautes températures de combustion par des « chemises » en céramiques ou alliages réfractaires le col de la chambre de combustion et de la tuyère. 

« Ce qui allège le dispositif pour les vols de longue durée comme dans un réacteur classique, mais devient parfaitement inutile pour des courtes périodes de combustion comme dans un missile qui ne dépasse jamais les quelques minutes. 

C’était notre quadrature du cercle d’industriel ! » 

C’est alors que Paul a repris les équations de vol d’une fusée, ou d’un missile. 

« Vous n’êtes pas sans ignorer l’équation d’un vitesse finale d’un vecteur, quel qu’il soit, qui n’est qu’une approximation utile pour être égal à la vitesse d’éjection facteur du logarithme népérien du rapport des masses ! » 

Rapport de la masse initiale sur la masse finale, c’est-à-dire globalement le carburant et sa quantité d’énergie calorique embarquée, plus les éléments de structure. 

Plus on augmente ce rapport, plus la vitesse finale est élevée pour une vitesse d’éjection donnée. 

« Notez que la vitesse d’éjection des gaz est elle-même dépendante du rapport des pressions entre la chambre de combustion et la pression de l’environnement, elle-même en rapport direct avec la quantité de gaz éjectée et fonction des températures de combustion, selon les lois de la thermodynamique appliquée. » 

Le problème, c’est que la métallurgie n’accepte pas des températures très élevées et qu’au-delà de 4.000° C, de toute façon, tout matériel se transforme en plasma. 

« On doit se contenter de ce que les métallurgistes savent faire de mieux avec leurs alliages spéciaux, eux-mêmes en général refroidis par les fluides de carburant cryogénique tel que l’hydrogène et l’oxygène liquide, pour éviter des modifications trop importantes des profils de la tuyère d’un moteur et notamment de leurs cols qu’on rétrécit à l’occasion pour augmenter la vitesse d’éjection des gaz. 

Mais on ne va pas très loin avec des vitesses inférieures à 4 Km/s, sauf à utiliser du fluor. Or, celui-ci est systématiquement exclu car il est non-seulement corrosif, mais ses vapeurs sont également très toxiques : C’est un puissant réactif chimique. 

Vous aurez aussi noté que l’hydrogène, il faut le fabriquer : Ce n’est jamais qu’un support chimique de « transfert d’énergie », qui combiné à l’oxygène ne donne que de la vapeur d’eau en restituant l’énergie qu’on y a mis pour le « craquer » d’avec, de l’eau par électrolyse, ou des combinaisons de réactifs à partir de polymères d’hydrocarbure. 

Et pour ça et le refroidir, il faut toute une usine, en faisant très attention aux éventuelles fuites qu’il convient de prévenir, parce qu’une concentration de seulement 3 % d’hydrogène libre reste explosif dans l’atmosphère. 

Notez aussi que l’hydrogène est un carburant peu commode, puisque très léger, qu’il convient de refroidir en permanence quand il est à l’état liquide, parce que qu’il chauffe tout seul dans ses cuves et s’évapore facilement. 

Mais c’est celui qui a une impulsion spécifique la plus élevée. » 

Bref, un casse-tête chimique et cryogénique pour un fuséologue. 

 

« Je me suis donc penché sur les spécificités de carburant plus classiques, mais ai fait le même cheminement que mes petits camarades-ingénieurs. Il n’y a pas photo, l’emploi de l’hydrogène est le compromis technique le plus approprié pour des performances inégalées, sauf qu’il est totalement incompatible et pour un missile de longue attente en stand-by et de longue durée d’usage, et encore plus pour un drone ou un avion, dont on attend qu’il tienne l’air plusieurs heures d’affilée. Alors même que si son propulseur est anaérobique, il faudra aussi embarquer l’oxydant que tout autre moteur aérobic se procure en traversant l’atmosphère tout du long de son fonctionnement. » 

Sauf que, sauf que, il faut aller plus loin. 

« Notamment en utilisant les plasmas et les champs magnétiques de confinement dans la chambre de combustion et la tuyère. 

Si on part du principe que nos céramiques réfractaires peuvent tenir indéfiniment des températures de l’ordre de 2.500 °C, sans la moindre déformation géométrique pour être « assises » sur des structures en acier qui encaissent alors les efforts de traction à température ambiante, il suffit de bobiner l’ensemble dans un fort champ électromagnétique capable de confiner le plasma, un peu comme dans un tokamak ou comme dans le projet Iter pour la fusion nucléaire. Le fluide à très haute température y circule pour être ensuite éjecté par la tuyère. 

On obtient alors des vitesses d’éjection de plusieurs dizaines de kilomètres seconde, ce qui a l’avantage de fournir des poussées spécifiques très largement supérieures à l’hydrogène-oxygène et donc des emports de charges de carburant très inférieurs, dégradant le ratio du rapport des masses. On peut donc emmener une grosse charge avec peu de carburant pour des vitesses finales similaires à ce qu’on sait faire actuellement autrement ! » 

 

Naturellement, c’est plus compliqué que ça : Qu’est-ce qui peut fournir autant d’énergie électromagnétique pour un confinement de plasma hyperpuissant ? 

« Je suis donc parti à l’envers, à savoir le « Nivelle 003 », un engin spatial autonome en mettant de côté la « machine à énergie primaire », qui pourra être un mini-réacteur nucléaire, soit au plutonium, soit au thorium, soit encore à autre chose, couplé avec une série de condensateurs chargés de stocker de l’électricité et de la délivrer au moment du décollage et jusqu’à la mise en orbite. 

Dès lors, la masse de l’engin devient nettement plus lourde, même en cas de miniaturisation, de l’ordre d’un bâtiment de 500 tonnes, la masse d’un petit-sous-marin ou d’une vedette côtière, avec pour seule matière à éjecter, à peu-près n’importe quoi qui soit un fluide. Du plomb fondu ou carrément de l’eau, du sable, peu importe puisqu’on le transforme en plasma dans la chambre de combustion du réacteur, sous impulsion électromagnétique du type des générateurs de Marx, comme vous en expérimentez en Chine, dans le générateur Quiangguang-I du NINT dans notre codification OTAN, pour Northwest Institute of Nuclear Technology, proche de Shaanxi ! »

Émotion dans les premiers rangs des officiels de la salle : Comment Paul sait-il ce genre de détail ? 

 

« La poussée devient énorme, car même avec un rapport des masses proche de l’unité, rapporté à logarithme naturel, on obtient quand même un multiplicateur de presque 2,72 facteur d’une vitesse d’éjection de, mettons, seulement 20 Km/s, vous obtenez déjà une vitesse finale de 54 km/s presque 4 fois la troisième vitesse de libération, celle du système solaire qui est d’environ 13,8 Km/s ! » 

Bref, de quoi aller et sortir de la gravité solaire, s’arrêter à proximité d’une autre planète, repartir à la même vitesse et ralentir assez en orbite terrestre avec suffisamment de matériaux à consommer pour une poussée largement suffisante. 

« Parce que bon, il faut en revenir aussi aux fondamentaux : Une vitesse finale reste quand même, en mécanique classique, le fait d’une poussée exercée sur une masse facteur du temps de la poussée. Et que pour rester à des accélérations compatibles avec la physiologie humaine, disons 1 G, c’est largement suffisant, pendant une heure et demie… »

Donc, sur le papier, ça marche, à deux conditions : Trouver une énergie primaire embarquée assez compacte et emporter assez de « consommable » en soute pour fournir la poussée pendant un temps assez long à travers le moteur à plasma par rapport à la masse totale de l’engin, dispositif d’énergie primaire et charge utile inclus : Le moteur de drone idéal en somme. 

 

« Néanmoins, il faut non seulement une chambre de combustion avec un fort champ électromagnétique, mais aussi des céramiques réfractaires qui tiennent la distance dans le temps. 

D’où l’idée du « 001 » que de les tester en conditions réelles de fonctionnement, c’est-à-dire traversant un flux hypersonique, pour des hautes températures, au moins sur les bords d’attaque ! 

Voilà comment est né le prototype du Nivelle 001 : Assez bêtement, finalement ! » 

Reste que pour la suite, il faudra mettre au point un prototype « 002 » et son bouclier de protection de rentrée dans l’atmosphère ainsi que les procédures adéquates et pour le prototype « 003 », il s’agira de tester un moteur à plasma, et, mettre au point la source d’énergie primaire embarquée ! 

« Que des défis à portée de main ! » 

Applaudissements nourris à la fin de la traduction… 

« Et quand je vous dis que ce sera l’engin capable de tout, il faut bien imaginer que cette énergie primaire et son moteur à plasma sera aussi capable de propulser l’engin sous l’eau, sur l’eau et dans l’atmosphère ! Un transporteur universel, en somme ! » 

Standing ovation ! 

 

C’est alors le pourquoi du tour du monde ? 

« Cet exploit a permis de vérifier que les céramiques tiennent à quelques plus de 1.000° C, le vingtième du carré du nombre de Mach atteint, rapporté à la température du fluide traversé mesurée en Kelvin, sans la moindre déformation, sans le moindre craquellement sans le moindre signe d’usure pour une navigation qui a duré plusieurs heures en conditions réelles et en continue. 

Mais je vous rappelle aussi que c’est un « appât » à l’attention de toutes les forces armées du monde, pour venir m’autoriser à voler sur votre J20 jusque chez vous, demain espère-je d’autres appareils de cinquième génération, dont peut-être celui de vos voisins russes, et rapporter à mes autorités gouvernementales, comme je vous l’ai dit ! 

Je ne cache rien, je suis très officiellement en mission d’espionnage avec la bénédiction de votre propre gouvernement qui en profite, j’imagine, pour faire passer des « messages » à vos éventuels adversaires potentiels de demain. 

Nous en avons déjà parlé. » 

Et de rajouter que toutes ces données permettront aussi de vérifier la faisabilité du ZEHST d’EADS, qui sera présenté en maquette en juin prochain au salon du Bourget, qui de toute façon n’aura pas à atteindre de pareilles performances exothermiques.

 

Source : http://flibustier20260.blogspot.fr/2015/12/au-nom-du-pere-chapitre-xxx-tome-ii.html

 

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