1 - STATORÉACTEUR : UN MOTEUR À RÉACTION AÉROBIE

• 1.1 - Principe et intérêt du statoréacteur
  Figure 1 - Constituants et plans conventionnels d'un statoréacteur Figure 2 - Vol subsonique du Leduc en 1947
• 1.2 - Quelques exemples de statoréacteurs dans le monde. Évolutions
  Figure 3 - La cible CT41, ses deux statoréacteurs et ses accélérateurs largables à l'avant Figure 4 - Démonstrateur à statoréacteur ayant atteint Mach 5 et 40 km entre 1960 et 1965 (ONERA) Figure 5 - Démonstrateur ANS Figure 6 - Un même statoréacteur peut s'adapter à deux types de mission : exemple des années 1990 (MBDA) Figure 7 - Différentes configurations de véhicules à statoréacteurs Figure 8 - Schémas de configurations de missiles supersoniques à statoréacteur (entrée d'air) Figure 9 - Deux générations de missiles à statoréacteurs (1950 et 1980)
• 1.3 - Tendances actuelles du statoréacteur
  Figure 10 - Essai de superstatoréacteur à Mach 6 dans le banc moteur de Bourges-Subdray (MBDA) Figure 11 - Accélération attendue et mesurée en vol lors des essais X43 (NASA) [104] Figure 12 - Flux de dynalpie sortant D 5 et entrant D 0 d'un statoréacteur mixte de 1 m2 de captation volant à une pression dynamique de 50 kPa [24] Figure 13 - Missile air/air à statoréacteur (MBDA) Figure 14 - Types de statoréacteurs à semi-propergol et accélérateur intégré Tableau 1 - Principales applications et caractéristiques du vol aérobie haute vitesse
• 1.4 - Quelques points particuliers
  Figure 15 - Séquence de transition accélérateur intégré/statoréacteur (à gauche, essai de synthèse réel ; à droite : principe) Figure 16 - Projet d'avion Mach 10 américain (NASA) [110] Figure 17 - Statoréacteur mixte et plans de référence associés au cycle Figure 18 - Concepts de statoréacteurs à géométrie fortement variable Figure 19 - Démonstrateur de statoréacteur à géométrie fortement variable (MBDA/MAI) [83] Figure 20 - Exemple de statomixte à double chambre Figure 21 - Statomixte à géométrie variable par translation Figure 22 - Performances comparées d'un statomixte à géométrie fixe ou fortement mobile Figure 23 - Avion spatial monoétage du PREPHA [20] Figure 24 - Intégration aéropropulsive à grande vitesse Figure 25 - Les trois grands types d'essais au sol de statoréacteurs Figure 26 - Exemple de calcul réactif 3D (MBDA) Tableau 2 - Principales caractéristiques des combustibles

2 - CONSTITUANTS ET CONCEPTION D'UN STATORÉACTEUR

• 2.1 - Entrée d'air
  Figure 27 - Principales configurations pour l'implantation des entrées d'air Figure 28 - Types d'entrée d'air Figure 29 - Rappel des régimes d'adaptation d'une entrée d'air supersonique Figure 30 - Régime de fonctionnement et courbe caractéristique d'une entrée d'air supersonique avec combustion subsonique Figure 31 - Courbes caractéristiques mesurées pour deux entrées d'air coniques avec et sans piège [95] Figure 32 - Calcul 3D d'entrée d'air et courbes caractéristiques associées (MBDA) Figure 33 - Performances de l'entrée d'air du projet Scorpion (ONERA) [107] Tableau 3 - Exemple de calcul à Mach 3 : entrée d'air
• 2.2 - Chambre de combustion
  Figure 34 - Chambre à accroche-flammes ou chambre tourbillonnaire Figure 35 - Évolution 1D du nombre de Mach local et de la pression statique dans un statoréacteur pour une combustion subsonique et un Mach de vol de l'ordre de 2 Figure 36 - Évolution de rendements de combustion de chambres de statoréacteur en fonction de la richesse Figure 37 - Rendements de combustion et de pression d'arrêt du projet Scorpion (ONERA) Figure 38 - Limites de stabilité de chambre Tableau 4 - Limites de combustion observées et calculées pour une chambre de [...]
• 2.3 - Tuyère
  Figure 39 - Champs mesurés en combustion subsonique derrière un accroche-flammes : visualisation des tourbillons et des instabilités de sillage [100] Figure 40 - Vibrations basse fréquence observées dans une chambre académique de statoréacteur [97] Figure 41 - Études théoriques et expérimentales sur le « statoréacteur de recherche » de l'ONERA [99] Figure 42 - Rappels des régimes d'adaptation d'une tuyère Figure 43 - Variation de composition dans une détente de moteur-fusée hydrogène ou hydrocarbure [118] Figure 44 - Principaux paramètres de la tuyère Figure 45 - Fonctionnement de la tuyère du X-43 à Mach 7 (NASA) Tableau 5 - Exemple de calcul à Mach 3 : chambre Tableau 6 - Exemple de calcul à Mach 3 : détente dans la tuyère
• 2.4 - Alimentation en combustible
  Figure 46 - Système d'injection RASCAL (MBDA) Figure 47 - Débit commandé et réalisé lors de premiers essais du système d'injection RASCAL
• 2.5 - Système permettant la tenue thermique
  Figure 48 - Superstatoréacteur en essai à Mach 6 à l'Institut d'Aviation de Moscou (MAI) Figure 49 - Refroidissement pariétal Figure 50 - Exemple expérimental de refroidissement pariétal : champs de température de paroi transpirante [54] Figure 51 - Refroidissement de la chambre par circulation d'un ergol Figure 52 - Flux thermique mesuré et calculé en 1D dans le superstatoréacteur CHAMOIS à Mach 6 (MBDA) Figure 53 - Charge thermique dans un statomixte refroidi par le combustible en fonction du Mach de vol, et capacité des principaux combustibles thermiques Tableau 7 - Estimation du refroidissement actif de la chambre de combustion d'un [...] Tableau 8 - Flux thermiques calculés dans un statoréacteur générique à Mach 2 ou 3 Tableau 9 - Calcul de flux thermique dans la chambre du statoréacteur hydrogène à [...] Tableau 10 - Flux thermique au col de la tuyère du statoréacteur hydrogène à Mach 3 Tableau 11 - Bilan de la charge thermique du statoréacteur hydrogène à Mach 3

3 - EXEMPLE DE CALCUL DE PERFORMANCE

• 3.1 - Calcul d'un point de fonctionnement
  Figure 54 - Détermination du point de fonctionnement en fonction du blocage aval Tableau 12 - Exemple de calcul à Mach 3 : point de fonctionnement
• 3.2 - Calcul des performances
• 3.3 - Extension sur le domaine de vol complet
  Figure 55 - Poussée, facteurs de charges et accélérations associées Figure 56 - Coefficient de poussée (rapporté à la section de captation de l'entrée d'air) et impulsion spécifique, en fonction du Mach, de statoréacteurs mixtes fonctionnant à l'hydrogène Tableau 13 - Exemple de calcul à Mach 3 : performance totale Tableau 14 - Paramètres d'un statoréacteur d'étude à Mach 3 et Mach 6

4 - CONCLUSION