Moteurs de véhicules aériens sans pilote, pourquoi devrait-il s'agir d'eux ?

Dans la situation mondiale tendue d'aujourd'hui, il n'est pas difficile d'observer l'application à grande échelle du combat sans pilote, en particulier l'utilisation devéhicules aériens sans pilote(UAV) dans la guerre. Les drones ont été largement utilisés comme arme de combat principale dans des conflits tels que le conflit russo-ukrainien, le conflit israélo-palestinien et la crise de la mer Rouge. Par conséquent, le développement ultérieur de l’équipement des drones devient un facteur clé pour gagner l’initiative en matière de guerre. La société américaine Wave Engine suggère d'utiliser des moteurs Pulse Air Jet Engines (PUVRD) sur les drones. Quels sont les avantages des moteurs à réaction à air pulsé ? Et quelles sont leurs perspectives de développement et d’application ?

L’histoire des moteurs à réaction à impulsions remonte aux premiers jours de l’exploration aéronautique. Basés sur le principe de génération de poussée par combustion, les premiers scientifiques ont commencé à expérimenter la génération de poussée par combustion périodique, jetant ainsi les bases du développement de moteurs à réaction à impulsions. Les moteurs à réaction pulsés se composent principalement de deux parties : le compresseur et le dispositif à réaction. Tout d’abord, l’air pénètre dans le moteur via le compresseur, qui comprime l’air et l’injecte dans la chambre de combustion. Dans la chambre de combustion, le carburant est injecté et mélangé à l’air comprimé. Le mélange est ensuite enflammé, produisant un gaz à haute température et haute pression. Enfin, le dispositif à réaction commence à fonctionner, éjectant le gaz à haute température et haute pression pour générer une poussée. L'ensemble du processus est cyclique et, en répétant continuellement ce cycle, les moteurs à réaction à impulsions peuvent générer en continu une poussée, permettant ainsi aux avions tels que les drones de voler. Cette forme unique de moteur à réaction a progressivement attiré l'attention, offrant une nouvelle option de puissance pour les avions. Grâce aux progrès technologiques, la conception des moteurs à réaction à impulsions a été progressivement améliorée et optimisée. Pendant la Seconde Guerre mondiale, l’Allemagne nazie a mené des recherches approfondies et appliqué des moteurs à réaction à impulsions pour faire progresser sa technologie de missiles. Ils ont utilisé ces moteurs pour propulser des missiles V-1 et ont bombardé Londres avec succès. La structure unique des moteurs à réaction à impulsions apporte des avantages significatifs, bien compatibles avec les drones. Premièrement, les moteurs à réaction à impulsions ont une structure simple et compacte, ce qui les rend parfaitement adaptés aux petits drones. Les drones nécessitent généralement des systèmes d'alimentation légers et efficaces, et les moteurs à réaction à impulsions répondent à ces exigences, réduisant le poids et le volume globaux des drones, améliorant ainsi leur maniabilité et leur flexibilité. Deuxièmement, les moteurs à réaction à impulsions ont un rendement de combustion élevé, ce qui signifie qu'ils peuvent offrir des temps de vol plus longs et des vitesses de vol plus élevées avec la même consommation de carburant. Ceci est particulièrement important pour les drones, en particulier dans les scénarios nécessitant des vols de longue durée à grande vitesse ou des missions complexes. De plus, la fréquence de fonctionnement des moteurs à réaction à impulsions peut être ajustée dès la conception, permettant un contrôle précis de la poussée du drone. Ce contrôle précis de la poussée contribue à améliorer la stabilité de vol et la maniabilité du drone, lui permettant ainsi de fonctionner parfaitement dans des environnements et des tâches complexes. Enfin, bien que les moteurs à réaction à impulsions puissent produire un bruit important dans certaines situations, ce problème de bruit peut être atténué dans une certaine mesure dans les applications de drones grâce à des moyens techniques. Par exemple, en optimisant la conception des moteurs, en utilisant des techniques de réduction du bruit ou en ajustant l'altitude et la vitesse de vol, l'impact du bruit généré par les drones pendant l'exécution de la mission sur l'environnement peut être réduit. Début mars, la société américaine Wave Engine a commencé à tester un drone équipé d'un moteur à réaction à impulsions, le Scitor-D, et a publié une vidéo de test. Selon les données officielles,Le moteur à réaction à impulsions de Wave Engine est un type de moteur qui fonctionne en utilisant des ondes de pression plutôt que des machines rotatives. Son principe de fonctionnement est de générer des ondes de pression par combustion intermittente dans un tube creux, propulsant des gaz chauds et produisant une poussée. Ce moteur présente des avantages tels que l'absence de pièces mobiles, des performances de jet élevées et le contrôle numérique du moteur à pleine autorité (FADEC), offrant une propulsion hautes performances dans une unité de puissance efficace et peu coûteuse.

Pour le drone Scitor-D, il possède un fuselage élancé avec une envergure de 3 à 3,5 mètres, et le moteur à réaction à impulsions est monté au-dessus du fuselage à l'aide d'un dispositif fixe. Sa queue a la forme d'un"H"pour éviter efficacement les interférences avec le fonctionnement normal du moteur. Sa vitesse de vol maximale peut atteindre 370 km/h. Cependant, la portée et la durée de vol du Scitor-D équipé d'un nouveau type de moteur à réaction à impulsions doté d'une méthode d'alimentation efficace restent inconnues. Aujourd’hui, les perspectives d’application de ce drone sont très larges. La société a signé un contrat avec l'US Air Force Equipment Bureau pour développer une technologie cruciale pour l'aviation et le combat aérien futurs de l'US Air Force. Ils utilisent déjà cette technologie de moteur pour concevoir et construire une plate-forme polyvalente lancée par air (VALP) principalement utilisée pour de multiples tâches telles que les leurres. Ce VALP, utilisant la technologie de moteur exclusive de Wave Engine, démontre le potentiel des propulseurs hautes performances et peu coûteux dans les avions hautes performances de nouvelle génération.

En résumé, la société américaine Wave Engine a réussi à réduire le coût et la complexité de la propulsion à réaction grâce à l'application de moteurs à réaction à impulsions, démontrant ainsi leur potentiel important en tant que propulseurs hautes performances et peu coûteux. La technologie et les produits des moteurs à réaction à impulsions ont non seulement de larges perspectives d'application dans les domaines militaire et des drones, mais pourraient également jouer un rôle important dans l'aviation civile et dans d'autres domaines à l'avenir.