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stormshadow

SKYLON

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Voici un lanceur spatiale qui pourrait rendre toutes les fusées actuels définitivement obsolète , le SKYLON développée par les anglais.

http://www.reactionengines.co.uk/space_skylon.html

http://www.reactionengines.co.uk/faq.html

- Lanceur à 1 étage

- réutilisable 200 fois

- 12 tonnes de charge utile en orbite basse et 6 en GEO

- décollant et atterrissant comme un avion , pour le décollage le SYLON a besoin d'un piste de 5.6km de long au plus près de l'équateur de préférence (comme tous les lanceurs spatiaux actuel) , à atterrissage le SKYLON peut atterrir sur n'importe quel aéroport (ce qui n'était pas le cas de la navette spatiale).

- Au final des coûts 50 à 100 fois inférieur aux lanceurs actuels permettant la mise en place d'une vraie économie dans l'espace.

- opérationnel en 2020 si l'ESA se décide de financer

- Permettrait le développement du transport aérien hypersonique basé sur son système de propulsion

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Oui, le design est digne de Starwars mais s'agit'il d'un projet sérieux ?

Ce ''moteur fusée'' en particulier est il effectivement réalisable par une petite boite :

http://www.reactionengines.co.uk/sabre.html

Image IPB

Il y du matos higt tech au Culham Science Centre, dont un site de recherche sur la fusion, mais franchement j'ai de gros doute :

http://www.ccfe.ac.uk/

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Cela fait des années que je suit ce projet quand c'était un delta appelé HOTOL. A l'époque, les Anglais de BAe et Rolls proposaient cela à l'ESA comme projet concurrent d'Ariane V. Mais l'absence de support financier de la part du gouvernement Britannique l'avait condamné. Les créateurs de HOTOL avaient démissionné pour créer seul leur projet.

Ce projet SKYLON est une remise à niveau d'HOTOL. La configuration a été améliorée mais le principe de fonctionnement reste le même.   

SKYLON n'est pas basé sur de la science-fiction. Pas d'antigravité. Pas de de distorsion. Le moteur est un dérivé de réacteur d'avion avec des moteur-fusées dans le même fuseau moteur et un stato.

L'astuce est de faire refroidir le flux à l'entrée du réacteur d'avion pour le faire fonctionner de Mach 0 à Mach 5. de Mach 5 à Mach 25, c'est le moteur fusée classique qui fonctionne.

Physiquement, SKYLON n'est pas impossible. Mais c'est la réalisation technique qui va lui poser des problèmes.

Techniquement, il faut mettre au point des moteurs extrêmement compliqués. Une structure énorme et d'une solidité extrême. Résister à l’échauffement du retour sera épique.

Le moindre accroissement de poids de l'un des éléments suffira à condamner le projet. Ce n'est pas avec ce schéma que l'on va réussir à remplacer Ariane V.

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Le design n'a pas plus rien en commun avec HOTOL; Rolls Royce à toujours une équipe sur ce moteur ?

D'après ses concepteurs, HOTOL souffrait de graves problèmes de centrage. Les centres de gravités de la soute, du carburant, du moteur, de l'aile, du fuselage étaient très différents. Cela posait des problèmes pour la conception. Si les moteurs prennaient du poids par rapport à la définition finale, il faut changer les ailes, le fuselage... En bref, tout changement mineur impliquait un retour intégral à la planche à dessin.

Image IPB

HOTOL devait transporter des satellites et des humains. Dans le premier cas, il rentre à vide. Dans le deuxième cas, sa soute reste lourde. Cela faisait grandement varier le centre de gravité lors du retour dans l’atmosphère. Les concepteurs d'HOTOL ont envisagés de mettre un énorme plan canard escamotable mais il posait d'autres problèmes.

Finalement, les concepteurs ont eu l'idée de cette forme qui ressemble à deux HOTOL accolés :

Image IPB

L'architecture du SKYLON est deux fois plus compliquée mais elle résout les problèmes de centrage : la soute, les moteurs, le carburant, le fuselage ont le même centre de gravité.

Comme la position du centre de gravité ne bouge plus durant le vol, il est possible de se contenter des petits dérives sur le schéma.

Avec ce concept, on peut envisager plus facilement des évolution des moteurs, des charges. Tout en gardant le restant du véhicule.

Au sujet de Rolls Royce, l'équipe qui travaillait sur ce projet a été dispersée. Je crois me souvenir que le concepteur du moteur avait quitté Rolls Royce.

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je trouve que les tanks d'oxygènes sont un peu petit car normalement dans la stoechiométrie correcte le rapport c'est 2H2 + O2 -> 2H2O

Tu raisonne comme si l'oxygène avait la même masse que l'hydrogène or l'oxygène est beaucoup plus lourd que l'hydrogène et bien plus dense donc normal que les réservoirs d'oxygène soient aussi petit devant ceux d'hydrogène.

Résister à l’échauffement du retour sera épique.

Non l'échauffement n'atteint que 1100 degrés bien moins que la navette spatiale.

Ce n'est pas avec ce schéma que l'on va réussir à remplacer Ariane V.

Si le SKYLON est bien meilleur que ARIANE 5 ou toute fusée puisque que 100 fois moins cher pour chaque lancement, beaucoup plus fiable/robuste et flexible, beaucoup moins polluant.

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Et en plus pendant tout le vol atmosphérique c'est l'oxygène de l'air qui est utilisé et non celui des réservoirs.

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Donc ce projet d'avion faisable si il soutenu financièrement ?

Pourquoi donc tout ses projets tels le x-33 n'ont jamais eu de réalisation concrete depuis plus de 20 ans qu'ils sont lancé et que l'on garde toujours le même concept du fusée depuis spoutnik ?

Trop novateur pour nos décideurs ?

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Cet engin (comme le x-33 dailleur) est un SSTO (single stage to orbit)

La regle commune admise par a peut pret tous (enfin qu'on retrouve a peut pret partout, dans tout types de documents en general) dit que pour qu'un ssto soit "viable" la masse total de l'engin a vide (charge utile comprise donc) ne depasse pas environ 10% de la masse total avec ergol (oxygene + hydrogene). si il n'y a pas au moins 90 % de la masse en carburant, un ssto n'ateindra jamais l'orbite.

Dans le cas du x-33, tout a été misé sur les reservoir composite en structure niz d'abeille, qui ont été le soucis principal du projet ( sousis de conceptions, techno pas assez maitrisé) Ca a devoré tout les fond, et le projet a été annulé en grande partie a cause de sa (dommage, car vers la fin le probleme etait en phase d'etre résolu)

pour gagner encore de la masse il etait aussi question que ces reservoir soit la structure meme du x-33, avec juste des panneaux en iconel (pas de tuile thermique il me semble) posé sur les reservoir. En effet, sur le shuttle, la maintenance du bouclier thermique etait un vrai gouffre (des milliers/millions de tuiles a verifier a chaque fois...)

Ce qui est d'autant plus domage dans le cas du x-33, c'est son meirveilleux moteur, l'aérospike. un reacteur a chambre de combustion "inversé", qui permet d'avoir un isp (impultion specifique) aussi bien adapté dans l'air que dans le vide spatial. Pratique dans le cas d'un ssto.

Alors la, pour le skylon, et son moteur particulier, j'y croit, mais sa risque de couter vraiment beaucoup... (pareil, ca fait des années qu'on en entant parler de se projet)

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Trop novateur pour nos décideurs ?

J'aurai même tendance à dire trop performant pour nos besoins.

Le SKYLON est prévu pour pouvoir faire (au moins) 200 vols. Il faudra donc pouvoir l'amortir et faire ces 200 vols en une dizaine d'année, ou au pire en une vingtaine. Et pour des questions de logique industrielle il ne faudra pas se contenter d'un unique prototype mais au moins d'une petite série de 2/3 (ou plus) exemplaires. Et le SKYLON a une charge utile équivalente à ariane V. Donc on arrive à avoir besoin de faire plus de 20 lancements par ans. Une cinquantaine serrait même mieux. Actuellement on tourne autour de 5 à 7 lancements donc il faudrait trouver presque dix fois plus de clients qu'avant.

Le gros avantage du SKYLON est son prix, mais si on doit l'amortir sur 10 fois moins de vols, ça coûtera beaucoup plus cher.

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J'aurai même tendance à dire trop performant pour nos besoins.

Le SKYLON est prévu pour pouvoir faire (au moins) 200 vols. Il faudra donc pouvoir l'amortir et faire ces 200 vols en une dizaine d'année, ou au pire en une vingtaine. Et pour des questions de logique industrielle il ne faudra pas se contenter d'un unique prototype mais au moins d'une petite série de 2/3 (ou plus) exemplaires. Et le SKYLON a une charge utile équivalente à ariane V. Donc on arrive à avoir besoin de faire plus de 20 lancements par ans. Une cinquantaine serrait même mieux. Actuellement on tourne autour de 5 à 7 lancements donc il faudrait trouver presque dix fois plus de clients qu'avant.

Le gros avantage du SKYLON est son prix, mais si on doit l'amortir sur 10 fois moins de vols, ça coûtera beaucoup plus cher.

Bah il faut voir que si le cout de lancement baisse fortement tu va faciliter l'accès à l'espace et donc sûrement faire croître la demande.

Pour mémoire Ariane 5 c'est 12 tonnes en GTO, contre 6 tonnes ici. C'est à dire qu'il devrait faire environ une quinzaine de vols par ans.

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J'aurai même tendance à dire trop performant pour nos besoins.

Le SKYLON est prévu pour pouvoir faire (au moins) 200 vols. Il faudra donc pouvoir l'amortir et faire ces 200 vols en une dizaine d'année, ou au pire en une vingtaine. Et pour des questions de logique industrielle il ne faudra pas se contenter d'un unique prototype mais au moins d'une petite série de 2/3 (ou plus) exemplaires. Et le SKYLON a une charge utile équivalente à ariane V. Donc on arrive à avoir besoin de faire plus de 20 lancements par ans. Une cinquantaine serrait même mieux. Actuellement on tourne autour de 5 à 7 lancements donc il faudrait trouver presque dix fois plus de clients qu'avant.

Le gros avantage du SKYLON est son prix, mais si on doit l'amortir sur 10 fois moins de vols, ça coûtera beaucoup plus cher.

tu oublie aussi qu'un vol du skylon est même moins cher qu'une fusée vega donc tu peux te dire aisément que tu va remplacer toute la gamme de fusée de l'esa par exemple donc tu dois compter soyouz, vega et ariane V, alors en plus a mon avis tu pourrais aussi rajouter des vols habités vers l'iss

voila pour l'année 2012 je suis tombé sur 12 lancements donc tu pourrais compter 15 a 20 lancement par an avec le skylon

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Bah il faut voir que si le cout de lancement baisse fortement tu va faciliter l'accès à l'espace et donc sûrement faire croître la demande.

tu oublie aussi qu'un vol du skylon est même moins cher qu'une fusée vega donc tu peux te dire aisément que tu va remplacer toute la gamme de fusée de l'esa par exemple donc tu dois compter soyouz, vega et ariane V, alors en plus a mon avis tu pourrais aussi rajouter des vols habités vers l'iss

On va dire que j'ai beaucoup de mal à être convaincu par le prix d'un vol de navette quand il y a tellement d'inconnues. Déjà il faudra rajouter au prix du vol l'amortissement de la navette. La navette qui ferra entre une vingtaine (cas de la génération précédente) et 500 vols (cas optimiste) a donc un amortissement très variable. Évidemment si le SKYLON est aussi "foireux" que la navette spatiale, le coût d'un vol (hors amortissement) comprend aussi une révision complète de la navette et le remplacement d'un "grand" nombre de pièces donc on pourrait arriver à une très forte augmentation du prix de chaque vols. Ensuite il y a aussi le coût de la navette qui reste à définir. Si on compte le coût de développement et qu'on le réparti sur un unique prototype, on arrivera à un prix excessif. D'ailleurs si on se base sur les avions de combats, le coût de production d'une navette devrait être 10 à 100 fois moins cher que le coût de développement. Donc si on ne veut pas "trop" amortir le coût de développement sur chaque vols, il faudrait au moins une dizaine de navette. On arrive donc à une centaine de vols.

voila pour l'année 2012 je suis tombé sur 12 lancements donc tu pourrais compter 15 a 20 lancement par an avec le skylon

Cela reste dans la moyenne basse pour justifier une navette. Si on prévoit de faire comme les USA avec 4/5 navettes à remplacer tous les 20 ans, on aura besoin d'une cinquantaine de lancements. Ce n'est pas impossible, mais il faudrait augmenter à la fois la demande et notre part de marché.

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On va dire que j'ai beaucoup de mal à être convaincu par le prix d'un vol de navette quand il y a tellement d'inconnues. Déjà il faudra rajouter au prix du vol l'amortissement de la navette. La navette qui ferra entre une vingtaine (cas de la génération précédente) et 500 vols (cas optimiste) a donc un amortissement très variable. Évidemment si le SKYLON est aussi "foireux" que la navette spatiale, le coût d'un vol (hors amortissement) comprend aussi une révision complète de la navette et le remplacement d'un "grand" nombre de pièces donc on pourrait arriver à une très forte augmentation du prix de chaque vols. Ensuite il y a aussi le coût de la navette qui reste à définir. Si on compte le coût de développement et qu'on le réparti sur un unique prototype, on arrivera à un prix excessif. D'ailleurs si on se base sur les avions de combats, le coût de production d'une navette devrait être 10 à 100 fois moins cher que le coût de développement. Donc si on ne veut pas "trop" amortir le coût de développement sur chaque vols, il faudrait au moins une dizaine de navette. On arrive donc à une centaine de vols. Cela reste dans la moyenne basse pour justifier une navette. Si on prévoit de faire comme les USA avec 4/5 navettes à remplacer tous les 20 ans, on aura besoin d'une cinquantaine de lancements. Ce n'est pas impossible, mais il faudrait augmenter à la fois la demande et notre part de marché.

Ben après ce qui est sur c'est qu'on a aucune idée du coût réel de ce genre de projet.

Enfin c'est même pas un projet mais plutôt un concept, une idée.

Il faut encore :

- Voir si les technos nécessaires sont vraiment dispos

- Voir si en coûts de maintenance et de fabrication on arrive à quelque chose de correct

- Et voir aussi si la fiabilité est au rendez-vous.

Bref c'est sur qu'on est loin d'un truc réel.

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Je rajoute ma voix a ceux des septiques.

Personne n'est capable de dire combien cet engin va couter. Même si son principe n'a rien d'impossible scientifiquement, ce projet SKYLON s'appuie sur beaucoup de technologies complexes et non prouvées.

Les moteurs sont particulièrement délicats. Une intégration réacteur/statoréacteur/fusée qui est bien plus complexe que les moteurs de la Navette Spatiale. Même si ce moteur fonctionne comme annoncé, il ne sert à rien de Mach 5 à Mach 25 ni lors du retour. C'est un poids mort pendant la majeure partie du vol.

Le schéma de principe des moteurs est révélateur :

Image IPB

La structure est particulièrement délicate. Particuliérement les parties complexe (entrée d'air, ...). Les énormes réservoirs aussi.

Le bouclier thermique est difficile à concevoir : léger, avec beaucoup d'angles aigus. Les architectes de SKYLON envisagent un refroidissement actif. C'est reconnaitre qu'ils n'y arrivent pas.

Les architectes de SKYLON semblent avoir oublié un principe fondamental de l'ingénieurie : KISS (Keep It Simple, Stupid!)

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Les moteurs sont particulièrement délicats.

Même en supposant qu'ils ne soit pas délicats à concevoir, ils resteront très cher à développer.

J'ai du mal à trouver le prix de développement des F135/F136 (réacteurs très performant mais assez classique) mais je crois qu'on tourne autour de 5 milliards de $. Pour ce prix, on peut payer une trentaine d'Ariane V (soit l'équivalent de 60 vols de SKYLON) donc il faudra un peu de temps avant d'amortir le développement. Si le vol en navette est vendu pour 2 fois moins qu'en ariane, il faudra même attendre 120 vols pour le chiffre d'affaire (et non les bénéfices) atteigne le montant du coût de développement des moteurs.

La structure est particulièrement délicate. Particuliérement les parties complexe (entrée d'air, ...). Les énormes réservoirs aussi.

Le bouclier thermique est difficile à concevoir : léger, avec beaucoup d'angles aigus. Les architectes de SKYLON envisagent un refroidissement actif. C'est reconnaitre qu'ils n'y arrivent pas.

Pour le développement de la structure et la construction de l'usine de production, on risque aussi d'arriver à plusieurs milliards. Si on compare avec le coût de développement de l'A380 (aéronef de taille comparable) on arrive aussi à plusieurs milliards (même en enlevant le développement des réacteurs)

Pour le bouclier thermique, la c'est vraiment complexe. Si on se rate, il faudra soit le refaire régulièrement (donc on ne parle plus de navette réutilisable, son exploitation serra ralentie et son coût pour chaque vol augmentera significativement) soit pire s'attendre à une fiabilité assez faible. Une fiabilité faible coûtera cher (perte de navette) et risque de ne pas permettre une explosion de la demande de vols spatiaux (la configuration avec 24 passager propose assez clairement la création d'hôtels spatiaux inconcevables sans une excellente fiabilité) J'ai du mal à avoir une estimation du coût de développement (probablement de nouveaux matériaux) mais ça doit aussi se contenter en plusieurs milliards.

J'ai l'impression que ce programme a besoin d'approcher le millier de lancement pour être économiquement rentable. Et évidement dans 10/20 ans un autre constructeur (chinois ?) pourrait développer une version plus moderne (plus performante, moins cher, plus confortable, plus fiable ...) et nous prendre toutes les places de marché. Ce qui nous imposera de lancer un autre développement et retirer du service la première version.

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On pourrait tout simplement imaginer un lanceur prototype de petite taille avec des capacités proche de Vega pour faire un essai et limiter les risques. De toute façon c'est un nouveau système qui impliquera forcément des surcoût initiaux par rapport à des projets actuels. C'est ça de développer de nouvelles technologies.

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Même en supposant qu'ils ne soit pas délicats à concevoir, ils resteront très cher à développer.

J'ai du mal à trouver le prix de développement des F135/F136 (réacteurs très performant mais assez classique) mais je crois qu'on tourne autour de 5 milliards de $. Pour ce prix, on peut payer une trentaine d'Ariane V (soit l'équivalent de 60 vols de SKYLON) donc il faudra un peu de temps avant d'amortir le développement. Si le vol en navette est vendu pour 2 fois moins qu'en ariane, il faudra même attendre 120 vols pour le chiffre d'affaire (et non les bénéfices) atteigne le montant du coût de développement des moteurs. Pour le développement de la structure et la construction de l'usine de production, on risque aussi d'arriver à plusieurs milliards. Si on compare avec le coût de développement de l'A380 (aéronef de taille comparable) on arrive aussi à plusieurs milliards (même en enlevant le développement des réacteurs)

e a b

c'est bien de comparer a une ariane et de dire de commander des arianes a la place mais tu oublie un truc car tu compare un futur programme a un programme qui fait maintenant des benefs car il a fallu combien de vols pour rentabilisé ariane V ? car elle n'a pas couté bonbon non plus et un vol ariane c'est dans mon souvenir 250M€

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Cela, c'est une estimation...

Quand on voit que le développement de la fusée Ariane V a couté 8 milliard de dollars pour la version de base...

Cela rend méfiant sur une estimation si faible...

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Oui unn programme aéronautique complexe mais maîtrisé ( Avions de ligne, fusée ,etc.) c'est au minimum 10Md€ voir 15Md€. Alors le Skylon qui demande de s'appuyer sur des technologies qui n'existent pas encore, il faudra compter minimum dans les 20Md€ voir les 30Md€.

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