Les premiers appareils à réactions font leur apparition a la fin de la seconde guerre mondiale, du cotés allemand. Plus efficace que les moteurs traditionnels à hélices, ils permirent entre autre de franchir le mur du son.
Nous verrons, tout d’abord, le fonctionnement d’un réacteur, puis nous étudierons les possibilité que ce mode de propulsion offre, a travers un exemple, l’U-2 Dragonlady.
I/ Fonctionnement d’un turboréacteur
Le fonctionnement d’un réacteur repose sur le principe d’action-réaction, énoncé par Isaac Newton : «Tout corps persévère dans l’état de repos ou de mouvement uniforme en ligne droite dans lequel il se trouve, à moins que quelque force n’agisse sur lui, et ne le contraigne à changer d’état.» (Isaac Newton, Philosophiae naturalis principia mathematica, 1867). Il s’agit, grâce à ce principe, d’accélérer une masse d’air afin de créer une force de poussée, qui, va propulser l’avion par réaction. Le fonctionnement de tous les turboréacteurs reposent sur 3 étapes : Compression – Combustion – Détente.
Un turboréacteur est composé de 2 ensembles : la section froide, comprenant l’entré d’air, la chambre d’admission et le compresseur. Cette première est destiné à aspirer et comprimer l’air. la section chaude, comprenant la chambre de combustion, la turbine et la tuyère. Sert quant à elle à mélanger l’air avec un carburant, puis à enflammer le mélange afin de le dilater et donc de l’accélérer, une partie du mélange va ensuite entrainer la turbine qui permet, via un arbre de transmission,de mettre en mouvement le compresseur et autres systèmes permettant le fonctionnent du réacteur (alternateurs…), et le reste s’échapper par la tuyère.
Coupe latérale d’un réacteur
Ce réacteur crée une poussé, résultat de l’accélération de l’air entre la chambre d’admission du réacteur et la tuyère. On l’obtient par combustion d’un carburant, avec comme comburant l’air. Cette poussée peu être calculé de la manière suivante : Fpoussé=Qm(Vsortie-Ventrée) où : Qm est le débit massique de l’air dans le moteur en Kg/s (le débit de carburant est négligeable) Ventrée est la vitesse d’entré des gaz dans le compresseur Vsortie est la vitesse de sortie des gaz de la tuyère Qm*Ventrée représente la force de trainée de l’entrée d’air Qm*Vsortie représente la poussée à la sortie de la tuyère
Un système de post-combustion, avec une injection de carburant après la chambre de combustion, permet d’augmenter le performances. Un réacteur n’est pas capable de démarrer tout seul. En effet le compresseur est alimenté par de l’énergie fournie par la turbine. Il dispose donc d’un APU (Auxiliary Power Unit) ou d’un groupe électrique démarrant le compresseur qui permet alors de faire fonctionner la turbine et de rendre le réacteur autonome.
II/ Les possibilités offertes par le turboréacteur dans la reconnaissance aérienne : L’U-2 dragonlady
L’U-2 Dragonlady est un avion développé pour effectuer des missions de reconnaissance à très haute altitudes, développé afin de photographies des sites sensibles d’URSS.
A la sortie de la seconde guerre mondiale, les États-Unis on eu la nécessité de mettre a jour leurs outils de reconnaissance. En effet, le perfectionnement des système de défense anti-aériens et des radars, ainsi que le recentrage des lieux stratégiques soviétiques suite à l’opération Barbarossa, rendirent impossible l’acquisition d’images des sites de lancement soviétiques. Il était donc nécessaire, pour les États-Unis, de développer un appareil capable de survoler l’union soviétique, tout en restant hors de porté des radars. Un appel d’offre fut donc lancé, remporté par le projet du Skunk Works (cellules de Lockheed travaillant sur les projet les plus techniques, dont nous reparlerons avec le SR-71), avec l’U-2. Le premier vol eu lieu le 1er septembre 1955.
Un U-2A en Vol
Il était propulsé à l’époque par un réacteur J57-P13 de 66.19 kN de poussée. Il utilisait cependant un carburant spécifique : le JTPS. Issue d’un mélange d’hydrocarbures, ce carburant spécialement adapté au vol de haute altitude, possède un point de gel plus bas, ainsi qu’une viscosité plus élevée. L’U-2 montra des performances exceptionnelles : un plafond opérationnel se situant à 70 000ft (21 300m soit le double d’un avion de ligne actuel), une capacité d’emport de charge utile de près de 2,4t ainsi qu’un rayon d’action de 3 000 km. Il est cependant un avion complexe a piloter. En haute altitude, sa vitesse de décrochage se situe 20 kmh en dessous de sa vitesse maximale, et sa cellule semblable a celle d’un planeur le rend peu maniable. Sont train monotrace, rende également l’atterrissage difficile.
Un U-2A avec différentes charges utiles qu’il peu emporter
Les premiers survols en territoires hostiles on lieu en 1956. Ils permirent de récolter des informations sur de nouveaux bombardiers stratégiques, des programmes de sous marins, des sites de construction de lanceurs. Les radars soviétiques arrivaient a déceler l’avion mais pas de manière continuelle. De nombreuse tentatives d’interceptions eurent lieu sans aboutir.
Cependant, le 1er mai 1960, l’évolution des radars ainsi que les nouveaux missiles SA-2, permirent d’abattre un U-2. Cet incident, sans pour autant remettre en question l’U-2, mit un coups d’arrêt au survols des territoires soviétiques jusqu’à l’arrivé du SR-71, et poussa les États-Unis a développer des satellites de reconnaissance.
L’U-2, est toujours, après diverse mise a niveau, en service actif, et surclasse actuellement plusieurs drone dans son domaine.