ALlumage acTIvé Par Ondes Retournées Temporellement 2 – ALTIPORT 2

Le projet ALlumage acTIvé Par Ondes Retournées Temporellement 2 se donne pour objectif de réaliser une rupture avec les techniques habituelles d’allumage. Elles utilisent une activation locale et figée dans la chambre de combustion. Ces « bougies », positionnées en parois n’offrent que peu de degrés de liberté pour allumer les moteurs dans des conditions critiques. En particulier lors de l’allumage à froid et en altitude ou lors d’une procédure de ré-allumage en vol. Dès lors des alternatives innovantes sont activement recherchées au sein de la communauté aéronautique. Celle proposée ici offre un dépôt d’énergie versatile et la caractérisation du domaine d’allumage associé est le résultat attendu du projet.
Comme cela a récemment été montré au LAboratoire PLasma et Conversion d’Energie, la maîtrise de la forme temporelle de la puissance électromagnétique injectée dans une cavité microonde réverbérante, telle que serait une chambre de combustion convenablement blindée, permet d’envisager la création et le contrôle dans l’espace et le temps d’un plasma. Par sa température et sa réactivité chimique, ce dernier est ensuite capable d’initier la combustion. Il faut disposer d’un circuit d’allumage avec une architecture particulière. Selon la procédure classique de retournement temporel mise en place à l’Institut Langevin, un apprentissage permet de connaître la forme temporelle précise associée à chaque position dans la chambre de combustion. La production et l’amplification de cette forme permettent de créer une impulsion de quelques nanosecondes de durée à l’endroit désiré. On peut ainsi focaliser la puissance microonde en un lieu plus approprié pour l’allumage en conditions extrêmes et répéter ces impulsions à des cadences très élevées. L’exploitation de ce procédé permet d’envisager l’extension du domaine d’allumage des moteurs vers des situations qui présentent aujourd’hui des difficultés non surmontées.
Le LAPLACE est expert et innovant sur les plasmas microondes engendrés par retournement temporel. L’ONERA est reconnu pour ses moyens d’essais disposant d’une instrumentation au meilleur niveau d’analyse et son expertise de longue date dans l’allumage des moteurs aérobies. Le CEA-Gramat est un centre de référence dans la production, la caractérisation et l’exploitation des hautes puissances pulsées microondes.
Le LAPLACE et l’ONERA avec l’appui du CEA-Gramat proposent de conduire une recherche conduisant à allumer puis à contrôler un plasma atmosphérique dans une chambre de combustion par une stratégie de retournement temporel. Les étapes de ce travail seront :
- l’adaptation d’une chambre de combustion représentative au procédé ALTIPORT 2,
- l’étude du claquage de l’air dans cette chambre avec l’aide d’un initiateur résonant,
- la réalisation de l’allumage et les études paramétriques conduisant à adapter la stratégie aux conditions de test,
- l’évaluation de cette méthode d’allumage.
Ce projet permettra de poser les bases scientifiques et techniques sur lesquelles développer un futur système opérationnel profitable aux aéronefs d’usage civil ou de défense. Ce projet se donne aussi pour objectif d’identifier les partenaires académiques et industriels des domaines de l’électronique microonde de puissance et de l’allumage de moteurs aérobies pour les informer des résultats et les intéresser à l’exploitation industrielle d’ALTIPORT 2 qui suivra, vraisemblablement dans un cadre ASTRID maturation à la suite du présent projet de recherche.