AX-1500 Skylon-B

Mis à jour le 08/06/2021 à 13:18:54
Mis en ligne le 08/06/2021 à 11:33:41 Alex_enginering Version : 1.11.2

Après plusieurs campagnes de vol réalisées avec le trio de nos anciens SSTO lourds, les Skylons EX, EXX et CXX, A.M. Aeronautics étaient contents de leurs prouesses dans le monde du transport commercial réutilisable. Les appareils étaient endurants, performants, et les versions les plus lourdes pouvaient emporter jusqu'à 85 tonnes de charge en orbite basse. Ces appareils, au travers de plus d'une trentaine de vols chacun, ont permis d'assembler les plus grands projets architecturaux de la compagnie, comme le vaisseau d'exploration habité Dunamis ou les Transports Automatisés Interplanétaires A.I.T., mais les résultats de cette campagne ont permis de pointer certains défauts dans l'architecture élémentaire du SSTO.

Après une longue analyse réalisée conjointement avec des ingénieurs américains du bureau Stratzenblitz, A.M. Aeronautics a pris la décision de mettre à jour son cargo pour prendre avantage des leçons tirées. Un système de propulsion orbital trop peu puissant, des réservoirs lourds et mal utilisés, une voilure peu optimisée pour le régime subsonique et transsonique, et des réacteurs générant une grande trainée aérodynamique, tout cela a été modifié. Des modifications suffisamment importantes que la nouvelle génération de Skylon se distingue des précédentes, d'où la désignation : Skylon-B.

Statistiques :

D'une masse maximale sans charge utile de 282 tonnes, et d'une masse maximale absolue de 432 tonnes au décollage, le Skylon-BL (version dotée d'une baie de chargement allongée) est de loin le cargo à étage unique le plus lourd jamais lancée par la firme. Capable de mettre une masse de 150 tonnes en orbite basse avec 500m/s d'ergols restant (1150m/s une fois la charge séparée), Skylon-B est dotée d'une Fraction Utile de Masse de 34.7%, ce qui en fait un des SSTO les plus efficaces de la firme, tout en conservant une ample marge de carburant pour manœuvrer en liberté. Skylon-B est conçu pour emmener sa charge sur une orbite avec précision ou pour s'amarrer à une infrastructure en orbite grâce à un port d'amarrage dorsal occulté par la baie de chargement et un puissant système de contrôle RCS 6-axes. 

Systèmes propulsifs :

La propulsion principale est assurée par deux groupes VORPS (Variable Operating Regime Propulsion System) composés de 9 unités R.A.P.I.E.R. chacun. Utilisant une entrée d'air conique commune, les groupes VORPS emportent également une quantité conséquente d'ergols ainsi que les mêmes systèmes de refroidissement haute-performance utilisés par les Skylon précédents. L'amélioration du profil du VORPS permet à ce dernier de maintenir sa performance et de diminuer son volume effectif tout en générant une trainée aérodynamique considérablement plus faible, ce qui permet au Skylon-B d'accélérer plus facilement en régime hypersonique. Leur ignition collective est gérée par le groupe d'action 1, et le passage entre les modes aérobie et cycle fermé (ainsi que l'ouverture des entrées d'air) est contrôlé par le groupe d'actions n°2.

La propulsion orbitale (ou OMS) est assurée par un groupe de 4 unités Terrier aligné sur le centre de masse de l'appareil. Le plus grand changement par rapport à l'ancienne itération, cet OMS utilisant désormais une mixture à deux ergols en lieu d'un simple monergol a permis une simplification des réservoirs du Skylon-B tout en offrant un système bien plus efficient pour les manœuvres orbitales, permettant de réduire la masse totale de l'appareil tout en prenant plus avantage des ressources embarquées. L'allumage est contrôlé par le groupe d'actions n°3, et la position cabrée de l'OMS est compensée par la présence d'un ordinateur de bord orienté selon son axe (groupe d'actions n°5) en complément de celui orienté selon l'axe des groupes principaux (groupe d'actions n°4).

Soute et ports :

La baie de chargement est dotée de deux grands ports d'amarrages, faisant face et orienté sur la longueur de l'appareil, conçus comme points d'attaches pour des charges à emmener en orbite ou ramener sur Kerbin. Quatre lampes de faible consommation permettent une bonne visibilité des opérations, et s'allument à l'ouverture des portes de la soute, tandis que deux autres spots orientables sont pointés dans la direction du port dorsal afin d'éclairer les objets au-dessus du SSTO. Derrière le port d'attache avant se cache le système de génération et stockage électrique de l'appareil, dont les panneaux sont également occultés par les portes de la soute, ainsi que trois gyroscopes lourds permettant de stabiliser le vol de l'appareil dans l'espace et durant la rentrée atmosphérique. L'ouverture de la baie et les actions associées sont contrôlées par le groupe d'action n°0.

Contrôle et manuel d'utilisation :

L'avionique de contrôle se constitue de deux plans canards sur le nez pour le contrôle d'assiette, une grande dérive verticale pour le contrôle de lacet et quatre ailerons placés sur le bord de fuite des ailes pour le contrôle de roulis. NOTE POUR L'UTILISATEUR : les plans canards sont paramétrés pour fournir une autorité de +/- 16° au décollage afin de contrôler l'ascension, mais peut être trop agressif pour des vols avec une faible charge (<90 tonnes) ou à l’atterrissage (après rentrée atmosphérique), il est donc recommandé de diminuer cette autorité jusqu'à +/- 8° sur des charges conventionnelles sous peine d'oscillations violentes. De plus, lors du décollage en charge maximale, lorsque la vitesse atteint les 105 m/s, il est possible que le nez de l'appareil ne se soulève pas. La solution imaginée par nos ingénieurs est donc de manuellement cabrer le plan canard de 16° afin de fournir, temporairement, une autorité additionnelle pour lever le nez de l'appareil. Ce déploiement est assuré par le groupe d'action n°9, et n'est recommandé uniquement qu'au décollage.

Enfin, le contrôle de ballast lors de la rentrée atmosphérique se fait en transférant manuellement des ergols entre les deux réservoirs "inclinés" situés à l'avant et l'arrière de l'appareil. Si ils sont vides, les dernières réserves sont toujours contenues dans les deux réservoirs centraux Mk3, il faut donc transférer une partie de leurs ergols dans les réservoirs avant. La rentrée peut se faire sous RCS, qui est suffisamment puissant, mais contrôler le ballast permet une consommation plus faible, voire aucun besoin de RCS. L'interface et la descente se réalisent habituellement sous un angle d'attaque de 65°, et peut être diminué si la trajectoire doit être allongée ou augmenté jusqu'à 80° si la trajectoire est trop longue, mais le risque de décrochage si le ballast est trop en arrière est réel.

L'atterrissage se réalise à environ 100m/s, et utiliser la propulsion principale pour maintenir cette vitesse et augmenter l'autorité de roulis est recommandé avec une approche à faible altitude (descente de <10°). Une paire d'aérofreins sur les ailes permet de contrôler la vitesse d'approche, mais le freinage principal une fois la piste touchée est assuré d'une part par le train lui-même, et d'autre part par un parachute de freinage situé sur le système de propulsion orbital, dont l'ouverture est déclenchée par la touche Abort et devrait être faite dès que le train arrière touche le sol. 

Conçu pour accomplir les plus grands projets, en taille comme en précision, et rester résiliant, Skylon-B est disponible dès aujourd'hui.

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