L’investissement de l’Air Force dans la start-up hypersonique Hermeus ne consiste pas à produire un … – Forbes

Le concept d’avion hypersonique réutilisable sans pilote « Quarterhorse » d’Hermeus est petit, de la taille d’environ … [+] précédent avion de recherche hypersonique sans pilote.

Hermeus

« Ce que propose Hermeus n’est pas sans risque. Nous le reconnaissons », a déclaré le lieutenant-colonel Joshua Burger de la direction présidentielle et exécutive du transport aérien de l’armée de l’air. Lt.Col. Burger parle du drone hypersonique Hermeus, une startup de propulsion hypersonique basée à Atlanta, et de l’investissement de 60 millions de dollars de l’USAF.

L’objectif ultime d’Hermeus est de développer un transport commercial hypersonique Mach 5 capable de transporter 20 passagers de New York à Paris en 90 minutes, contre sept heures et demie aujourd’hui. La société dit qu’elle pilotera cet avion en 2029. Mais elle travaillera d’abord sur le développement et le pilotage d’un drone hypersonique sans pilote et réutilisable appelé « Quarterhorse » pour l’Air Force.

Le développement d’armes et de véhicules hypersoniques ultra rapides (définis comme Mach 5, environ 3 800 mph) est une priorité absolue pour l’USAF, visant carrément à dissuader les armes hypersoniques développées par la Chine et la Russie.

Le désir de l’armée d’accélérer la mise en service d’armes et de véhicules hypersoniques est illustré par la volonté d’obtenir le missile hypersonique à longue portée de l’armée, désormais appelé Dark Eagle, opérationnel d’ici 2023. L’urgence de tels efforts a été récemment résumée par Rob Strider, directeur adjoint du Le bureau du projet hypersonique de l’armée qui a déclaré: « Vous savez que nous sommes numéro trois dans cette course et nous devons rattraper notre retard. »

Contrairement à une arme propulsée par fusée, Quarterhorse pourrait être une précieuse plate-forme de recherche et de développement hypersonique à respiration aérienne pour l’armée de l’air. Cependant, il y a eu des messages mitigés sur son objectif pratique. Cela vient probablement du financement qui le sous-tend.

Les 60 millions de dollars proviennent de la Direction présidentielle et exécutive du transport aérien du Centre de gestion du cycle de vie de l’Air Force, du Laboratoire de recherche de l’Air Force (AFRL) et de sources privées de capital-risque.

Le communiqué de presse de l’USAF indique que son engagement avec Hermeus « fait partie d’un effort plus large mené par la direction pour alimenter la résurgence commerciale en plein essor des voyages de passagers à grande vitesse, et a été surnommé « l’initiative vectorielle ».

Le résultat principal de l’investissement/Initiative vectorielle serait théoriquement un transport exécutif présidentiel hypersonique – un véhicule potentiellement basé sur le transport hypersonique commercial qu’Hermeus vise à lancer.

Un rendu théorique du Transporter d’Hermeus, un transport envisagé de 20 passagers, capable de Mach 5 … [+] pour les clients payants ou peut-être un président.

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Mais l’intérêt de l’Air Force pour Hermeus et Quarterhorse est vraiment d’obtenir un drone de test hypersonique réutilisable et de promouvoir le développement de la technologie hypersonique du secteur privé – pas un Air Force One hypersonique.

Risque pour une récompense rapide

Pour relever le défi de taille que l’Air Force lui a fixé, Hermeus devra concevoir et construire trois prototypes d’ici 2024 qui peuvent satisfaire cinq objectifs de l’USAF, de la réutilisation à la fourniture de données pour la fidélité des jeux de guerre hypersoniques et l’intégration future de la charge utile.

Hermeus espère piloter un véhicule dans trois petites années en adoptant ce que l’on pourrait appeler une approche pauvre de la propulsion hypersonique.

Plutôt que de développer un moteur scramjet à respiration aérienne très complexe et coûteux comme celui utilisé sur les drones hypersoniques expérimentaux X-43 de la NASA et X-51 de l’Air Force, Hermeus utilise une conception plus simple du statoréacteur basée sur le cœur du minuscule turboréacteur J85 de General Electric qui propulse aéronefs, y compris l’avion d’entraînement avancé T-38 de l’armée de l’air.

Le moteur sera ce qu’on appelle une conception à cycle combiné à turbine (TBCC), mélangeant une turbine conventionnelle (le J85) avec un statoréacteur qui, comme son nom l’indique, utilise le mouvement vers l’avant du moteur pour comprimer l’air entrant pour une combustion/poussée ultérieure . La turbine accélère l’avion jusqu’à un point où le statoréacteur peut se mettre en ligne, ajoutant une poussée supplémentaire.

Le statoréacteur à cycle combiné à turbine (TBCC) d’Hermeus est une approche plus simple et moins coûteuse de l’hypersonique … [+] propulsion mais sa capacité à pousser Quarterhorse à une vitesse hypersonique est remise en question.

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Le fait que les turbines et les statoréacteurs ralentissent l’air à des vitesses subsoniques pour la combustion (contrairement aux scramjets) les rend beaucoup plus faciles à utiliser et à mettre à l’échelle. Mais alors que les statoréacteurs TBCC fonctionnent bien à des vitesses supersoniques autour de Mach 3, ils ont du mal à atteindre la vitesse hypersonique (Mach 5).

Des experts comme Luca Maddalena, chercheur en vol hypersonique à l’Université du Texas à Arlington, affirment que cela pourrait limiter la capacité de Quarterhorse à être un véritable avion de recherche hypersonique.

Le PDG d’Hermeus, AJ Piplica, reconnaît que la question de savoir si Quarterhorse peut atteindre une vitesse hypersonique avec son ensemble moteur est une question. Il dit que son équipe de conception a « choisi un ensemble de technologies qui nous permet de développer des véhicules dans cette gamme de Mach 3 à 5 ».

« Nous voulions rester le plus simple possible, dans le domaine de la technologie qui était relativement mature. »

C’est une approche qui a du sens pour une petite entreprise privée sans capital illimité. Avant l’investissement de l’Air Force, Hermeus a obtenu un financement de démarrage de Khosla Ventures en 2019. Détenue par Vinod Khosla, co-fondateur de Sun Microsystems, la société de capital-risque basée à Menlo Park a été rejointe en 2020 par le voisin de la Silicon Valley, Canaan Partners, qui a mené l’investissement de la série A 2020 dans Hermeus.

Les vétérans de la R&D hypersonique attestent que rien à ce sujet – du temps passé en soufflerie à l’ingénierie des matériaux pour faire face à la chaleur intense – n’est bon marché. Logiquement, la question se pose de savoir si 60 millions de dollars suffisent à Hermeus pour réaliser le Quarterhorse et les véhicules de suivi ?

Piplica répond qu’il est « très à l’aise avec l’accès de l’entreprise au capital », indiquant qu’il en a plus dans le pipeline. C’est rassurant étant donné qu’il reconnaît qu’Hermeus se pousse à développer un véhicule qui pourrait « toucher Mach 5 ».

Selon lui, les prototypes Quarterhorse et les véhicules développés par Hermeus détermineront les vitesses opérationnelles pertinentes pour les avions militaires et commerciaux réutilisables, qu’ils soient hypersoniques ou quasi hypersoniques. Cela inclut le transporteur de passagers que la compagnie espère faire voler d’ici la fin de la décennie.

« Au moment où nous arriverons à piloter des avions de passagers, est-ce que ce sera Mach 5, Mach 4,5 ? Nous verrons. Redemandez-moi dans cinq ans.

Surdimensionné avec une saveur de lancement spatial

Un détail important manquant à la couverture de Quarterhorse jusqu’à présent est sa taille. Les démonstrateurs X-43 et X-51 étaient des drones relativement petits mesurant respectivement 12 et 25 pieds de long. Selon l’Air Force, Quarterhorse mesurera 40 pieds de long, soit environ la taille d’un T-38. Il atterrira et décollera de manière conventionnelle à environ 7500 pieds.

Le saut d’échelle de son TBCC par rapport au petit moteur d’essai statique qu’Hermeus avait précédemment démontré pour l’Air Force est impressionnant. Le moteur de vol sera environ 10 fois plus gros.

Il n’est pas déraisonnable de penser à pousser le Quarterhorse de la taille d’un entraîneur à réaction (du nom de la race de cheval de sprint américain) à Mach 5 comme un défi 10X, le genre de quête que l’industrie des lancements spatiaux a récemment adoptée avec son développement privé, récupéré verticalement, véhicules orbitaux réutilisables.

AJ Piplica et les trois autres principes avec lesquels il a fondé Hermeus ont des antécédents de lancement spatial / spatial avec des passages chez Blue Origin, SpaceX et la NASA, entre autres. Une grande partie du talent d’ingénierie de l’entreprise vient des mêmes endroits. C’est en partie une concession à l’aspect pratique, observe Piplica.

« Le nombre de personnes qui ont construit des systèmes hypersoniques est très petit, encore plus petit que le nombre qui les a testés. »

PDG d’Hermeus et vétéran de l’industrie spatiale, AJ Piplica.

Hermeus

En intégrant des talents de lancement spatial, Hermeus répond organiquement à l’un des objectifs d’investissement de l’Air Force.

« Veiller à ce que nous développions le capital humain, l’infrastructure de test et les capacités à long terme en hypersonique est une priorité clé », affirme le colonel Nathan Diller (USAF), directeur d’AFWERX.

En fait, l’Air Force est tellement motivée à cultiver des entreprises hypersoniques du secteur privé qu’elle peut mettre sur pied un bureau exécutif du programme Quarterhorse tôt pour aider Hermeus et d’autres à traverser la soi-disant «vallée de la mort» selon le colonel Diller.

L’USAF n’est pas le seul joueur qui verrait d’un bon œil le succès d’Hermeus. Les mêmes chercheurs qui remettent en question la capacité de l’entreprise à devenir hypersonique avec sa conception ajoutent qu’il est vital d’élargir le pool de sang neuf et plus jeune à la recherche hypersonique.

Luca Maddalena souligne que tout ajout réutilisable à la petite flotte d’avions de recherche hypersoniques sera accueilli avec enthousiasme par la communauté universitaire qui sera dans le coup pour accéder aux essais en vol et à l’examen des données.

Que l’Air Force réalise ou non un transport présidentiel à partir de cet exercice, un avion d’affaires ou un avion de ligne hypersonique commercial est un cheval de chasse utile dans l’ensemble, selon Piplica.

« Pour développer la main-d’œuvre en hypersonique, je pense que donner aux gens un idéal ou une mission vers laquelle travailler ne se limite pas aux armes ou aux systèmes de défense crée un tout nouveau pipeline de talents. »

Alors que la mission de mise en relation des personnes que les développeurs de transports supersoniques Boom, et anciennement Aerion, ont épousée peut attirer des étudiants universitaires idéalistes sur le terrain, Piplica estime que les applications commerciales attirent également un plus grand nombre de capitaux privés, accélérant davantage le développement.

Greenfields et valeur en vrac

Un nouveau siège/usine de 110 000 pieds carrés où les cellules Quarterhorse seront construites et étroitement intégrées à leurs groupes motopropulseurs est en cours d’aménagement dans le nord-est d’Atlanta. Le centre d’essais de moteurs statiques d’Hermeus se trouve à huit kilomètres.

Il s’agit d’une structure de type Lego de conteneurs maritimes que l’entreprise a elle-même conçue et construite avec un partenaire de construction à Atlanta. Il se trouve sur une parcelle d’herbe verte adjacente à la piste 27 retirée de l’aéroport DeKalb-Peachtree. L’entreprise l’appelle « Site 27 » et y a déjà effectué plus de 50 passages de moteurs.

Le cadre pastoral, bien que parfois bruyant, rappelle l’aviation en général et la pression de l’administration Biden pour la décarboniser complètement d’ici 2050, en cherchant peut-être à éliminer le carburant fossile pur comme carburéacteur d’ici 2025. À ce jour, aucun carburant alternatif n’a été étudié pour l’hypersonique propulsion.

Installation d’essai de moteur statique de conteneur d’expédition d’Hermeus à l’aéroport de Peachtree-Dekalb dans le nord-est de la … [+] Atlanta.

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Comment le financement de la R&D d’où pourrait émerger un transport hypersonique s’accorde-t-il un jour avec les objectifs du Président ?

Le lieutenant-colonel de la direction présidentielle et exécutive du transport aérien. Burger répond : « Lorsqu’il est temps pour nous d’évaluer les futures exigences présidentielles en matière de transport aérien, il est précieux d’avoir Hermeus comme concurrent. Ces objectifs fixés par l’administration actuelle seront pris en compte lors de l’évaluation d’un avion en vue d’une recapitalisation. »

Le PDG d’Hermeus a déclaré que les carburants synthétiques pour l’aviation, la capture du carbone et d’autres mesures pourraient boucler la quadrature du cercle sur les hypersoniques verts tout en reconnaissant qu’aucune solution pratique n’existe actuellement.

« Dans une certaine mesure, nous nous appuierons sur ce que les opérateurs vont faire, les compagnies aériennes et le DoD », explique-t-il.

Expliquer ce qui compte le plus pour l’Air Force peut être deviné en se demandant lequel de ses cinq objectifs pour Quarterhorse figure en tête de liste. Lt.Col. Berger affirme que le développement d’un guide d’intégration de la charge utile est au premier plan. L’« appétit de l’Air Force pour la réduction des risques des sous-systèmes à des vitesses hypersoniques est élevé », affirme-t-il, reconnaissant que l’ISR, le contrôle-commande et la vidéo sont des charges utiles logiques de véhicules hypersoniques.

Le service s’intéresse également à l’examen des systèmes de communication – les communications et les données sont difficiles à transmettre/recevoir à vitesse hypersonique – avec Quarterhorse. Mais Piplica dit que le drone n’aura que 2 à 3 pieds de volume et seulement 100 livres de capacité pour une charge utile. En tant que tel, les leçons apprises peuvent être plus limitées que la Force aérienne ne le souhaiterait.

Piloter simplement un véhicule de recherche hypersonique réutilisable pour obtenir des données du monde réel est également un objectif primordial. La fidélité qu’une telle contribution peut apporter aux jeux de guerre de l’Air Force – concepts opérationnels/tactiques, feuilles de route d’acquisition et plus – est très recherchée.

« La majeure partie de la valeur qui en découle », souligne Burger, « est l’information que nous recueillons pour éclairer les décisions futures, à la fois les programmes budgétaires d’enregistrement et aussi pour l’impact des avions hypersoniques réutilisables à différentes échelles. »

« Le but du véhicule est vraiment de tester en vol le moteur », admet Piplica.

L’avantage accessoire pour Hermeus est le potentiel d’accélérer sa propre feuille de route hypersonique, un cours qui comprend un certain nombre d’applications intermédiaires pour les drones hypersoniques et les revenus qu’ils pourraient générer avant/si l’entreprise progresse dans la construction d’un transport.

C’est une entreprise risquée, que Piplica qualifie de « riche en matériel » dans la tradition du développement des chasseurs de l’USAF des années 50-60 ou du SR-71, créé avec des règles à calcul en deux ans. « Si nous ne prenions pas des risques techniques assez importants dans ce programme, alors nous ne ferions pas notre travail », dit-il.

L’Air Force « s’associe audacieusement » sur Quarterhorse Lt.Col. Burger opine. « Le sous-produit sera l’apprentissage, qu’il soit totalement ou partiellement réussi. »

Le sous-produit ne sera pas de sitôt un transport présidentiel hypersonique à distance. Peut-être qu’un futur président peut en rêver. En attendant, le futur commandant en chef peut acheter des produits Hermeus.

Un futur président peut ou non voler à bord d’un transport hypersonique Hermeus mais jusque-là, le … [+] Chief-Exec en attente peut acheter un Onesie pour bébé pour 13 $.

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