(Copyright photo ci-contre : Onera, auteur : R.MARGUET)

En avril 1958, le record du monde de vitesse pour véhicule aérobie était détenu par le SE-4400 français avec Mach 3,7. Les autres nations n’étaient pas loin avec, en URSS, la fusée 036 Vikhr qui vola en 1958 à Mach 3.5 avec un statoréacteur Bondariouk RD-036 de 360 mm. En 1959, la fusée V-750 commençait ses essais et elle atteignit Mach 3.7 en 1962 avec un stato-fusée solide du TSIAM.

Au USA, c’est le X-7 qui était le plus rapide et en 1959 le record était de Mach 4.31 sans que l’on en connaisse d’ailleurs la date exacte. Pendant ce temps, la société Nord Aviation construisait l’engin Nord Véga sous la direction de M. Chaulin, pour atteindre la plus grande vitesse possible.

Le Nord Véga était un engin bi-étage en tandem construit en acier avec des joints de dilatation pour s’adapter aux contraintes thermiques des grandes vitesses. Il était conçu pour voler à mach 4,2 pendant 2 minutes avec des pointes à Mach 5. Certains exemplaires étaient munis de plan canard pour le pilotage et la stabilisation en roulis tandis que d’autres exemplaires purement balistiques en étaient dépourvus.

Le statoréacteur de 645 mm de diamètre était allumé à mach 0,9 après un décollage par booster, la séparation ayant lieu vers Mach 2. L’étage de croisière avait une longueur de 6 mètres et une masse de 900 kg dont 650 kg de combustible ce qui en faisait un très gros engin par rapport à ses prédécesseurs.

Les essais en vol débutèrent en octobre 1959 à Hammaguir en Algérie avec une série de 17 tirs qui permirent d’atteindre une portée de 400 km et une altitude de 25 000 mètres. Le 10 octobre 1961, le Nord Véga atteignit une vitesse de plus de Mach 4,3 et reprit au X-7 le record de vitesse.

C’est tout du moins ce que l’on croyait encore récemment puisqu’il semblerait que le Stataltex de l’ONERA avait déjà atteint au moins la vitesse de Mach 4,86 en décembre 1960 ! Le but du Stataltex était, comme le Véga, l’étude du vol à Mach 4/5, début du domaine hypersonique et limite d’utilisation des statoréacteurs à combustion subsonique. Le Stataltex était une fusée à deux étages en tandem dont le premier était le très puissant booster SEPR 738 Stromboli (un dérivé du SEPR 732 équipant le SE 4400).

Ce booster avait une masse de 1360 kg, dont 930 kg de Plastolite, et fonctionnait pendant 20 secondes. Le deuxième étage d’une masse de 265 kg (dont 50 litres de kérosène) comportait naturellement un statoréacteur de l’ONERA de 372 mm de diamètre. Il était séparé du premier étage à environ Mach 3,4 et fonctionnait pendant une cinquantaine de seconde jusqu’à Mach 5.

Le premier lancement eu lieu le 28 novembre 1960 (certaines sources citent une date en novembre 1961 !?!) sous la direction de R. Marguet mais fut un semi-échec en raison d’une rupture mécanique provoqué par l’absence de protection thermique pour la tuyère d’éjection. La vitesse atteinte fut tout de même de Mach 4,21 à la 32ième seconde au moment de la rupture.

Le deuxième Stataltex décolla le 7 décembre 1960 et dépassa Mach 4,86 à la 46ième seconde du vol. La télémétrie fut ensuite perdue avec la fusée qui continua son vol et atteignit certainement les Mach 5 à la 50ième seconde de vol comme c’était prévu. Le 10ième et dernier Stataltex fut lancé le 9 juillet 1962 et l’ONERA détenait le record absolu de vitesse pour un véhicule aérobie pour de nombreuses années !

Les performances exceptionnelles du Stataltex s’expliquaient par un système de propulsion très optimisé avec une entrée d’air très efficace et une tuyère à fort taux de détente. Le statoréacteur avait une impulsion spécifique de 900 secondes et permettait à l’engin d’accélérer sous 3 g, de monter à 39 000 mètres d’altitude et de parcourir des distances de 200 kilomètres.

En URSS, la fusée V-753 atteignit bien Mach 4,8 en 1965 mais il fallut attendre 1980 et les vols du démonstrateur américain Martin-Marietta PTV pour battre le record de l’ONERA. Le PTV était un véhicule de démonstration pour l’ASALM (Advanced Strategic Air-Launched Missile), un missile stratégique aéroporté équipé d’un statoréacteur avec accélérateur à poudre intégré.

Dans ce type de statoréacteur, la partie arrière du statoréacteur est occupée par un bloc de poudre qui sert à accélérer l’engin jusqu’à la vitesse de démarrage du statoréacteur. Il semble que lors d’un des essais en vol, le PTV atteignit la vitesse record de Mach 5,5.

Comme expliqué en introduction, pour dépasser Mach 5/6, il faut utiliser un super-statoréacteur ou l'air s’écoule à vitesse supersonique dans la chambre de combustion. La grande difficulté est que le carburant est injecté dans un flux d’air supersonique et doit brûler en quelques millièmes de secondes tout en donnant une combustion stable.

Pour cette raison, diverses équipes commencèrent à tester en vol des véhicules expérimentaux à partir des années 90 ce qui permit de reprendre la course aux records. Cependant, l’objectif de ces engins n’était pas de battre le record de vitesse en tant que tel mais d’étudier le fonctionnement du statoréacteur à très grande vitesse.

Le premier de ces engins était le Kholod, un véhicule russe équipé du tout premier super-statoréacteur à avoir été testé en vol. Le Kholod avait un super-statoréacteur du TMKB Soyouz à hydrogène liquide et un premier étage à poudre, en fait un missile sol-air SA-5 modifié. Le Kholod mesurait 4,3 m de long pour un diamètre de 750 mm. L’hydrogène liquide (17 kg) était gazéifié lors du refroidissement de la chambre de combustion. Le poids du statoréacteur était de 595 kg.

La vitesse atteinte fut de Mach 5,75 lors d’un premier vol le 26 novembre 1991. Il a fonctionné pendant 20 secondes de Mach 3,5 à Mach 5,75 à l’altitude de 18 à 26 km. La combustion supersonique a duré 5 secondes. Puis il a fonctionné une seconde fois pendant 10 secondes à Mach 5,6 à l’altitude de 22 km. Au total, le vol a duré 120 secondes et la température de la chambre de combustion a varié de 600 à 1200 K.

Lors du second vol, mené conjointement avec une équipe française le 17 novembre 1992, l’engin a atteint Mach 5.35. Il y eut également un troisième test en mars 1995 mais ce fut un échec par suite de défaillance du super-statoréacteur qui ne put être démarré.

Le programme Kholod fut ensuite repris conjointement avec la NASA avec pour objectif d’atteindre la vitesse de Mach 6,5. Le 12 février 1998, le Kholod est lancé depuis le polygone d’essai de Sary Shagan au Kazakhstan toujours avec un SA-5 modifié. Vers la 56ième seconde de vol, l’engin atteint une vitesse de Mach 6,4+ puis poursuit son vol pendant encore une minute.

Le record suivant vient d'Australie, une nation plutôt inattendue dans le domaine du statoréacteur. Le 30 octobre 2001, une équipe de l'université du Queensland lança le Hyshot, un super-statoréacteur monté sur une puissante fusée-sonde à deux étages, la Terrier-Orion. Le mode opératoire était plutôt original puisque la fusée sonde envoyait le Hyshot hors de l'atmosphère à une altitude de 350 km.

Lors de la descente, le super-statoréacteur était allumé à 37 km d'altitude pendant environ 5 secondes. La vitesse atteinte a été de plus de Mach 7. Le record de vitesse à été repris au Hyshot par le X-43 américain en 2004 (voir chapitre sur les véhicules hypersonique).