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Moteur-fusée alimenté par pressurisation des réservoirs

moteur-fusée à ergols liquides dans laquelle un gaz inerte maintient une pression importante dans les réservoirs pour alimenter la chambre de combustion

La pressurisation des réservoirs est une configuration moteur-fusée à ergols liquides dans laquelle un gaz inerte, généralement de l'hélium ou de l'azote, maintient une pression importante dans les réservoirs à ergols pour alimenter la chambre de combustion[1]. La pression dans les réservoirs doit dépasser celle dans la chambre de combustion, ce qui impose que les réservoirs aient des parois suffisamment épaisses, et donc lourdes, pour résister à cette pression[2].

Schéma d'un moteur-fusée alimenté par pressurisation des réservoirs.

Il s'agit de la plus simple des configurations de moteurs-fusées à ergols liquides, ne nécessitant pas de turbopompes. Elle permet d'obtenir des moteurs particulièrement fiables, mais à la poussée modeste et au rendement faible[1].

Utilisation

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AJ10-118K sur le deuxième étage d'une Delta II.

Les systèmes de contrôle d'attitude et les propulseurs pour les manœuvres orbitales utilisent quasi exclusivement des moteurs alimentés par pressurisation des réservoirs. On peut citer le AJ-10-190 brûlant le couple peroxyde d'azote / Aérozine 50 et équipant les deux OMS (Orbital Maneuvering System) de la navette spatiale américaine[3].

Certains lanceurs disposent également d'un étage supérieur utilisant de tels moteurs, comme le AJ-10-118K propulsant le second étage Delta-K (en) du lanceur Delta II, le Kestrel conçu par SpaceX pour équiper le second étage de son lanceur léger Falcon 1, désormais retiré[4], ou encore le moteur ukrainien RD-843 propulsant l'étage supérieur AVUM du lanceur européen Vega[5].

Tableau comparatif de moteurs-fusées alimentés par pressurisation des réservoirs
Moteur Pays Constructeur Utilisation Ergols Poussée

(dans le vide)

Isp (dans le vide) Masse Premier vol
Aestus   Europe DASA Ariane 5 (G, G+, GS, ES) N2O4 / MMH 30 kN 324 s 111 kg 1997 [6]
AJ-10-190   États-Unis Aerojet Navette spatiale américaine N2O4 / Aérozine 50 26,7 kN 313 s 138 kg 1981 [7]
Astris   Europe ERNO, MBB Europa N2O4 / Aérozine 50 23,3 kN 310 s 68 kg 1968 [8]
Kestrel   États-Unis SpaceX Falcon 1 RP-1 / LOX 31 kN 317 s 52 kg 2006 [4]
RD-843   Ukraine Ioujmach Vega, Vega C N2O4 / UDMH 2,45 kN 315,5 s 15,93 kg 2012 [5]

Notes et références

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  1. ↑ a et b (en) James L. Cannon, Propulsion Systems Department, NASA George C. Marshall Space Flight Center, « Liquid Propulsion: Propellant Feed System Design » [PDF] (consulté le )
  2. ↑ (en) Shyama Chakroborty et Thomas P. Bauer, « Using Pressure-Fed Propulsion Technology to Lower Space Transportation Costs » [PDF], (consulté le )
  3. ↑ (en) « Orbital Maneuvering System », sur science.ksc.nasa.gov (consulté le )
  4. ↑ a et b (en) SpaceX, « Falcon 1 Launch Vehicle - Payload User’s Guide » [PDF],
  5. ↑ a et b (en-US) Yuzhmash, « Liquid rocket engine RD-843 – Production Association Yuzhny Mashinbuilding Plant » (consulté le )
  6. ↑ (en) Astrium, Datasheet of the AESTUS upper-stage engine of Ariane 5, (lire en ligne)
  7. ↑ (en) « OME », sur www.astronautix.com (consulté le )
  8. ↑ (en) « Astris engine », sur www.astronautix.com (consulté le )
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