Moteurs de fusée solides et liquides

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Les missiles en tant que type d'armement existent depuis très longtemps. Les pionniers en la matière furent les Chinois, comme le mentionne l'hymne du Céleste Empire au début du XIXe siècle. "L'éblouissement rouge des fusées" - c'est ainsi qu'il est chanté. Ils étaient chargés de poudre à canon, inventée, comme vous le savez, dans la même Chine. Mais pour que les «reflets rouges» brillent et que des flèches enflammées tombent sur la tête des ennemis, des moteurs de fusée étaient nécessaires, bien que les plus simples. Tout le monde sait que la poudre à canon explose et que le vol nécessite une combustion intense avec dégagement de gaz dirigé. La composition du carburant a donc dû être modifiée. Alors que les explosifs conventionnels contiennent 75 % de nitrate, 15 % de carbone et 10 % de soufre, les moteurs de fusée contiennent 72 % de nitrate, 24 % de carbone et 4 % de soufre.

Les fusées et propulseurs modernes à propergol solide utilisent des mélanges plus complexes comme carburant, mais le principe reste le même, l'ancien chinois. Ses mérites sont indéniables. Il s'agit de la simplicité, de la fiabilité, de la rapidité d'amorçage, du bon marché relatif et de la facilité d'utilisation. Pour que le projectile démarre, il suffit d'enflammer le mélange combustible solide, de fournir un flux d'air - et c'est tout, il a volé.

Cependant, il y aune technologie aussi éprouvée et fiable a ses inconvénients. Premièrement, après avoir initié la combustion du carburant, il n'est plus possible de l'arrêter, ainsi que de changer le mode de combustion. Deuxièmement, l'oxygène est nécessaire, et dans des conditions d'espace raréfié ou sans air, ce n'est pas le cas. Troisièmement, la gravure se poursuit encore trop rapidement.

La solution que les scientifiques de nombreux pays recherchaient depuis de nombreuses années a enfin été trouvée. Le Dr Robert Goddard a testé le premier moteur-fusée à propergol liquide en 1926. Il a utilisé de l'essence mélangée à de l'oxygène liquide comme carburant. Pour que le système fonctionne de manière fiable pendant au moins deux secondes et demie, Goddard a dû résoudre un certain nombre de problèmes techniques liés au pompage des réactifs, au système de refroidissement et aux mécanismes de direction.

Le principe selon lequel tous les moteurs de fusée à liquide sont construits est extrêmement simple. Il y a deux réservoirs à l'intérieur du boîtier. De l'un d'eux, à travers la tête de mélange, le comburant est introduit dans la chambre de décomposition, où, en présence d'un catalyseur, le carburant provenant du deuxième réservoir passe à l'état gazeux. Une réaction de combustion se produit, les gaz chauds traversent d'abord la zone subsonique rétrécie de la tuyère, puis la zone supersonique en expansion, où le carburant est également fourni. En réalité, tout est beaucoup plus compliqué, la buse nécessite un refroidissement et les modes d'alimentation nécessitent une grande stabilité. Les moteurs de fusée modernes peuvent être alimentés à l'hydrogène, le comburant est l'oxygène. Ce mélange est extrêmement explosif, et la moindre violation du fonctionnement de tout systèmeconduit à un accident ou à une catastrophe. Les composants du carburant peuvent également être d'autres substances non moins dangereuses:

- kérosène et oxygène liquide - ceux-ci ont été utilisés dans la première phase du programme de lanceur Saturn V dans le programme Apollo;

- l'alcool et l'oxygène liquide - étaient utilisés dans les fusées allemandes V2 et les porte-avions soviétiques "Vostok";

- tétroxyde d'azote - monométhyle - hydrazine - utilisé dans les moteurs Cassini.

Malgré la complexité de la conception, les moteurs de fusée à liquide sont le principal moyen de livraison de fret spatial. Ils sont également utilisés dans les missiles balistiques intercontinentaux. Leurs modes de fonctionnement se prêtent à une régulation précise, les technologies modernes permettent d'automatiser les processus se déroulant dans leurs unités et ensembles.

Cependant, les moteurs-fusées à propergol solide n'ont pas non plus perdu de leur importance. Ils sont utilisés dans la technologie spatiale comme auxiliaire. Leur importance est grande dans les modules de freinage et de secours.