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10.01.2012 - Propulsion spatiale

Une nouvelle technologie d’injecteurs pour la combustion oxygène liquide/méthane liquide

Une première à l'Onera : la réussite du test d'un injecteur d’une technologie nouvelle en Europe - un double « Swirl » alimenté en oxygène liquide / méthane liquide. Cette avancée technologique a été mise en oeuvre sur le banc cryotechnique Mascotte de l'Onera situé à Palaiseau (octobre 2011).

Combustion LOX/LCH4 - Image instantanée (temps de pose 1/16000)
Combustion LOX/LCH4 - Image instantanée (temps de pose 1/16000)

Pour les moteurs cryotechniques, le remplacement de l'Hydrogène liquide par le Méthane liquide présente des avantages certains, liés surtout à sa température de condensation nettement plus élevée, proche de celle de l'ergol associé - l'Oxygène (100 K contre 20 K environ dans les conditions du moteur), ce qui facilite la mise en œuvre. Sa densité supérieure est également un atout puisqu'elle permet de réduire significativement la taille du réservoir.

Le double swirl est une technique consistant à mettre en rotation les sprays d'ergols afin d'en optimiser le mélange pour la combustion.

L'enjeu est celui de la réduction du coût des lancements spatiaux du fait notamment d'une réduction du volume de réservoir, d'une technologie cryotechnique simplifiée et d'un processus de remplissage facilité.

De tels moteurs, destinés à la propulsion spatiale (dernier étage de lanceur, changement d'orbite), n'ont encore jamais été réalisés et éprouvés en situation opérationnelles.

Cet injecteur est un candidat potentiel pour équiper une chambre de combustion de type moteur-fusée, fonctionnant à 10 bar. Il a été conçu et fabriqué par l'Onera en collaboration étroite avec DLR, Snecma, EADS Astrium, ses partenaires pour cette activité dans le cadre du programme européen ISP-1 (In space Propulsion) .