L’utilisation des matériaux composites dans les systèmes de propulsion

Le Keldysh Center (qui fait partie de la Roscosmos) a introduit le concept d'une tuyère réglable en matériaux composites dans la conception d'un moteur de fusée, dans lequel un schéma avec un contour de tuyère rompu a été appliqué. L'utilisation de matériaux composites carbone-céramique dans les tuyères réglables et leurs systèmes coulissants permet de réduire le poids de la structure de 1,5 à 2 fois, de fournir une large gamme de contrôle de la poussée du moteur, et également d'étendre la plage de température des éléments de la buse à 2000 K et plus.

L'utilisation de cette solution technique permettra d'optimiser les caractéristiques flux-traction et altitude-vitesse du moteur, ainsi que d'augmenter son efficacité dans tous les modes de fonctionnement lorsque le produit se déplace sur une trajectoire complexe. L'étape suivante du développement technologique a été les tests de la tuyère réglable en matériaux composites sur le stand expérimental, qui ont été réalisés avec succès au centre de Keldysh. Ils ont confirmé l'efficacité du prototype fendu (en "pétale") de la buse, y compris le système razdvizhki et les volets en matériaux composites à une température supérieure à 1700 K et un flux thermique supérieur à 6 MW/m ² .

L’utilisation de matériaux composites structuraux non métalliques dans les systèmes de propulsion est l’une des directions importantes de l’amélioration de la technologie des fusées et de l’espace. Son développement actif est dû à la combinaison unique des propriétés physico-mécaniques des matériaux composites avec leur densité relativement faible et à une augmentation significative du niveau des paramètres de fonctionnement des alimentations utilisées dans les derniers avions.

Une tuyère réglable en matériaux composites sera exposée sur le stand du Keldysh Center lors du Forum international Army 2020.

[Cette percée dans le domaine des tuyères réglables semble importante: on sait que selon l'altitude (c'est-à-dire la présence ou non de l'atmosphère) la forme et la longueur des tuyères doivent être adaptées pour une efficacité maximale des moteurs. Cela veut dire qu'un même moteur ne peut être aussi efficace sur un premier étage de fusée que sur un second. Jusqu'ici la solution trouvée mais peu ou pas appliquée était de réaliser une extension de la tuyère et la faire glisser (pour allonger le tout) à un certain moment du vol. Une solution difficile à mettre en œuvre. Il semble que la solution "en pétale" (une tuyère fendue) puisse résoudre le problème. Il sera intéressant de voir l'exemplaire présenté à l'exposition Army 2020, en particulier la disposition des pétales.]

Source et crédit photographique: Centre Keldysh/Roscosmos