La Russie a créé le moteur à ergols liquides le plus puissant du monde: l’histoire du RD-171MV

Les essais au feu du moteur de finition RD-171MV développé par NPO Energomash sont terminés. Il a une poussée de 806 tonnes de force - un record pour les moteurs de fusée à liquide (LRE). Par conséquent, un seul suffit pour faire fonctionner le premier étage de la prometteuse fusée Soyouz-5 d'une capacité de charge utile de 17 tonnes en LEO. Comment ce moteur a-t-il été développé ?

Ancien détenteur du record - RD-170

Il est symbolique qu'il y a exactement 42 ans, le 25 août 1980, les premiers essais de mise à feu du moteur le plus puissant de l'histoire soviétique, le RD-170, aient été effectués. Il s'agit du prédécesseur du RD-171MV, qui a subi plusieurs itérations et modifications pour revenir dans un look moderne.

Le RD-170 est un moteur-fusée à propergol liquide soviétique à quatre chambres alimenté par une paire de carburant kérosène-oxygène liquide respectueuse de l'environnement, développée par le bureau d'études Energomash pour le lanceur super lourd Energia. Son premier étage était composé de quatre boosters latéraux, créés sur la base du lanceur Zenit, ils ont donc reçu des moteurs unifiés. Le RD-171 utilisé dans les fusées Zenit est presque un frère jumeau - il ne différait du RD-170 que par la conception du pivotement de la chambre et les commandes de leur orientation.

Le RD-170/171 peut sans aucun doute être qualifié de développement historique pour l'industrie nationale des fusées et de l'espace. Avec une poussée à vide de 806 tonnes-force (tf), il s'agit toujours du moteur-fusée à propergol liquide le plus puissant au monde utilisé dans les fusées. Le projet de conception a été développé en 1976. Par rapport aux moteurs précédents, sa poussée a bondi de 5 fois et l'intensité de travail de la production de près de 10 fois. La principale caractéristique de conception du RD-170 est quatre chambres de combustion oscillant dans deux plans et deux générateurs de gaz alimentés par une turbine. La présence de quatre chambres au lieu d'une a permis d'obtenir les paramètres de fonctionnement de chaque chambre pour une poussée d'environ 200 tf, les rapprochant de la plage déjà maîtrisée sur les moteurs précédents (150 tf).

Le RD-170 n'a été utilisé que deux fois dans le cadre du lanceur Energia, lançant le vaisseau spatial expérimental Polyous et le vaisseau spatial réutilisable Bourane en 1988. Mais déjà dans la version RD-171 et sa modification ultérieure RD-171M, il a volé trois décennies dans lanceurs de la famille Zenit. Y compris dans le cadre du programme Sea Launch. Malgré toute sa puissance, le moteur s'est avéré économique et fiable, de plus adapté à une utilisation réutilisable.

« Moitiés » et « quarts »

Dans les années 1990 la pleine puissance du RD-170/171 n'était utilisée que dans les Zénit. Mais le potentiel de conception inhérent au modèle a permis de développer toute une gamme de moteurs de fusée pour les transporteurs de différentes classes.

Tout d'abord, un puissant moteur à quatre chambres a été divisé en deux, devevant le RD-180 ou "moitié", à deux chambres de combustion. D'une poussée de 423 tf (dans le vide), il assurait le fonctionnement du premier étage des lanceurs moyens Atlas III. Et maintenant, il est utilisé sans accident depuis vingt ans sur Atlas V. Avant même le début de l'échange des sanctions, l'ULA américaine a acheté ces moteurs avec une marge pour les lancements futurs.

Ensuite, la "moitié" a été divisée à nouveau, recevant le RD-191 ou "quart". La poussée de ce moteur à chambre unique est de plus de 200 tonnes de force dans le vide, et sur sa base, des modules de fusée universels (URM) sont construits pour la famille de lanceurs Angara. Fait intéressant, les premiers essais en vol du RD-191 ont eu lieu dans le cadre de la première étape du lanceur coréen Naro-1 en 2009. La Russie a aidé à sa création. NPO Energomash développe maintenant le RD-191M, une version 10 à 15% plus puissante de ce moteur à chambre unique pour le lanceur à charge utile accrue Angara-A5M.

Cela vaut la peine de parler de deux autres moteurs à chambre unique de la famille. Il s'agit du RD-193 - une version simplifiée du RD-191, qui se distingue par l'absence d'unité de pivotement de chambre de combustion et d'éléments structurels associés, ce qui a permis de réduire son poids de 300 kg. Il pourrait être utilisé dans le premier étage du lanceur léger Soyouz-2.1v après épuisement du stock de NK-33A utilisé actuellement. Modification d'exportation avec une unité à bascule - le modèle RD-181 a été utilisé aux États-Unis comme moteurs du premier étage de la fusée Antares. Il est notamment connu comme un transporteur qui lance des cargos Cygnus en orbite pour ravitailler l'ISS. Après les sanctions mutuelles, ses livraisons ont été stoppées, la partie américaine dispose d'un approvisionnement en moteurs pour deux lancements.

Héritier du chef

Le développement de l'industrie spatiale a montré qu'il fallait un lanceur intermédiaire, qui occupe une position intermédiaire en termes de capacité d'emport entre la famille Soyouz-2 de taille moyenne et la classe lourde Angara. Soyouz-5 est devenu un lanceur de transition prometteur. L'une de ses caractéristiques est la capacité de s'adapter au lancement depuis Sea Launch. La base de son premier étage sera le RD-171MV avec une poussée de 806 tf.

Le chemin de 42 ans n'a pas été vain. La Russie a reçu un moteur de fusée économique et efficace. Et il est à nouveau le moteur de fusée liquide le plus puissant.

Source et crédits graphiques: Roscosmos