Les moteurs de Ariane 5 | ||
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Dans de très nombreux
domaines de notre société, l'encombrement des satellites et leur masse ne
font qu'augmenter. Par conséquent, les lanceurs spatiaux doivent évoluer
dans les même proportions. C'est ainsi que le nouveau lanceur d'Arian Espace,
Ariane V, a été conçu dans une idée de performance mais aussi de fiabilité
et de rentabilité. Ariane est équipée de 3 moteurs : -2 moteurs à propulsion solide : moteurs de l'Etage d'Accélération à Poudre ( EAP ) ; -1 moteur : Le moteur Vulcain de l'Etage Principal Cryotechnique ( EPC - Vulcain ). |
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Nous allons voir la structure et le fonctionnement des 3 moteurs à propulsions utilisés sur la fusée Ariane V. |
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1 ) Le moteur Vulcain : |
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2 ) Les moteurs à propulsions solides:
Les Etages Accélérateurs à Poudre sont aux nombres de deux. Ils ont la forme de deux énormes cylindres
terminés par une tuyère. Également dénommés boosters, leur utilisation n'est effective que lors de la
première phase du vol, c'est à dire le décollage. Pendant cette courte période d'utilisation, ils vont
fournir quelques 90 % de la poussée nécessaire en consommant les 237.7 tonnes de carburant solide contenus
dans ces réservoirs de près de 30 mètres de haut.
Les EAP sont composés de trois segments chacun fabriqués en des lieux différents : |
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II° Le fonctionnement |
1 ) Le moteur Vulcain: Le moteur vulcain assure la propulsion de l'E.P.C.. Pour cela, il utilise comme carburant de l'ergol, plus particulièrement il consomme un mélange de di-oxygène et de di-hydrogène stockés à très basses températures , c'est pour cela que l'étage principal est dit cryotechnique car la température de stockage du di-oxygène et du di-hydrogène est respectivement de : -253 et -183 degrés. La réaction résultant du mélange du mélange est la suivante : 1/2 O2 + H2 = H2O Le moteur Vulcain consomme deux fois plus de di-Hydrogène que de di-Oxygène pour sa propulsion. Cette Propulsion est dite non polluante car la combustion rejette seulement de l'eau sous forme gazeuse. La vitesse de ces mêmes gaz à la sortie de la tuyère est de l'ordre de 4 km/s soit 14400 km/h. Ces chiffres très impressionnants peuvent être attribués à la puissance d'injection des gaz dans la chambre de combustion. En effet deux turbopompes de 33000 tr/min et de 13000 tr/min injectent à très haute pression les constituants du mélange explosif. On a sur le schéma de fonctionnement du Vulcain : en rouge, di-hydrogène liquide aspiré par la turbo-pompe pour alimenter la chambre de combustion secondaire destinée à produire les gaz pour les turbines, pour refroidir la tuyère, et pour d'alimenter la chambre de combustion principale. En jaune on a le chemin du di-oxygène qui alimente la chambre de combustion secondaire et la chambre de combustion principale. Notons également que ce n'est qu'après son allumage et sa vérification que le décollage de la fusée est autorisé, c'est donc un élément primordial de la fusée. |
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2 ) Les moteurs à propulsions solides: Le principe de fonctionnement des accélérateurs à poudre est assez
basique d'un point de vue général. Il s agit d'une combustion contrôlée d'un carburant solide allant du centre
vers le bord conduisant à la libération d'une très grande quantité de gaz qui sert à la propulsion. |
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