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Pour en savoir plus : moteurs à propergol solides

Corps du propulseur :

Le corps d'un propulseur à poudre est formé d'un certain nombre de viroles en acier, assemblés en segments par des pions
Sur les petits propulseurs à poudre le corps peut être constitué d'une fine enveloppe métallique (liner) renforcée par un bobinage Kevlar/époxy : moteur d'apogée Mage (SNECMA).

Chargement :

Le chargement en propergol est effectué en place par coulée sous vide autour de noyaux, formant ainsi des blocs évidés au centre. Après cuisson, l'homogénéité des blocs est vérifiée par contrôle non destructif.

Bloc de poudre (Photo Europropulsion)

Protection thermique :

Une protection thermique en élastomère est placée par collage entre les pains de poudre et la paroi du segment de propulseur. Elle protège la structure des gaz de combustion pendant le fonctionnement.

 

Etanchéité inter segments (gros propulseurs). L'étanchéité aux gaz de combustion -3000°C/60 bars- est assurée par des chicanes munies de joints toriques protégés par des cordons de mastic. L'accident de la navette Challenger (28:01:1986) est dû à la défaillance d'un joint torique, le mastic de protection n'ayant pas joué son rôle à cause du froid ambiant. Le joint a brûlé sous l'action des gaz de combustion, laissant échapper du corps un jet de flammes. Ce jet a rompu l'une des attaches du propulseur, qui a alors heurté le réservoir de la navette et provoqué l'explosion finale.

Coupe joint EAP Ariane V (Photo G.Thésée)

 

Tuyère : Pour créer la poussée, la tuyère débite des gaz à haute température sans possibilité de refroidissement. Les contraintes et l'érosion y sont intenses. Sur les EAP d'Ariane V, le col est en composite carbone/carbone avec un divergent carbone/phénolique. Sur certains propulseurs à poudre, la tuyère est mobile grâce à des butées flexibles mues par des servo vérins. On oriente ainsi le vecteur poussée pour contribuer au  guidage du lanceur.

Tuyère EAP Ariane V

Loi de poussée :

On peut préétablir la poussée délivrée en jouant lors de la fabrication sur la section du vide central du pain de  poudre. La vitesse de combustion étant constante, les variations de section correspondent à des variations de la poussée, que l'on adapte ainsi à chaque phase du lancement.

	Lois de poussée en fonction du temps

 

Allumeur :

Les blocs de poudre ne peuvent être mis à feu vers 300°C que par un allumeur. Celui-ci est constitué comme un petit propulseur, initié par une charge pyrotechnique. Placé au sommet du corps du MPS, il comporte une enveloppe en acier pourvue de tuyères délivrant des gaz à 3000°C. L'allumage s'effectue ainsi sur toute la surface interne du propergol.

Fonctionnement :

Une fois mis à feu, le moteur à propergol solide ne peut plus être éteint. Lors d'un lancement, on procède donc d'abord à l'allumage des moteurs à propergols liquides, puis, si le fonctionnement est nominal, on effectue à la mise  à feu des MPS d'appoint.
Leur fonctionnement est assez bref : 130 secondes pour Ariane V. Ils sont bien adaptés au fonctionnement atmosphérique lors du lancement.
A l'issue de leur fonctionnement les propulseurs d'appoint sont largués pour retomber dans une zone sécurisée.