Un simulateur expérimental pour tester les systèmes de propulsion

La propulsion est essentielle dans le secteur spatial
12 mars 2014

La première mise à feu statique d’un simulateur expérimental permettant de mesurer les oscillations de pression dans des moteurs à propergol solide a eu lieu ce 11 mars 2014 au centre d’essais de la Direction Générale de l’Armement (DGA) situé à Saint Jean d’Illiac, dans le Sud-Ouest de la France.

Le contrôle de ces oscillations est un aspect critique pour la conception des moteurs de fusées utilisant un propergol solide. 

Le succès de ce premier essai ouvre la voie à la production et à l’étude d’oscillations contrôlées afin d’en comprendre les mécanismes physiques sous-jacents. L’objectif est de réduire considérablement les incidences des oscillations de poussée dans les futurs moteurs.

ODP-X, le démonstrateur expérimental des oscillations de pression

Le démonstrateur ODP-X (Oscillations De Pression eXpérimental) est le fruit d’une coopération entre le Programme préparatoire des lanceurs futurs (FLPP) de l’ESA  et le CNES, l’Agence spatiale française. 

Ce simulateur a été conçu et construit par le maître d’œuvre Europropulsion avec ses partenaires Herakles et Avio SpA, et c’est la Direction Générale de l’Armement qui est responsable des opérations et du test.

L’incidence des oscillations de pression représente un faible pourcentage de la poussée globale du moteur mais leur prise en compte peut avoir un impact majeur sur la conception des composants du moteur, la structure du véhicule, l’avionique et la charge utile.

Premier essai à feu du démonstrateur ODP-X

Le test qui a eu lieu le 11 mars a simulé la mise à feu des propulseurs d’Ariane 5 à l’échelle 2:9. Il a duré 28 secondes à une pression de 65 bars. Les données récoltées aideront à valider les outils de modélisation numérique permettant de maîtriser le phénomène. 

Le démonstrateur ODP-X comprend 263 capteurs ; il mesure 6 mètres de long, 70 centimètres de diamètre et peut contenir 2700 kg de propergol solide. Ses cylindres métalliques et ses dômes, modulaires, peuvent être assemblés de différentes manières. Les composants de l’enveloppe, réalisés en acier à haute résistance, pèsent au total près de quatre tonnes et sont conçus pour pouvoir être réutilisés trente fois. 

L’approche modulaire adoptée va permettre de tester des configurations multiples et des technologies innovantes de manière représentative. Certains des concepts envisagés pour Ariane 6 seront testés dans ce simulateur. 

Le Programme préparatoire des lanceurs futurs a été mis en place par l’ESA en 2003 pour anticiper les besoins liés au développement de technologies destinées aux lanceurs, qu’il s’agisse d’Ariane, de Vega ou de lanceurs futurs. 

Pour faire progresser les technologies utilisées par les lanceurs, différentes technologies sont associées puis finalement testées au moyen de grands démonstrateurs intégrés. Le FLPP permet de passer du concept au prototype, ce qui accélère la maturation technologique et réduit les risques. 

Il est important d’améliorer les techniques de propulsion pour maintenir et étendre notre accès à l’espace. Une vitesse extrême est nécessaire pour toute mise sur orbite, de même qu’une poussée contrôlée avec précision pour une mise à poste précise. Sans technologies de propulsion, les missions sont clouées au sol. 

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