L’industrie aérospatiale espagnole est un pas de plus vers un nouveau moteur. La société barcelonaise Pangea vient d’annoncer avoir terminé avec succès une phase de tests de plusieurs composants et sous-systèmes de son moteur-fusée ARCOS. Les expériences ont été réalisées dans les installations de l’Agence spatiale allemande et représentent une grande avancée dans le développement d’un type de technologie visant à « révolutionner la manière d’accéder, d’entrer et de revenir de l’espace », a-t-il expliqué.
Les différents examens réalisés par l’entreprise se sont concentrés sur différents composants du moteur ARCOS lui-même dans le but « de valider certaines technologies de propulsion innovantes, dont beaucoup sont pionnières dans l’industrie aérospatiale européenne ». Il ARCOS est une hélice de type aerospikeun format qui n’a rien à voir avec les moteurs de fusée traditionnels et qui se veut une alternative plus efficace et plus écologique.
Les ingénieurs envoyés en Allemagne ont pu ratifier la conception des chambres de combustion qui entraînera le moteur, l’une des pièces les plus délicates. Ils sont construits par fabrication additive – impression 3D – et fonctionnent en mélangeant du biométhane et de l’oxygène liquide. Les molécules de ce dernier composé sont également chargées du refroidissement du moteur pendant le fonctionnement.
Essai du moteur ARCOS Pangea Aerospace
Pour ce faire, ils utilisent un projet sur lequel la NASA a travaillé il y a des décennies et que l’entreprise catalane a sauvé en appliquant la technologie moderne. « La grande complexité de ce moteur est de le refroidir »comme l’a reconnu Xavier Llairó, l’un des six co-fondateurs de Pangea, à EL ESPAÑOL – Omicrono en mars dernier.
La solution de la NASA pour la section de refroidissement était « presque un travail d’orfèvre » dans lequel les techniciens assemblaient les tuyaux et les soudaient manuellement. Le biométhane et l’oxygène doivent y circuler à -180 degrés Celsius pour refroidir la paroi d’un moteur qui, de l’autre côté, est à près de 4 000 degrés Celsius. Ils ont finalement abandonné le projet en raison des coûts exagérés qu’il engendrait.
Cependant, « la fabrication additive permet des géométries complexes pour pouvoir refroidir le moteur » sans nécessiter le savoir-faire des techniciens. Grâce à cette technologie, une précision supérieure à celle obtenue par un humain peut être obtenue et à un coût nettement inférieur. Pangea fait appel à Aenium de Valladolid, spécialisée dans l’impression 3D métal, pour résoudre cette partie complexe.
Dans cette même campagne de tests récemment achevée, également validé la conception de deux types de têtes d’injection Imprimé en 3D en une seule pièce. Dans cette section, ils ont travaillé en collaboration avec l’Agence spatiale européenne (ESA) et le Centre de développement technologique et d’innovation (CDTI) d’Espagne, dans un programme appelé ITAN dont l’objectif est de tester ce type de culasses pour moteurs aérospike.
Essai du moteur ARCOS Pangea Aerospace
La fabrication de ces injecteurs en une seule pièce est destinée à faciliter l’inspection et à nécessiter un reconditionnement minimal après utilisation en vol. Quelque chose qui, s’il était réalisé, ouvrirait la voie à la possibilité de réutilisation en tant qu’élément essentiel de la stratégie de l’entreprise.
« La combinaison de ces technologies aboutit à une solution à forte valeur ajoutée pour l’industrie aérospatiale », indiquent-ils. « Permettre à Pangea Aeroespace de proposer un moteur de fusée plus durable, hautement efficace et réutilisableaspects fondamentaux pour concevoir des solutions compétitives dans l’industrie du futur ».
Qu’est-ce qu’un aérospike ?
La grande différence entre un moteur cloche – le moteur traditionnel comme celui qu’Elon Musk utilise dans ses fusées Falcon – et un aérospike est la suivante : géométrie d’échappement de l’hélice. Dans le premier modèle, ces gaz sont restreints par la buse cloche quelle que soit la pression extérieure ; Cela a pour conséquence qu’ils ne peuvent être conçus pour fonctionner correctement que dans une plage d’altitudes très étroite où la sortie du jet des gaz est aussi droite que possible. C’est là qu’il réalise les plus grandes performances.
Au niveau de la mer, par exemple, la pression atmosphérique rétrécit trop la sortie des gaz, perdant ainsi les performances du boost et pouvant même détruire le moteur à cause des ondes de choc générées. En revanche, dans l’espace, les gaz d’échappement seront beaucoup moins confinés et, là encore, le fonctionnement ne sera pas optimal.
Un moteur aerospike inverse la géométrie en intégrant une sortie d’échappement complètement ouverte. Cela garantit que la propulsion n’est pas conditionnée par la tuyère et que c’est la pression externe qui conditionne les gaz de propulsion. Cela améliore la propulsion de l’ensemble de la fusée en utilisant uniquement du méthane et de l’oxygène.
L’oxygène et le méthane sont deux molécules largement disponibles et peu coûteuses à obtenir. De plus, cette seconde peut être obtenue de manière écologique. Ce n’est pas le cas du carburant RP-1 qui est habituellement utilisé dans la plupart des propulseurs de cloche traditionnels et qui est un dérivé du pétrole, similaire au kérosène.
Au siège de l’entreprise à Barcelone – ils en ont un autre à Toulouse, en France – ils réalisent tout le développement technologique de la fusée aerospike et c’est également là qu’ils effectuent les tests. La première création de Pangea fut le moteur P1 et servit de base au développement de l’Archos, qui promet d’être le premier moteur aérospike de l’histoire.
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