Brevet FR2150824A1 — publié le 19730413

La présente invention concerne un moteur-fusée dont la chambre de combustion est alimentée par deux ou plus de deux réservoirs accumulateurs renfermant des ergols gazeux non hypergoliques. On observe dans la navigation spatiale une tendance nouvelle vers des moteurs-fusées de correction de position et de manoeuvres orbitales qui fonctionnent au moyen d'ergols gazeux non hypergoliques comme l'hydrogène et l'oxygène, l'un et l'autre à l'état gazeux. Dans les moteurs-fusées connus appartenant au genre annoncé, on ne mélange ces deux ergols hydrogène et oxygène que dans la chambre de combustion, ce qui entraine des temps de retard allumage notables et une grande longueur de la chambre de combustion. A cet inconvénient s'ajoute, en cas de refroidissement régénératif de la chambre de combustion par un ergol, celui d'une forte perte de pression dans les canaux de refroidissement d'une chambre aussi longue. L'invention a pour objet un moteur-fusée du genre annoncé qui soit affranchi par des moyens simples desdits inconvénients des précédents moteurs-fusées de même genre tout en présentant les avantages d'une structure claire, d'une réalisation peu coûteuse et d'un fonctionnement sûr. Ce moteur- fusée est caractérisé par le fait qu'entre les réservoirs b ergols gazeux non hypergoliques et la chambre de combustion est intercalée en construction séparée une chambre de mélange et approvisionnement reliée à ladite chambre de combustion par une canalisation obturable. Ces mesures de construction facilement applicables ont de multiples conséquences avantageuses parmi lesquelles a) des dimensions axiales relativement faibles de la chambre de combustion par suite de la réalisation du mélange hors de celle-ci b) du fait de l'introduction, dans la chambre de combustion d'un mélange déjà prêt, des temps de retard d'allumage raccourcis qui, sans nuire à la sûreté du fonctionnement, permettent une réduction supplémentaire des dimensions axiales de ladite chambre de combustion et contribuent aussi à l'aptitude remarquable du moteur-fusée selon l'invention au fonctionnement pulsatoire c) une diminution de surface, comme de longueur, de la chambre de combustion et par conséquent aussi, en cas de refroidissement régénératif, une réduction correspondante des pertes de pression dans les canaux de refroidissement. Si l'on utilise comme fluide de refroidissement un des ergols, comme c'est généralement le cas, et si lesdits ergols sont accumulés dans des réservoirs sous pression afin d'assurer un allumage du moteur-fusée à l'état d'apesanteur, l'avantage d'une faible perte de pression dans les canaux de refroidissement autorise de moindres pressions d'accumulation et par conséquent une construction plus légère des réservoirs correspondants. Un autre avantage, surtout poule fonctionnetent pulsatoire, réside dans le fait que la chambre comprise entre les réservoirs accu:'ulateurs des ergols gazeux non hypergoliques et la chambre de combustion ne sert pas seulement à la formation du mélange, mais est établie en mEme t.aps de façon à stocker une quantité définie de celui-ci. Il est à remarquer enfin que, quel que soit le noibre des ergols utilisés, la chambre de combustion est alimentée par une seule canalisation obturable, à savoir celle qui vient de la chambre de mélange et approvisionnement. Par rapport aux moteurs-fusées connus de mEme genre, dans lesquels on compte autant de telles canalisations que d'9rgols, c'est lb une importante simplification de construction qui donne une plus grande suret4 Suivant une autre particularité avantageuse, le mélange d'ergols gazeux non hypergoliques amené par la canalisation obturable de la chambre de mélange et approvisionnement peut être introduite dans la chambre de combustion à travers une plaque poreuse.Une telle plaque assure une bonne répartition du mélange dans la section de la chambre de combustion et constitue en outre une sécurité contre les retours de flamme. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé. La figure unique de ce dessin représente de façon trs si.- plifiée un moteur-fusée 1 dont la chambre de combustion 2, à refroidissement régénératif, est établie pour le fonctionnement avec des ergols gazeux non hypergoliques, par exemple avec de l'hydrogène et de l'oxygène, l'un et l'autre à l'état gazeux. L'hydrogène et l'oxygène sont accumulés sous pression dans des réservoirs 3 et 4 conçus en conséquence, Une canalisation 5 munie d'une soupape réductrice de pression 6 ou d'un organe analogue mène du réservoir doxygbne 3 à la buse extérieure 7 d'un mélangeur double 9. L'hydrogène parvient de son réservoir accumulateur 4 à la buse centrale 8 de ce même mdlangeur 9 à travers une première canalisation 10 également munie d'une soupape réductrice de pression 11, puis les canaux de refroidissement 12 ménagés dans la paroi de la chambre de combustion et enfin une autre canalisation 13. Les deux buses coaxiales 7, 8 du mélangeur 9 débouchent dans une chambre de mélange 14 agencée de façon à être en même temps capable de stocker une quantité définie du mélange d'ergols qui se forme. De lb, une canalisation d'alimentation 16 obturable par une soupape 15 ou par un organe analogue mène à une chambre de distribution 17 occupant.la partie avant de la chaibre de combustion 2 et séparée de la chambre de réaction proprement dite, renfermant les dispositifs d' allumage, par une plaque poreuse 18. R E VE No I C~A T I O N S 1. Moteur-fusée à chambre de combustion alimentée par deux ou plus de deux réservoirs accumulateurs renfermant des ergols gazeux non flypergo- liques caractérisé pai le fait qu'entre les réservoirs accumulateurs d'ergols gazeux non hypergoliques et la chambre de combustion est intercalée en construction séparée une chambre de mélange et approvisionnement reliée à ladite chambre de combustion par une canalisation obturable. 2. Moteur-fusée selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le mélange d'ergols gazeux non hypergoliques amené par la canalisation obturable de la chambre de mélange et approvisionnement est introduit dans la chambre de combustion à travers une plaque poreuse.