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fusée monoétage « Cora » sont prévus pour la mi-octobre (tirs G-1 et G-2 depuis Hammaguir). Une seconde campagne (G-3 et peut-être G-4) est prévue pour début 1967 depuis le CEL (« Aviation Magazine N° 430 », page 15). ... Connaissance de l’ESPACE ... On sait que la propulsion chimique consiste à utiliser la force de réaction résultant de l’éjection par détente à travers une tuyère des produits provenant de la combustion de substances placées à bord de l’engin et appelées propergols. Les systèmes chimiques utilisables comme propergols, doivent donc être recherchés parmi les couples d'oxydants et de réducteurs susceptibles de fournir une grande quantité de gaz, en libérant une forte énergie. L’acide nitrique et le kérosène répondent à ces conditions et constituent donc des propergols qui peuvent être mis en œuvre dans les fusées à liquides qui ont déjà été décrites. Mais certains oxydants solides (nitrates, perchlorates, etc.), sont susceptibles d’être associés à des combustibles également solides (le soufre, le charbon ou une matière organique) pour donner des systèmes réactifs répondant aussi à ces conditions. Il est donc possible de concevoir un propergol formé par l’association de tels produits. Cependant, comme la réaction de combustion ne saurait se décliner sans assurer le contact entre les deux phases oxydante et réductrice, et que le mélange des solides n’est pas une opération aussi facile que celui des liquides, ces produits ne pourront être utilisés dans les fusées que sous forme de mélanges réalisés d’avance, dans lesquels, évidemment, la réaction ne doit pas se produire à la température ambiante. Ces mélanges qui se présentent sous forme solide constituent des propergols solides. Mais on peut aller plus loin et remplacer la simple juxtaposition physique d’un oxydant et d’un réducteur distinct par une association chimique résultant de la réaction limitée d’un oxydant (l’acide nitrique par exemple) sur un réducteur (la cellulose par exemple) qui fournit un produit dont la molécule renferme des parties combustibles et des parties carburantes et qui est susceptible de brûler sur lui-même. D’une façon générale, on peut donc définir un propergol solide, comme un corps pur ou un mélange de
sans assurer le contact entre les deux phases oxydante et réductrice, et que le mélange des solides n’est pas une opération aussi facile que celui des liquides, ces produits ne pourront être utilisés dans les fusées que sous forme de mélanges réalisés d’avance, dans lesquels, évidemment, la réaction ne doit pas se produire à la température ambiante. Ces mélanges qui se présentent sous forme solide constituent des propergols solides. Mais on peut aller plus loin et remplacer la simple juxtaposition physique d’un oxydant et d’un réducteur distinct par une association chimique résultant de la réaction limitée d’un oxydant (l’acide nitrique par exemple) sur un réducteur (la cellulose par exemple) qui fournit un produit dont la molécule renferme des parties combustibles et des parties carburantes et qui est susceptible de brûler sur lui-même. D’une façon générale, on peut donc définir un propergol solide, comme un corps pur ou un mélange de différents produits, se présentant sous la forme d’un solide chimiquement stable, à température ordinaire, dont la combustion, amorcée dans certaines conditions de température et de pression, peut s’entretenir, être progressive, continue et reproductible, et donner une grande quantité de gaz et un fort dégagement d’énergie. La poudre noire, mélange de charbon de bois, de soufre et de salpêtre (nitrate de potassium) finement divisés, constitue l'exemple le plus anciennement connu de propergol de ce type. Elle tirait son nom de sa couleur et de sa structure ... La propulsion ... Le deuxième satellite FR-1 a été lancé avec par une fusée à propergols ... et éventuellement, des dispositifs permettant d’orienter la poussée (déflecteurs de jets ou tuyères mobiles) et un dispositif d’interruption de combustion. La simplicité de ce principe est très séduisante ; elle assure une grande sûreté de fonctionnement. Cependant, il ne faut pas perdre de vue qu'elle n’est acquise qu’au prix d’exigences sévères sur les qualités demandées au propergol c’est-à-dire, en définitive, au prix d’une augmentation des difficultés de la fabrication des poudres et de la technologie des propulseurs. Principe de fonctionnement Dans une fusée à poudre, les gaz éjectés à travers la tuyère pour donner l’effet de poussée
charbon de bois, de soufre et de salpêtre (nitrate de potassium) finement divisés, constitue l'exemple le plus anciennement connu de propergol de ce type. Elle tirait son nom de sa couleur et de sa structure ... La propulsion ... Le deuxième satellite FR-1 a été lancé avec par une fusée à propergols ... et éventuellement, des dispositifs permettant d’orienter la poussée (déflecteurs de jets ou tuyères mobiles) et un dispositif d’interruption de combustion. La simplicité de ce principe est très séduisante ; elle assure une grande sûreté de fonctionnement. Cependant, il ne faut pas perdre de vue qu'elle n’est acquise qu’au prix d’exigences sévères sur les qualités demandées au propergol c’est-à-dire, en définitive, au prix d’une augmentation des difficultés de la fabrication des poudres et de la technologie des propulseurs. Principe de fonctionnement Dans une fusée à poudre, les gaz éjectés à travers la tuyère pour donner l’effet de poussée résultent donc de la combustion de la poudre. Ce phénomène de combustion est un phénomène progressif localisé en surface : on dit que les poudres brûlent par « couches parallèles ». c'est-à-dire que la surface en ignition d’un bloc se déplace parallèlement à elle-même au cours de la combustion. En fait, le processus physico-chimique par lequel la poudre est transformée en produits de combustion est très complexe : au voisinage du front de flamme la poudre se décompose en donnant naissance à des produits gazeux ou plus ou moins visqueux dont la combustion se produit dans une zone située à une certaine distance de la poudre. C’est la chaleur rayonnée par la flamme et absorbée par la matière non encore brûlée, qui entretient le phénomène. La vitesse de combustion est conventionnellement la vitesse avec laquelle la flamme progresse dans la masse. Cette caractéristique est fondamentale puisqu’il est évident que c’est elle qui conditionne le débit gazeux donné par le bloc de poudre et, par suite, croisière de longue durée de fonctionnement. De nombreux adjuvants dont la nature est jalousement tenue secrète par les fabricants, permettent d’accélérer ou de diminuer la vitesse de combustion ou de modifier l’allure de sa loi
fait, le processus physico-chimique par lequel la poudre est transformée en produits de combustion est très complexe : au voisinage du front de flamme la poudre se décompose en donnant naissance à des produits gazeux ou plus ou moins visqueux dont la combustion se produit dans une zone située à une certaine distance de la poudre. C’est la chaleur rayonnée par la flamme et absorbée par la matière non encore brûlée, qui entretient le phénomène. La vitesse de combustion est conventionnellement la vitesse avec laquelle la flamme progresse dans la masse. Cette caractéristique est fondamentale puisqu’il est évident que c’est elle qui conditionne le débit gazeux donné par le bloc de poudre et, par suite, croisière de longue durée de fonctionnement. De nombreux adjuvants dont la nature est jalousement tenue secrète par les fabricants, permettent d’accélérer ou de diminuer la vitesse de combustion ou de modifier l’allure de sa loi de variation en fonction de la pression et de la température, ce qui permet, comme nous allons le voir, d’agir sur la stabilité du régime de fonctionnement de la fusée. Considérons, en effet, un propulseur à poudre en cours de fonctionnement. La pression dans la chambre de combustion s’établit en régime à une valeur telle que le débit des gaz éjectés par la tuyère soit égal à celui fourni par la combustion du bloc, c’est-à-dire à la masse de poudre brûlée par unité de temps. Le débit de gaz qui traverse une tuyère est proportionnel à l’aire au col A et à la pression régnant dans la chambre. Le coefficient de proportionnalité est désigné sous le nom de coefficient de débit. Quant à la masse de poudre brûlée, elle est évidamment égale au produit de la surface en combustion S, par la vitesse de combustion v, et la masse spécifique de la poudre p. On aura donc en régime : C p A = p S v ou s’écrit encore : D c t C A D t v p P S cette équation montre que la pression de fonctionnement dans un propulseur à poudre est donnée par l’intersection de
régime à une valeur telle que le débit des gaz éjectés par la tuyère soit égal à celui fourni par la combustion du bloc, c’est-à-dire à la masse de poudre brûlée par unité de temps. Le débit de gaz qui traverse une tuyère est proportionnel à l’aire au col A et à la pression régnant dans la chambre. Le coefficient de proportionnalité est désigné sous le nom de coefficient de débit. Quant à la masse de poudre brûlée, elle est évidamment égale au produit de la surface en combustion S, par la vitesse de combustion v, et la masse spécifique de la poudre p. On aura donc en régime : C p A = p S v ou s’écrit encore : D c t C A D t v p P S cette équation montre que la pression de fonctionnement dans un propulseur à poudre est donnée par l’intersection de la courbe qui représente la loi de vitesse de combustion en fonction de la pression par une droite dite « droite de débit ». STABILITE DU REGIME : supposons que pour une raison quelconque la pression dépend de la température d’utilisation puisque le point représentatif du fonctionnement est déplacé de I en H lorsque la température d’utilisation passe de 20 à 40°C (graphique ci-dessous). Ce phénomène est gênant car les performances du moteur (poussée et durée) s'en trouvent évidemment altérées, et la chambre de combustion doit être construite pour résister aux pressions les plus élevées susceptibles d’être développées. La comparaison des graphiques relatifs à une poudre ordinaire et à une poudre à plateau, montre que la variation de pression résultant d’une variation de température est plus faible pour ces dernières. C’est la raison pour laquelle on les désigne quelquefois sous le nom de « poudres tous temps », GEOMETRIE DES BLOCS DE POUDRE : la différence fondamentale entre les fusées à poudre et les fusées à liquides réside dans le fait que, dans les premières, il n’est pas possible, comme on le fait dans les secondes, d’agir directement sur le débit des propergols pour régler la poussée. Ce débit dépend
I en H lorsque la température d’utilisation passe de 20 à 40°C (graphique ci-dessous). Ce phénomène est gênant car les performances du moteur (poussée et durée) s'en trouvent évidemment altérées, et la chambre de combustion doit être construite pour résister aux pressions les plus élevées susceptibles d’être développées. La comparaison des graphiques relatifs à une poudre ordinaire et à une poudre à plateau, montre que la variation de pression résultant d’une variation de température est plus faible pour ces dernières. C’est la raison pour laquelle on les désigne quelquefois sous le nom de « poudres tous temps », GEOMETRIE DES BLOCS DE POUDRE : la différence fondamentale entre les fusées à poudre et les fusées à liquides réside dans le fait que, dans les premières, il n’est pas possible, comme on le fait dans les secondes, d’agir directement sur le débit des propergols pour régler la poussée. Ce débit dépend de la surface en combustion du bloc et de la vitesse de combustion. Aussi lorsque la poudre a été choisie, il ne reste plus au constructeur comme moyen d’action que de rechercher une forme de bloc lui permettant d’obtenir une loi de variation de la surface en combustion conforme au programme de poussée désiré. Le bloc brûlant par couches parallèles, des considérations géométriques simples permettent de calculer à partir de la forme initiale l’évolution de la surface d’émission au cours de la combustion. La géométrie des surfaces de combustion est un facteur essentiel dans la conception d’un propulseur à poudre. Il y a une multitude de configurations comme nous allons le voir, les conditions de fonctionnement en régime et la poussée du moteur. Elle est de l’ordre de quelques centimètres ou quelques millimètres par seconde. La vitesse de combustion dépend de nombreux facteurs : nature et composition de la poudre, pression sous laquelle s’effectue la combustion, température initiale de la matière, conditions locales d’écoulement, etc. On s’efforce de réaliser des propellants ayant des caractéristiques de combustion parfaitement définies et reproductibles, et capables de couvrir la gamme des vitesses adaptées aux divers problèmes. On réalise des compositions à très grande vitesse
programme de poussée désiré. Le bloc brûlant par couches parallèles, des considérations géométriques simples permettent de calculer à partir de la forme initiale l’évolution de la surface d’émission au cours de la combustion. La géométrie des surfaces de combustion est un facteur essentiel dans la conception d’un propulseur à poudre. Il y a une multitude de configurations comme nous allons le voir, les conditions de fonctionnement en régime et la poussée du moteur. Elle est de l’ordre de quelques centimètres ou quelques millimètres par seconde. La vitesse de combustion dépend de nombreux facteurs : nature et composition de la poudre, pression sous laquelle s’effectue la combustion, température initiale de la matière, conditions locales d’écoulement, etc. On s’efforce de réaliser des propellants ayant des caractéristiques de combustion parfaitement définies et reproductibles, et capables de couvrir la gamme des vitesses adaptées aux divers problèmes. On réalise des compositions à très grande vitesse de combustion (25 à 30 mm/s) pour la confection de blocs donnant une forte poussée durant de faibles durées (accélérateurs et décollage) et des compositions à très faible vitesse (quelques millimètres par seconde) pour la confection des blocs de si un dans la chambre de combustion soit modifiée, augmentée par exemple, le régime sera stable si la pression a tendance à revenir vers la valeur initiale. C’est le cas si le débit de la tuyère augmente plus que la masse de poudre brûlée. On voit que le régime sera d’autant plus stable, que le point J sera plus bas, c’est-à-dire que l’augmentation de vitesse de combustion avec la pression sera plus faible. C’est une des raisons pour lesquelles on cherche à réaliser des compositions présentant une zone de pression pour laquelle la vitesse de combustion augmente peu ou même décroît lorsque la pression augmente (poudre à « plateau »). COEFFICIENT DE TEMPERATURE : la vitesse de combustion dépend aussi de la température initiale du bloc. En règle générale, elle augmente lorsque la température s’élève, la courbe de vitesse restant grossièrement parallèle à elle-même. Il en résulte que la pression de régime possibles pour une charge ; on dispose donc à
exemple, le régime sera stable si la pression a tendance à revenir vers la valeur initiale. C’est le cas si le débit de la tuyère augmente plus que la masse de poudre brûlée. On voit que le régime sera d’autant plus stable, que le point J sera plus bas, c’est-à-dire que l’augmentation de vitesse de combustion avec la pression sera plus faible. C’est une des raisons pour lesquelles on cherche à réaliser des compositions présentant une zone de pression pour laquelle la vitesse de combustion augmente peu ou même décroît lorsque la pression augmente (poudre à « plateau »). COEFFICIENT DE TEMPERATURE : la vitesse de combustion dépend aussi de la température initiale du bloc. En règle générale, elle augmente lorsque la température s’élève, la courbe de vitesse restant grossièrement parallèle à elle-même. Il en résulte que la pression de régime possibles pour une charge ; on dispose donc à première vue d’une grande latitude pour ce choix. Cependant, on devra tenir compte de certains impératifs qui résultent de considérations portant sur le procédé de fabrication (éviter des impossibilités technologiques lors de la réalisation du bloc), sur le comportement mécanique du bloc en cours de stockage ou d’utilisation (bannir par exemple les angles rentrants aigus qui constituent des amorces de rupture, les parties trop minces ou susceptibles de le devenir en cours de combustion qui pourraient se détériorer et se détacher sous l’effet des accélérations). Enfin, on s’efforce d’obtenir un coefficient de remplissage (rapport du volume occupé par la poudre au volume de la chambre de combustion) aussi élevé que possible afin de minimiser le poids de la chambre. (à suivre >. Aviation militaire • Aviation militaire L'ENADGE — SYSTÈME D’INFRASTRUCTURE ÉLÉCTRONIQUE DE DÉFENSE AÉRIENNE DE L’OTAN — REVIENT AU PROGRAMME D’ORDRE DU JOUR. C’EST CE MOIS-CI, EN EFFET, QUE LES PROPOSITIONS FINALES, TECHNIQUES ET FINANCIÈRES, SERONT SOUMISES À L’APPROBATION DU NADGEMO, BUREAU SPÉCIALISÉ DE L’OTAN POUR LE PROGRAMME NADGE. Une première étude sur ce sujet a été publiée dans le numéro 418 d’ « Aviation Magazine », en date du 1er mai 1965 ; nous ne exactement aux spécifications
exemple les angles rentrants aigus qui constituent des amorces de rupture, les parties trop minces ou susceptibles de le devenir en cours de combustion qui pourraient se détériorer et se détacher sous l’effet des accélérations). Enfin, on s’efforce d’obtenir un coefficient de remplissage (rapport du volume occupé par la poudre au volume de la chambre de combustion) aussi élevé que possible afin de minimiser le poids de la chambre. (à suivre >. Aviation militaire • Aviation militaire L'ENADGE — SYSTÈME D’INFRASTRUCTURE ÉLÉCTRONIQUE DE DÉFENSE AÉRIENNE DE L’OTAN — REVIENT AU PROGRAMME D’ORDRE DU JOUR. C’EST CE MOIS-CI, EN EFFET, QUE LES PROPOSITIONS FINALES, TECHNIQUES ET FINANCIÈRES, SERONT SOUMISES À L’APPROBATION DU NADGEMO, BUREAU SPÉCIALISÉ DE L’OTAN POUR LE PROGRAMME NADGE. Une première étude sur ce sujet a été publiée dans le numéro 418 d’ « Aviation Magazine », en date du 1er mai 1965 ; nous ne exactement aux spécifications OTAN ; Marconi Co (G.-B.) spécialiste des dispositifs de représentation ; Northern Electric (Canada) ; Selenia spa (Italie) ; Telefunken (Allemagne Féd.) ; Hollandse Signaalapparaten (Pays-Bas) et MBLE (Belgique). • Le troisième consortium dont la maîtrise d’œuvre est assurée par Westinghouse Electric International (U.S.A.) qui propose les systèmes de consortiums est la balance des paiements qui doit être impérativement respectée. Dans le cadre du programme d’infrastructure commune de l’OTAN, chaque pays membre contribue à raison d’un certain pourcentage, calculé en fonction de son produit national brut. Pour le NADGE, il a été décidé que la participation de chaque pays serait égale à cette contribution ; mais réciproquement chacun recevra, en travaux à faire réaliser par sa propre industrie, l’équivalent de cette participation. Cette obligation extérieure pose par voie de conséquence une obligation quant à la répartition prévisible des travaux, en fonction de la balance des paiements. Aspect financier Le plafond financier du programme NADGE a été fixé en 1962, puis rectifié et stabilisé en 1963 à 110 millions de Livres (environ 1.540 millions de francs). Le NADGEMO a absorbé pour ses frais généraux et la constitution d’un fond de réserve, quelque 10 millions de Livres (140 m. de francs). Neuf
est la balance des paiements qui doit être impérativement respectée. Dans le cadre du programme d’infrastructure commune de l’OTAN, chaque pays membre contribue à raison d’un certain pourcentage, calculé en fonction de son produit national brut. Pour le NADGE, il a été décidé que la participation de chaque pays serait égale à cette contribution ; mais réciproquement chacun recevra, en travaux à faire réaliser par sa propre industrie, l’équivalent de cette participation. Cette obligation extérieure pose par voie de conséquence une obligation quant à la répartition prévisible des travaux, en fonction de la balance des paiements. Aspect financier Le plafond financier du programme NADGE a été fixé en 1962, puis rectifié et stabilisé en 1963 à 110 millions de Livres (environ 1.540 millions de francs). Le NADGEMO a absorbé pour ses frais généraux et la constitution d’un fond de réserve, quelque 10 millions de Livres (140 m. de francs). Neuf autres millions de ...année décisive pour le NADGE rappellerons donc que brièvement les grandes lignes de ce programme ambitieux. L’existence en Europe Occidentale de différents systèmes de défense aérienne de performances et de caractéristiques inégales, datant de la dernière guerre, avait d’abord, en 1957-58, amené la France et la Grande-Bretagne à étudier la possibilité d’améliorer et de standardiser cette infrastructure électronique, insuffisante à tous les égards par rapport à l’accroissement continu des performances des matériels aériens modernes. Ce rééquipement devait intervenir dans le cadre du programme d’infrastructure commune de l’OTAN. Mais l’opposition des États-Unis qui, à cette époque, contribuaient pour 43,67 % à ce programme, et refusaient de participer à toute action concertée sans contrepartie industrielle, avait fait échouer cette première tentative. En 1963, l’OTAN reprit à son compte les premières études de base et lança des appels d’offre pour la réalisation d’un programme extrêmement ambitieux — le NADGE — qui coûtera au bas mot 1.540 millions de francs, et devrait permettre à l’Europe Occidentale de disposer d’un système de défense aérienne évolué. La relance du projet a créé un mouvement très important au sein de l’industrie occidentale. Sous contrôle gouvernemental des alliances se formèrent puis, après quelques modifications, trois
à étudier la possibilité d’améliorer et de standardiser cette infrastructure électronique, insuffisante à tous les égards par rapport à l’accroissement continu des performances des matériels aériens modernes. Ce rééquipement devait intervenir dans le cadre du programme d’infrastructure commune de l’OTAN. Mais l’opposition des États-Unis qui, à cette époque, contribuaient pour 43,67 % à ce programme, et refusaient de participer à toute action concertée sans contrepartie industrielle, avait fait échouer cette première tentative. En 1963, l’OTAN reprit à son compte les premières études de base et lança des appels d’offre pour la réalisation d’un programme extrêmement ambitieux — le NADGE — qui coûtera au bas mot 1.540 millions de francs, et devrait permettre à l’Europe Occidentale de disposer d’un système de défense aérienne évolué. La relance du projet a créé un mouvement très important au sein de l’industrie occidentale. Sous contrôle gouvernemental des alliances se formèrent puis, après quelques modifications, trois grands consortiums restèrent en présence : • ITT (International Téléphone and Telegraph (U.S.A.) assure la maîtrise d’œuvre d’un consortium qui groupe AEI (G.-B.) et CSF (Fr.) pour les systèmes de détection ; Elliott Automation (G.B.), ITT, Litton et United for les systèmes de traitement de l’information ; Collins pour les télécommunications. • Un deuxième consortium, HUCO, a pour maître d’œuvre Hughes Aircraft (U.S.A.) qui propose le système de traitement des données, et groupe : CFTH (Fr.) dont le radar tridimensionnel « Ares » répond cation interne au sein des consortiums. C’est à ce stade qu’intervient la notion de soutraitance artificielle, qui permet à une société de confier à une société homologue étrangère, mais membre du même consortium, l’excédent de production. On imagine difficilement la couverture électronique de défense aérienne efficace de l’Europe Occidentale doit s'étendre du nord de la Norvège aux frontières orientales de la Turquie. L’une des inconnues financières du programme NADGE réside dans le coût des installations dans les zones d'accès difficile et subissant des conditions météorologiques sévères. La détection, réunie : Plessey Decca (G.-B.), système de représentation des données ; IBM France et IBM Italie, calculateurs ; Siemens Schukertwerke (Allemagne Féd.), et ACEC (Belgique). Chaque consortium s'est