En revenant sur le spatial, je m'apperçois de la prouesse réalisée par les concepteurs du Delta IV.
En effet, en dehors d'être parfaitement modulable, ce lanceur présente la particularité de pouvoir injecter 13 tonnes en GTO en ne recourant qu'à une propulsion 100% cryotechnique.
Une option jugée improbable par nos ingénieurs du temps d'Albert Ducrocq (donc, il n'y a pas si longtemps)
Je n’ai jamais vu d’explication rationnelle pour l’utilisation de boosters à poudre en plus de l’étage principal alors que la technologie cryogénique est plus performante et maintenant bien maitrisée. Un question de cout ? d’habitude ? Bon, d’accord, il faudrait 10 Vulcain 2 pour remplacer les deux EAP…
Les Russes n’utilisent jamais de boosters à poudre mais multiplient les moteurs à kérosène comme SpaceX par exemple. Je ne vois en quoi c’est une prouesse.
ND
Bonjour Nicolas,
Disons une jolie performance pour un lanceur lourd (très modulable entre parenthèses)
Je me rapelle des propos des ingénieurs du CNES, alors en plein développement d'Ariane 5, disant que c'étaient impossible de voir un lanceur conséquent uniquement basé sur une propulsion cryo !, tout au moins avant longtemps.
Albert Ducrocq, en parlant du H8, tenait en gros des propos similaires.
Amicalement
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J’ai eu une discussion il y a une vingtaine d’années avec un professionnel de l’aviation légère à propos des problèmes spécifiques de fiabilité des moteurs à pistons, surtout en ce qui concerne l’allumage (qui est pratiquement toujours double). Je lui ai demandé si la solution ne serait pas le diesel. Il a balayé l’idée d’un revers de la main : trop lourd, trop cher, trop de vibrations, pas assez puissant.
La conversion au diesel de l’aviation légère a commencé déjà une dizaine d’année plus tard grâce à sa fiabilité supérieure, à son meilleur rendement et, comme c’est le kérosène qui est utilisé, à la meilleure disponibilité du carburant.
Mon interlocuteur avait donc un biais intellectuel relativement courant : une solution était réputée impossible à un moment donné et il en concluait que ça l’était pour toujours.
Qui aurait parié il y a dix ans qu’un proto diesel gagne les 24h du Mans puis pratiquement toutes les compétitions d’endurance et même que deux modèles concurrents se tirent la bourre ?
Si j’ai bien compris, l’avantage des boosters à poudre est de délivrer une poussée phénoménale pour pas cher et pas compliqué, sous un volume compact, avec une fiabilité quasi absolue, afin de faire faire au lanceur les 60 ou 70 premiers kilomètres, les plus durs, après quoi il passe le relais à un moteur plus sophistiqué.
Mais s’il est possible de faire un premier étage uniquement LOX/RP-1 (Soyouz, Falcon, Saturn, etc.) j’aimerais comprendre en quoi il serait impossible d’en faire un tout LOX/LH2, connaissant la meilleure performance de cette technologie.
Comme le Vulcain est peut-être un peu juste, je comprendrais l’argument selon lequel l’investissement pour développer un moteur cinq à dix fois plus puissant ne serait pas rentable. Il faudrait en plus développer un corps de fusée adéquat.
Quoique… au doigt mouillé, imaginons la configuration suivante :
* Prenons l’étage principal d’Ariane 5 inchangé, fonctionnant une dizaine de minutes.
* Flanquons-le de deux corps identiques mais munis de 5 Vulcain chacun pour avoir une poussé équivalente, fonctionnant 2 minutes et largués à 70 km comme les EPC. Il faudrait aussi adapter la plomberie au débit nécessaire.
La masse de l’étage principal et des boosters (sans deuxième étage) est d’environ 160 tonnes plus légère que la configuration actuelle ! On peut donc réduire le nombre de moteurs à 3 ou 4 par booster et/ou augmenter la charge utile. Etant donné la fiabilité de Vulcain on peut n’allumer celui de l’étage principal qu’au largage des boosters. Ainsi les moteurs des boosters seraient optimisés pour un vol atmosphérique, celui de l’EPC pour le vide et il démarrerait avec ses réservoirs pleins.
Hormis l’adaptation de la plomberie et des attaches des éléments entre eux, il me semble que le développement de cette configuration serait assez simple. Bon, d’accord, ce serait beaucoup plus cher mais si la charge utile est de plusieurs dizaines de tonnes supérieure…
Ça parait trop beau.
Cherchez l’erreur.
ND
Je voulais juste souligner que beaucoup d'ingénieurs ont rêver d'un lanceur tout cryo pouvant arracher une CU conséquente (tout au moins sur le segment de propulsion chimique), ce dont à concrétiser Boeing.
En ce qui concerne Ariane 5, ne cherche pas à créer un monstre. Si tu trouves seulement une solution pour le rendre modulable, nul doute que tu sera désigné comme le chef de projet de cette modif. Car le prochain vol est une catastrophe sur ce chapitre.
Pour l'instant, les efforts du CNES, dans l'attente d'un éventuel feu vert pour développer l'ex-ECB, sont concentrés sur la prochaine génération devant aboutir à véritable lanceur versatile.
Pour ta narration du moteur diesel réservé à l'aéronautique, la filière française Renault (SMA) n'a pas remporté le succès escompté à ce que je sache. Cependant, il est vrai que la famille autrichienne des avions Diamond cartonne bien, mais avec une motorisation à base de Thielert.
Amitiés
Tu me connais, ce qui m’intéresse c’est comment ça marche et aussi comment ça ne marche pas. Je reste donc sur ma faim : qu’est-ce qui fait qu’un lanceur tout cryo serait si compliqué ?
Le Delta Heavy me parait simplissime : tu colles trois étages principaux ensemble et tu as un lanceur lourd.
Une fusée me semble être de toute façon un monstre, ce que les ingénieurs sont parvenus à maitriser. Encore une fois dans le domaine automobile, une voiture moderne est un monstre par rapport à celles des années 60. Il est hors de question aujourd’hui pour un non mécanicien professionnel équipé de faire ce que beaucoup de gens faisaient dans leur garage ou même dans la rue : régler le moteur, les freins ou l’embrayage. Je connais un collectionneur de DS19 qui, tout puriste qu’il soit, a fait monter un allumage électronique en remplacement de celui d’origine pour être sûr de démarrer à tout coup.Envoyé par Lockheed
Maintenant si tu introduis la question de la modularité c’est un autre problème. Delta IV peut mettre 3,9 tonnes en GTO, Delta IV Heavy peut en mettre 12,980 (trois fois plus). Comment fait United Launch Alliance si on lui demande d’en mettre 8 ? Elle soustraite à Arianespace ? C’est modulable jusqu’à un certain point. Ils pourraient faire un lanceur mi-lourd avec deux corps seulement
Bref, mon idée est un simple jeu arithmétique : les EPC ont une Isp ridicule par rapport au Vulcain. Quand on voit les montages de Falcon avec 9 moteurs par corps, ceux de Soyouz avec des grappes de 4, les 3 moteurs de la navette, sans parler de N-1, il semble réalisable de multiplier les moteurs sur un même corps.
Raconte.
ND
Oui mais le simpliste marche le plus souvent.
Dans l'aéronautique, il a fallut plus de 30 années avant de pouvoir réellement remplacer le Douglas DC-3/Dakota.
Le lanceur Soyouz à plus 50 ans d'âge et pourtant le voila propulser comme lanceur complémentaire à Kourou.
Tu ne m'as pas répondu sur la prochaine mission Ariane (Helios 2B en mission SSO).
Fait le calcul, tu y verras un véritable gâchi économique: 6 tonnes de CU perdue (disponible) par manque de modularité de notre AR5.
Ne t'inquiète pas, ce point ne sera pas mis en avant par les services de communications d'AE et de l'ESA.
Nicolas, tu as déjà donné des éléments de réponse à ton interrogation.
Les propergols solides ont une meilleure densité d'impulsion, ils sont donc plus performants en début de vol, là où les pertes gravitationnelle et par frottement sont les plus fortes.
Les étages cryotechniques ont une faible densité d'impulsion, l'ydrogène liquide prend un volume très important.
La Delta 4 heavy est un peu un OVNI en la matière, d'ailleurs le RS-68 a plutôt des performances moyenne au niveau de l'ISP, dues à sa simplicité (refroidissement ablatif par exemple).
Concernant ton idée d'Ariane 5 tri-corps, le problème risque d'être la facture concernant les moteurs
Par ailleurs démarrer le corps central en vol, le Vulcain n'est pas prévu pour. Mais il existe une possibilité (encore jamais mise en oeuvre) qui consiste à alimenter le corps central par les boosters pour qu'il soit plein au moment de la séparation. On appelle ça le cross-feeding, et ça fait partie des options d'évolution envisagées sur la Delta 4H.
Une possibilité plus "raisonnable" (à mon sens) serait d'adopter une démarche proche de ce qu'avaient fait les Japonais pour passer de la H-IIA à la H-IIB. J'avais fait un calcul en ce sens sur le forum de la conquête spatiale, il faudrait que je le retrouve.
Mais c'est vrai que l'utilisation de corps communs semble avoir le vent en poupe, très majoritairement pour l'utilisation d'étages kerolox : Angara, PPTS (Rus-M), Ariane 6, Atlas 5 heavy (en standby).
D'après les dernières nouvelles, on s'oriente plutôt vers une Ariane6 cryo!Mais c'est vrai que l'utilisation de corps communs semble avoir le vent en poupe, très majoritairement pour l'utilisation d'étages kerolox : Angara, PPTS (Rus-M), Ariane 6, Atlas 5 heavy (en standby).
Si on suggère d'effectuer des recherches sur la filière Kerolox, c'est uniquement pour développer une technologie encore inusitée en Europe mais qui a l'avantage de fournir une ISP supérieure à la propulsion à poudre.
Revenir avec Ariane6 à une propulsion centrale à ISP inférieure à 420s est un non-sens...300T de poussée pour un Vulcain3, c'est largement à la portée des ingénieurs européens (et avec une meilleure ISP que le RS68)!
@+!
Zeiss Telementor, AS 100/1000, Zeiss Asalumen E 110/1300 (1907), Zeiss E 130/1950 (1923)
Nicolas, après calcul, avec l'ESC-A ta fusée mettrait 11,5 tonnes en GTO contre 9,5. Avec l'ESC-B, tu aurais 14 tonnes au lieu de 12.
Ca a de la gueule!Nicolas, après calcul, avec l'ESC-A ta fusée mettrait 11,5 tonnes en GTO contre 9,5. Avec l'ESC-B, tu aurais 14 tonnes au lieu de 12.
Parmi les versions proposées par l'ESA, on remarque une Ariane6Heavy de même architecture que la Delta4Heavy. Comme on ne connait pas les spécifications du "Vulcain3", difficile de faire un calcul comme tu viens de le réaliser, mais on peut supposer que les performances seraient assez voisines...
Zeiss Telementor, AS 100/1000, Zeiss Asalumen E 110/1300 (1907), Zeiss E 130/1950 (1923)
@Nicolas
Je crois que tu fais une très légère erreur de nomenclature, tu dois confondre EAP (Etage d'Accélération à Poudre = boosters) et EPC (étage Principal Cryo)
C'est difficilement envisageable: du reste, sur Delta4Heavy, le corps central est allumé en même temps que les boosters, ce qui change ce sont les régimes moteur ce qui fait que les boosters poussent plus forts mais moins longtemps (du reste il faut modifier la poussée en cours de vol pour compenser les contraintes sur la structure).Etant donné la fiabilité de Vulcain on peut n’allumer celui de l’étage principal qu’au largage des boosters. Ainsi les moteurs des boosters seraient optimisés pour un vol atmosphérique, celui de l’EPC pour le vide et il démarrerait avec ses réservoirs pleins.
Ca fait mal...Dire qu'on aurait pu faire plein de choses avec la structure ASAP...Vraiment dommage!Fait le calcul, tu y verras un véritable gâchi économique: 6 tonnes de CU perdue (disponible) par manque de modularité de notre AR5.
Zeiss Telementor, AS 100/1000, Zeiss Asalumen E 110/1300 (1907), Zeiss E 130/1950 (1923)
Hum je serais moins catégorique, on est loin de la dizaine de tonnes supplémentaires envisagées par Nicolas, le gain de performance est plutôt marginal en regard de la complexité et du coût supplémentaires
Non Steph-Astro, je ne pence pas qu'on a répondu, tout au moins où je voulais entraîner mon amis Nicolas:
_ le ''montre'' Ariane 5'' au Talon d'Achille par son absence de modularité !
Sur le prochain vol (mission SSO), il y a près de 6 tonnes de CU disponibles.
Cherche l'erreur et ce n'est pas les passagers auxiliaires qui compleront le déficit car en général ces derniers ne paient que symboliquement leur place.
Dans le cas d'un Atlas 5, Delta IV ou H-II, ces derniers accompliraient cette mission avec seulement leur corps central sans l'aide de boosters.
Une donnée bien ancrée dans l'esprit de l'ESA pour le futur, car c'est elle qui détient principalement les cordons de la bourse.
Si au départ on avait pensé à s'engager sur le développement d'un Ariane modulaire, ce dernier pourrait accomplir une telle performance et on aurait pas eu besoin d'engager des frais (non négligeables) pour installer à ses côtés un lanceur complémentaire (Soyouz).
Bien entendu, la Com. à l'issue du vol ne retiendra que le positif pour ne pas effrayer le contribuable. N'oublie pas que l'ESA versent encore des subventions pour supporter le système.
D'un autre côté, comme la concurrence ne se résume plus vraiment qu'avec le Proton, Arianespace devrait avoir plus de souplesse pour négocier les prix.
Pour conclure, je te joins le temps où un Helios décollait avec un Ariane 40 et où l'on n'avait pas besoin de lui accoster le moindre accélérateur latéraux.
http://farm3.static.flickr.com/2565/3994938483_d760dbaa97_b.jpg
Certes tu as raison, ça ne fait pas des dizaines de tonnes en plus, mais c'est un gain de près de 20% de CU quand même...ce qui est loin d'être négligeable. Maintenant, c'est certain: les modifications à apporter sont tellement importantes que je ne vois pas trop l'utilité. A classer donc dans la catégorie "expérience de pensée"le gain de performance est plutôt marginal en regard de la complexité et du coût supplémentaires
@+!
Zeiss Telementor, AS 100/1000, Zeiss Asalumen E 110/1300 (1907), Zeiss E 130/1950 (1923)
OK, pour une longueur équivalente, un EAP a un diamètre de 3m et un EPC de 5,4m, d’où un maitre couple plus important pour celui-ci, mais l’EPC pèse 186 tonnes contre 273 pour l’EAP. Tout est une question d’arbitrage entre les gains et les couts.
Je n’ai guère d’éléments économiques (est-ce qu’Arianespace communique sur ce point ?) mais il est clair que même produits en grande série les Vulcain doivent rester chers.
Mais si le moteur central est allumé avant que les moteurs des boosters s’éteignent le liquide des réservoirs reste bien au fond. Vinci, comme bien d'autres moteurs cryo d'étages supérieurs, s’allume bien en vol et est de plus réallumable : c’est si compliqué que ça ?
Falcon.
Qu’est-ce que le kerolox ?
Très juste. Ma distraction.
ND
Salut à tous!
Tout est une question de puissance: Vulcain est allumé de manière progressive de H0 à H+7s, et les ingénieurs vérifient durant ce laps de temps le fonctionnement nominal du moteur. Vulcain2 c'est 130T de poussée, Vinci 18T. Il existe des problèmes d'auto-allumage du mélange qui nécessitent des solutions d'autant plus lourdes que la poussée est importante. Petite référence, grande thèse: http://ethesis.inp-toulouse.fr/archi...1/dauptain.pdf
Abréviation pour le couple kérozène/oxygène liquide.
@+!
Zeiss Telementor, AS 100/1000, Zeiss Asalumen E 110/1300 (1907), Zeiss E 130/1950 (1923)
Très intéressant… pour ce que je suis capable d’en comprendre
Un moteur cryo est une bombe en puissance mais son démarrage, qui était une opération délicate et risquée, est devenu routinier. Vu la masse de problèmes déjà résolus je ne doute pas que les ingénieurs soient capables d’allumer Vulcain en vol… si toutefois cette idée présente un intérêt
ND
