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 givrage des réservoirs cryogéniques

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Giwa
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MessageSujet: givrage des réservoirs cryogéniques   givrage des réservoirs cryogéniques EmptySam 22 Avr 2006 - 15:16

Je profite de ce forum concernant les lanceurs pour exposer un problème technique annexe:celui de l'emploi des ergols cryogéniques qui obligent à installer des isolants thermiques sur les réservoirs qui, malheureusement, lorqu'ils se décrochent, peuvent entrainer des catastrophes.
Voici mon idée et j'attends vos critiques à ce sujetcar sortant de mondomaine de compétence,je nesais pas si elle est valable ou non?

La conquête de l'espace dépend à la fois de grands progrès techniques, mais aussi de la résolution d'une multitude de petits "détails" qui peuvent malheureusement s'ils ne sont pas bien résolus conduire à des grandes catastrophes.
Prenons l'exemple du problème récurrent du givrage des réservoirs pour ergols cryogéniques, qui se trouve accentué dans les régions tropicales ou équatoriales humides, là, où l'on peut au mieux profiter de l'appoint de la rotation terrestre.
Comment résoudre ce problème?
Améliorer l'isolation thermique des réservoirs conduit à un surcoût en poids et aux problèmes de décrochage de l'isolant dont l'impact sur la superstructure de l'engin peut conduire à des catastrophes .
Par contre tout ce qui peut être fait concernant les installations fixes pour réduire les pertes thermiques et le givrage des réservoirs en atmosphère humide avant le départ de l'engin ne peut être que bénéfique et il peut même alors être possible de réduire l'isolation de la fusée pour l'alléger puisque ,une fois partie, celle-ci traversera rapidement la troposphère chargé d'humidité.
Mis à part le remplissage rapide des réservoirs en ergols cryogéniques , y a-t-il d'autres mesures qui peuvent être prises?
Par exemple n'est-il pas possible d'envisager une ventilation d'air sec expulsant l'air humide et formant une gaine protectrices autour de l'engin avant le lancement pour éviter le dépôt de givre ? Sans doute cela conduit un surcoût pour les installations fixes mais qui serait compenser par des économies sur la protection thermique des réservoirs et surtout une amélioration de la sécurité.

Merci de vos réactions
Giwa
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capcom
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MessageSujet: Re: givrage des réservoirs cryogéniques   givrage des réservoirs cryogéniques EmptyDim 23 Avr 2006 - 14:00

Le réservoir du Shuttle ainsi que ceux du Delta 4 sont isolés par une mousse extérieure. Saturn utilisait un isolant interne, donc rien de se détachait pendant le vol (à part des glaçons). Diamant utilisait des plaques détachables sur le premier étage à ergols stockable (moins froid que le propergol cryo). Idem pour Ariane 1-4 pour isoler le second étage. Le troisième repre,d une isolation par plaque de mousse, comme l'EPC d'Ariane 5.

Le seul problème pour le Shuttle est que la charge utile, qui est de surcroit le vaisseau habité est sur le coté. Sur les autres lanceurs, elle est en général au sommet. Donc même si sur les autres lanceurs des morceaux d'isolant se détachent pendant le lancement et l'ascension, la dangerosité de ces chutes d'isolant n'est spécifique qu'au Shuttle.
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Patrick
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MessageSujet: Re: givrage des réservoirs cryogéniques   givrage des réservoirs cryogéniques EmptyDim 23 Avr 2006 - 15:35

giwa a écrit:
Prenons l'exemple du problème récurrent du givrage des réservoirs pour ergols cryogéniques ...

Pour le givre qui se forme sur les réservoirs de propergols cryogéniques, en fait, une grosse partie du givre se décroche au tout début du vol suite à la pression dynamique. Si l'on isole c'est pour éviter une trop grande perte par évaporation et, n'importe comment, le "plein" est complèté jusqu'au dernier moment.

Concernant les ergols stockables à faible point d'ébullition (UDMH environ 64°C), dans certains cas, on isolait le réservoir car une température plus "fraîche" permettait le chargement d'une quantité plus grande et donc un gain sur la CU
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Giwa
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MessageSujet: givrage des réservoirs   givrage des réservoirs cryogéniques EmptyDim 23 Avr 2006 - 18:06

Merci pour vos réponses qui indiquent que le problème concerne surtout la navette spatiale à cause de sa configuration de côté au lieu d'être au sommet du lanceur.Bien sûr ce problème sera résolu après l'abandon des navettes puisque les lanceurs différenciés* pour le retour sur la lune auront leur habitacle ou leur charge utile au sommet.Donc ma proposition de buses éjectant de l'air sec à proximité des réservoirs cryotechniques sera alors inutile.Mais peut-être faut-il garder l'idée que des progrès sur les bases de lancement ne sont pas à négliger et que tout ne dépend pas du lanceur lui-même.
Giwa
PS:
*La stratégie de séparer les passagers de la charge utile est certainement meilleure puisque l'on peut se préoccuper en premier de la fiablité du lanceur pour les passagers quitte à diminuer ses performances et faire partiellement le contraire pour la charge utile( dans des limites raisonnables il va de soit )
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capcom
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MessageSujet: Re: givrage des réservoirs cryogéniques   givrage des réservoirs cryogéniques EmptyDim 23 Avr 2006 - 18:25

Pendant le compte à rebours et la période de remplissage des réservoirs du lanceur, il existe tout un système au sol de gestion de l'évaporation des propergol. Les carburant sont amenés liquide depuis les réservoirs dans la tour ombilicale ou la plateforme (cas du Shuttle). Les réservoir sont remplies jusqu'au dernier moment et l'évaporation contrôlé jusqu'à la dernière minute par des systèmes de valves. Pour le Shuttle on en a une dans l'inter-réservoir pour contrôler l'évaporation du réservoir de LH2 et une au sommet du réservoir LOX. c'est le bras que l'on voit s'éloigné du réservoir à H-2 mn.
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vp


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MessageSujet: Re: givrage des réservoirs cryogéniques   givrage des réservoirs cryogéniques EmptyDim 23 Avr 2006 - 19:16

Il me vient une question :
Pourquoi les Américains (et les Russes) ont choisi une configuration de coté et non en hermèe ou hope
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MessageSujet: montage paralléle au lieu d'en série pourquoi   givrage des réservoirs cryogéniques EmptyDim 23 Avr 2006 - 19:32

Je ne suis pas spécialiste, mais il me semble que celà permet une poussée maximale au décollage donc une accélération plus grande qui limite la perte du champs de gravité.
Pour mieux comprendre ce point , ilsuffit de se placer dans le cas limite où la poussée des réacteurs compenserait tout juste le poids de l'engin :celui resterait en "vol" stationnaire en pure perte dumoins tant que la fusée ne se serait pas suffisammet allégée
Giwa
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Giwa
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MessageSujet: paralléle ou série?   givrage des réservoirs cryogéniques EmptyDim 23 Avr 2006 - 19:38

j'ai oublié de dire pourquoi la poussée est plus grande dans le montage en faisceau: car alors tout les moteurs fusée peuvent fonctionner en même temps quitte à ce que quand l'engin est assez allégé on largue plusieurs élèments épuisés du faisceau.
Giwa
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Patrick
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MessageSujet: Re: givrage des réservoirs cryogéniques   givrage des réservoirs cryogéniques EmptyDim 23 Avr 2006 - 20:14

vp a écrit:
Il me vient une question :
Pourquoi les Américains (et les Russes) ont choisi une configuration de coté et non en hermèe ou hope

Simple : les américains voulaient rendre les moteurs de la navette réutilisables et qu'ils participent de la poussée au décollage. Donc, c'était la seule solution.

Les russes ont copié la navette américaine ... sans les moteurs réutilisables.
Ils ont malgré tout gardé la même solution. A telle enseigne que le satellite "PoliouS" de la première "Energia" était aussi accroché latéralement
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doublemexpress


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MessageSujet: Re: givrage des réservoirs cryogéniques   givrage des réservoirs cryogéniques EmptyLun 24 Avr 2006 - 11:50

Patrick R2 a écrit:
A telle enseigne que le satellite "PoliouS" de la première "Energia" était aussi accroché latéralement

Et à contre sens, non ? en fait avec son moteur propre en HAUT ! ! !
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Patrick
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MessageSujet: Re: givrage des réservoirs cryogéniques   givrage des réservoirs cryogéniques EmptyLun 24 Avr 2006 - 11:57

Patrick R2 a écrit:
A telle enseigne que le satellite "PoliouS" de la première "Energia" était aussi accroché latéralement

doublemexpress a écrit:
Et à contre sens, non ? en fait avec son moteur propre en HAUT ! ! !

Comme expliqué, en effet, ds le dernièr Espace-mag, il était difficile de faire le contraire. Mais ça a valu la perte du satellite
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