[Invention] Lanceur spatial propane/H2O2 auto-pressurisé

[Pr. Théodose]

Bonjour à tous,

Je voudrais partager avec vous une idée pour un lanceur spatial auto-pressurisé low-cost et low-tech :
https://www.furaffinity.net/view/35900362/

J'ai choisi le propane et l'eau oxygénée parce que ce sont des ergols stockables, peu coûteux et relativement faciles à manipuler. Pour réduire les risques, on pourrait transporter le H2O2 sous forme commerciale (30%) et le concentrer sur le site de lancement à l'aide d'un filtre en oxyde de graphène qui ne laisse passer que l'eau.
Le lanceur peut être construit avec

La principale innovation (variante A) est l'emploi d'un piston entre les deux ergols pour comprimer l'eau oxygénée à la pression de saturation du propane, soit 7-8 bars. Une pressurisation par piston a été utilisée pour le missile Lance, mais la pression était obtenue via un générateur de gaz.

Les moteurs envisagés sont du type 'cycle à expansion' qui utilisent le propane pour refroidir la chambre de combustion, la pression du propane augmentant alors jusqu'à 30-40 bars. La seconde innovation est d'utiliser des  échangeurs de pression pour transférer la pression du propane chaud aux ergols entrants avant leur injection dans la chambre de combustion.

Un échangeur de pression comporte un circuit pour chaque fluide, séparés par un tambour rotatif percé de canaux qui permettent au fluide à haute pression de comprimer le fluide à basse pression. Sur le schéma, la barre verticale dans la schéma des échangeurs indique la séparation entre les deux circuits. Dans le cas présent, les canaux sont minus de pistons flottants pour éviter tout mélange.
https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_exchanger

Les principaux avantages sont :

• Une construction simple et modulaire à base de composants de l'industrie olé-gazière, comme des sections de gazoduc.
  
• La simplicité d'un pompage par pression sans besoin d'un gaz séparé.
  
• Un moyen d'obtenir une pression de combustion raisonnable sans la complexité d'une turbopompe.
  

Le système a bien sûr ses inconvénients : 

• Un réservoir adapté par un pompage par pression est plus lourd que celui pour un pompage par turbopompe.
  
• Les moteurs de type 'cycle à expansion' sont limités a 300 kN de poussée, sauf probablement pour un aerospike.
  
• Une excellente étanchéité est nécessaire entre les ergols au niveau du piston et des échangeurs de pression.