Différents cycles des moteurs fusées

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Si vous avez une heure cest la vidéo à voir pour tout savoir sur les moteurs de fusées :

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Anovel
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Passionnantes, enrichissantes et claires explications.
Ca permet de bien comprendre les nuances, avantages, trade-offs (compromis) de chaque solution et rend chaque réacteur, chaque fusée, encore plus incroyable.
ndiver
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Bon je suis un peu déçu mon message s'est supprimé...

Le but de mon message était de savoir s'il était possible de développer, le cycle fermé auto-pressurisé. 

Je m'explique, le but serait de mixer un cycle pressurisé avec un cycle fermé expansionniste. Pour cela on utilise la chaleur du refroidissement régénératif pour chauffer les réservoirs des ergols.
En augmentant leur température, on fait augmenter la pression dans les réservoir, et donc cela ferait augmenter la vitesse à laquelle les liquides cryogénique sont envoyé dans les injecteurs.

Ainsi on contourne la difficulté de développement de la turbopompe, et l'utilisation d'un gaz tierce. Ainsi tout le poids évité par la turbopompe et le gaz pressurisé, peut être redirigé vers la résistance des parois des réservoirs. 

Je n'ai aucune idée des ordres de grandeurs en jeux, ainsi je ne sais pas si cette augmentation de pression dans les réservoirs serait suffisante pour contrebalancé la turbopompe d'un expander cycle, mais selon mon point de vue (de néophyte [qui commence un peu à s'y connaitre toute proportion gardée comparé à un ingénieur du domaine]), j'ai l'impression que cette idée, utiliserait plus efficacement la température (car ne passant pas par une machine ayant des pertes d'efficacité) et donc permettrait un meilleur rendement. 

Voili voilou, posez moi des questions si je suis pas clair, sinon expliquez moi pourquoi l'idée ne peux pas marché, je serai à l'écoute et ravis d'en connaitre plus sur ce domaine qui je l'espère deviendra mon métier !
Luwalker
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Différents cycles des moteurs fusées WePbIVtBUvKeAAAAABJRU5ErkJggg==
Sur ce dessin (dont j'ai du baisser la qualité donc désolé) on peut voir le chemin de l'hydrogène : 
  -  Refroidissement régénératif en 1 ou plusieurs trajet
  -  Puis deux chemins : 
           -  Envoie direct dans la chambre de combustion 
           -  Envoie dans le auto-pressurized cycle :
                    -  Réchauffement de l'oxygène
                    -  Réchauffement de l'hydrogène/réinjection de l'hydrogène dans le réservoir
                    -  Redirection vers la chambre de combustion

Il y a une variante à ce cycle, au lieu de chauffer les parois (ce qui impose des contraintes mécaniques faramineuse je suppose) on l'injecte de manière plus classique dans les réservoirs (bien sur en mettant une paroi dans le réservoir à oxygène pour ne pas mélanger les ergols) [--> trop dangereux de mettre les deux ergols dans un même réservoir j'imagine ?]. 
Ainsi je me demandais si l'idée avait une perspective d'avenir ou si : elle ne tenait pas debout ou serait trop compliqué à mettre en place ?
Luwalker
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Les turbopompes ne servent pas simplement à pomper les ergols mais surtout à les mettre en pression pour la chambre de combustion.
Dans votre dessin la pression de l'explosion dans la chambre de combustion remonterai dans les tuyauteries puis dans les réservoirs et ... BOUM.
philippe26
philippe26

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l'idée est plutôt pas mal, garde la dans un coin de la tête, mais je vois mal sont application a un lanceur. comme tu le pressent , le problème sera la pression dans le réservoir et leur tenu structurelle. pour injecter des ergols dans la chambre de combustion , il faut que la pression a l'injection soit supérieur a la pression dans la chambre. si tu veut te passé de pompe , il faut donc que tout le réservoir soit a une pression supérieur a la pression dans ta chambre de combustion. 
Pour avoir un ordre d'idée de grandeur, un réservoir d'ergol est pressurisé a environ 5 bar. Sans rentré dans une analyse dimensionnel, on peut dire en premier approximation que la masse structurelle du réservoir évolue linéairement avec la pression (on double la pression => on double la masse du réservoir). 
la pression dans la chambre de combustion évolué énormément en fonction du moteur. Par exemple, l'AJ10 (etage superieur de delta II, module de service d'appolo ou orion) a une pression de chambre de moins de 10bars. il n'a pas de pompe car les réservoirs sont pressurisé a l'helium (a se niveau c'est acceptable). c'est un moteur simple , fiable et realumable un grand nombre de fois (ideal pour un vaisseau comme appolo) mais au prix de performance en ISP et en rapport poussé-poid plutôt faible. le problème c'est qu'il utilise des ergols "stockable" (donc liquide au temperature usuel). donc si tu en vaporise pour pressurisé ton réservoir, et que tu arrete le moteur (donc tu perte ton arrivé de gaz chaud) le gaz vas se liquéfier faisant chuté la pression rendant un realummage impossible (sauf a rechauffé le gaz (tres energivor) ou pressurisé a l'helium se qui perte tout intérêt du système de chauffage)
si on veut une ISP supérieur , on a l'exemple du RL10 (attention changement d'ergol) qui tu a du voir au vu de la similarité du systeme de vaporisation dans la tuyère (sur le RL10 la vaporisation permet de faire tourner des pompe). la la pression commence a monté a 44bars. sachant qu'il est tailler pour les étages supérieur et que chaque gramme de plus sur un étage supérieur c'est un gramme de moins de charge utile (la charge qui rapporte de l'argent), multiplier par 10 la masse du réservoir (car pression x10 comparé a un réservoir classique) n'est pas très commercial.
pour finir, si tu veut un bon rapport poid puissance, on a le raptor avec une pression de chambre de...270bar.  bref on ressemble plus a d’énorme cuve industrielle (genre airliquide) qu'a un réservoir de fusée.
phenix
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