[Invention perso]Propulsion H2-O2 "hybride" non cryogénique

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Bonsoir à tous, me revoici par vous avec mes idées partiellement farfelues et mes assemblages improbables...

Le projet que je vais vous présenter vise à améliorer les performances de ma fusée fictive "Salvage II" sans recourir à des technologies trop complexes. Après avoir envisagé l'envol dans la stratosphère sous des ballons solaires tétraédriques ou cylindriques, et suite à la lecture d'extraits du livre "Les armes secrètes allemandes" (1947) d'Albert Ducrocq, j'en suis venu au concept détaillé ci-dessous :

- Un réservoir contient de l'eau oxygénée hautement concentrée (70% en masse minimum, soit au moins 300 volumes)
- Ce liquide est envoyé par une turbopompe à flux dérivé dans une petite chambre de réaction aux parois tapissées d'argent. La réaction de dismutation qui s'ensuit produit de l'oxygène et de la vapeur d'eau à 600°C, le fait d'utiliser un réacteur séparé visant à conserver un réservoir qui ne soit pas fortement pressurisé.
- Ces réactifs entrent dans un long cylindre étroit dont les parois sont recouvertes d'un des composés suivant voire des deux :
-- Un hydrure métallique complexe à haute densité de stockage. Ces matériaux avancés peuvent adsorber une quantité considérable d'hydrogène avec une densité de stockage égale ou supérieure à l'hydrogène liquide, à en croire le tableau comparatif de cet article. L'hydrogène est libéré lorsque le matériau est soumis à une température plus ou moins élevée, la chaleur nécessaire étant fournie par la vapeur d'eau surchauffée. Ma préférence va à un nouvel hydrure d'aluminium décrit dans cet article qui a une densité faible et une température de seulement 80°C.
-- Un alliage aluminium-gallium hautement poreux. C'est ici l'eau qui va réagir avec l'aluminium pour former l'hydrogène selon 2Al + 3H20 --> 3H2 + Al203, le gallium servant de catalyseur car il empêche la formation d'un couche continue d'alumine protectrice.
- Le mélange hydrogène-oxygène s'enflamme et les produits de combustion sont canalisés dans un tuyère.

L'idée derrière ce concept est d'approcher les performances de la propulsion cryogénique LH2/LO2 sans subir les fortes contraintes de mise en oeuvre de ce couple de propergols. Je ne prétends pas révolutionner la propulsion spatiale et ce brouillon devra sûrement être remanié, mais je me dis qu'il pourrait intéresser les fabricants amateurs de fusées.
Pr. Théodose
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Si j'ai bien compris ton truc c'est que dans la propulsion hydrogene/oxygene que l'on utilise actuellement le stockage de l'hydrogene pose probleme.
Et ton procede consiste a mettre l'hydrogene en gaz juste avant de le faire passer dans la chambre de combustion .
Mais ta chambre de combustion tapisse d'argent et ton alliage aluminium gallium doit peser pas mal dans ta fusee fictive.
Est ce que c'est pas remplacer un probleme par un autre :?: . ou alors j'm trompe completement et la ...:oops:.
space reveur
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Effectivement le principe de base consiste à extraire tout l'oxygène et l'hydrogène nécessaires à partir de l'eau oxygénée seule, cela en deux étapes :
- L'eau oxygénée est d'abord décomposé en oxygène et vapeur d'eau à 600°C. L'argent qui sert de catalyseur est appliqué sur la paroi selon des procédés de dépôt en couche mince, donc son épaisseur totale ne dépassera pas les 50 microns.
- La vapeur d'eau réagit avec l'aluminium pour former de l'hydrogène et de l'alumine, le gallium servant de catalyseur en empêchant la formation d'une couche continue d'oxyde d'aluminium qui stopperait la réaction. Cette méthode de conversion , expliquée plus en détail dans ce PDF, est très efficace... un peu trop même : si l'eau oxygénée a une concentration massique inférieure à 90% et que la conversion est totale, l'hydrogène produit sera en surplus par rapport à l'oxygène disponible et le rapport stœchiométrique ne sera pas respecté.

Ayant eu hier le temps de peaufiner ce concept, j'ai réalisé quelques calculs sommaires dans une feuille Excel (disponible sur demande, je ne vois pas comment la joindre à ce message) ainsi que le schéma ci-contre (en anglais) qui illustre bien les différentes parties du moteur.
Le principal problème de faisabilité que j'ai rencontré jusqu'ici est lié à l'alliage AlGa20 : il fond à seulement 200°C...
Pour le moment, je n'ai pas trouvé mieux que de faire tourner sur elle-même la chambre de combustion afin de plaquer le métal fondu dans le moteur grâce à la force centrifuge, comme dans le projet LARS (Liquid Annular Reactor System) de propulsion nucléaire à hautes performances, mais je suis preneur de toute autre méthode permettant de confiner l'alliage au sein du moteur.
À noter que cette faible température de fusion n'est pas forcément problématique si le matériau constituant la chambre de combustion est réfractaire (carbure de silicium extrudé, par exemple) car la température d'ébullition de l'aluminium (environ 2400°C) constitue alors la limite haute de température dans le moteur.
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Pr. Théodose
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