Etude des phénomènes de combustion dans un propulseur hybride : modélisation et analyse expérimentale de la régression des combustibles liquéfiables

Other literature type French OPEN
Pelletier, Nicolas (2009)
  • Subject: Propulsion hybride | Combustibles liquéfiables | Modèle analytique de régression | Banc HYCARRE | Méthode de mesure ultrasonore | Traitement d’images | 621.042 | Hybrid propulsion | Liquefying fuels | Analytical regression model | HYCARRE bench test | Ultrasonic measurement method | Image processing

La propulsion spatiale hybride est marquée depuis ces dernières années par un véritable renouveau en réponse à une intensification des contraintes opératoires et des besoins en performances. Les avantages propres à cette technologie en font à titre d'exemple un parfait candidat dans le cadre de missions nécessitant une modulation de la poussée ou une série d'extinction-réallumage. Cependant, les combustibles actuels tels que le PBHT sont caractérisés par des vitesses de régression très inférieures à celles atteintes par les propergols solides. Dans ce cadre, une étude a été proposée afin d'évaluer les différents moyens d'accroître les niveaux de régression. De premiers essais sur propulseur à échelle réduite ont montré qu'une nouvelle classe de combustibles, connus sous le nom de "combustible liquéfiables ", offre des vitesses 4 à 5 fois supérieures aux niveaux habituellement rencontrés. Un travail de modélisation analytique a été entrepris afin de dégager une loi de régression adaptée au mode de dégradation de ces matériaux, notamment en raison du processus d'atomisation. L'originalité de ce travail repose sur la confrontation de ce modèle à un ensemble de données expérimentales recueillies sur un montage conçu spécifiquement pour cette étude : le banc HYCARRE. Hybrid space propulsion is now subject to a revival owing to the increase of operating constraints and performance needs. Hybrid benefits, such as thrust modulation or stoprestart capability, point up this technology as a great candidate for future space missions. Nevertheless, existing fuels such as HTPB are characterized by lower regression rates compared to solid propellants. In this context, a study has been proposed to assess the various means to increase regression levels. First firing tests on reduced scale rocket engine with “liquefying fuels” showed regression rates 4 to 5 times higher than usual ones. An activity dedicated to the development of an analytical regression model adapted to this special fuel class has been undertaken, taking into account the atomization process. This work is original insofar as it is based on a comparison between model results and experimental data collected on a test bed specifically designed for this study : the HYCARRE bench test.
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