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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX ENGINS A MOTEUR-FUSEE A AU MOINS DEUX LIQUIDES,
NOTAMMENT AUX FUSEES DE CE GENRE.
L'invention est relative aux engins à moteur-fusée à au moins deux liquides; et elle concerne plus particulièrement parce que c'est dans leur cas que son application semble devoir présenter le plus d'intérêt, mais non exclusivement,, parmi ces engins, les fusées à au moins deux liquides:
Il paraît dès à présent opportun pour écarter toute ambiguité au sujet du domaine d9application de? l'invention, de commencer certaines expressions employées dans le cours de la description et, notamment, dans le paragraphe précédent qui a précisément pour objet de définir lesusdit domamaine d'application.
On qualifie de "système" 1-'ensemble du combustible et du comburant réagissant dans la chambre de'combustion d9un moteur à combustion.
On entend, d9une façon générale, par l'expression "engin à moteur-fusée à au moins deux liquides". tout engin muni d'un moteur à combustion alimenté par un système comportant, 'à bord de l'engin, à la fois du combustible et du comburant (par opposition aux systèmes empruntant le comburant dans le milieu ambiant), ces composantes (combustiblesest comburant) du système étant sous forme liquide Cette définition englobe aussi bien les engins à moteur-fusée pour lesquels le système à deux liquides est hypergolique, c'est-à-dire constitué par un combustible et un comburant s'enflammant spontanément lorsqu'ils sont mis en présence l'un de l'autre, que ceux pour lesquels le système à deux liquides n'est pas hypergolique, c'est-à-6. dire nécessite un dispositif d9allumage spécial.
Il y a lieu de noter que cette définition générale ne préjuge en aucune façon des fins ni des modes d'utilisation de la veine gazeuse résultant de la réaction des deux composanteso Lorsque cette veine gazeuse est utilisée à des fins de propulsion
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de l'engin sous ferme d'au moins un jet réactif, 19engin est qualifié de 'fusée à au moins deux liquides"o
L'invention a pour but, surtout, de rendre tels, les engins du genre en question, qu'ils répondent mieux que jusqu'à ce jour aux divers desiderata de la pratique
Elle consiste, principalement - et en même temps qu'à faire comporter aux engins du genre en question, pour contenir respectivement les réserves des liquides du système d'alimentation, un réservoir central et au moins un réservoir annulaire entourant ledit réservoir central,
la paroi externe dudit réservoir annulaire étant raccordée, vers l'arrière, à la paroi de la chambre de combustion du moteur-fusée -- à affecter le réservoir annulaire au comburant et à constituer sa paroi externe en un métal léger, avantageusement en aluminium ou alliage d'aluminium, le raccordement de la susdite paroi externe à la paroi de la chambre dde combustion étant réalisé à l'aide d'un dispositif, par exemple à filetage, excluant l'utilisation de soudure ou de rivetso
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-aprèso
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application (celui pour lequel on Inappliqué aux fusées à au moins deux liquides), ainsi que certains modes-de réalisation,
des susdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les engins du genre en question comportant application de ces mêmes dispositions, ainsi que les éléments spéciaux propres à leur établissement.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément, et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indicationo
La figure 1, de ces dessins, représente de façon schématique et en élévation avec parties coupées, une fusée à deux liquides établie con- formément. à l'invention.
Les figures 2 à 4, enfin, représentent, à plus grande échelle, en élévation avec demi-coupe axiale, trois modes de réalisation de la zone de raccordement d'un réservoir extérieur et d'une chambre -:de combùstion comportés par la susdite fusée
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de sesediverses parties.auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant, par exemple, d'établirune fusée à deux liquides, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
On fait comporter à cet engin, de façon en soi connue, un réservoir central A et un réservoir annulaire B entourant ledit réservoir central, la paroi externe 1 dudit réservoir annulaires constituant l'enveloppe du corps de la fusée et étant raccordée, -dune part, vers Pavant, à une ogive 2 abritant notamment la charge à véhiculer etle dispositif de mise en pression des réservoirs, - et d'autre part, vers l'arrière, à l'aide d'un dispositif de raccordement dont il sera plus explicitement parlé ci-après, à la paroi 3a d'une chambre de combustion 3 se prolongeant par une tuyère réactive 4.
Cela étant, on prévoit, entre les réservoirs A et B et la cham-
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bre de combustion 3, une buse d9injection 5 dans laquelle sont ménagés des passages calibrés destinés à permettre 1-'écoulement, vers la susdite cham- bre de combustion, des liquides contenus respectivement dans chacun des susdits réservoirs
Il convient ici, pour mieux mettre en évidence la disposition essentielle de l'invention et les,avantages inhérents à cette disposition de rappeler brièvement certaines notions qui doivent être prises en considération, tant pour les affectations respectives des réservoirs A et B (combustible ou comburant) que pour le choix de la matière constitutives des susdits réservoirs.
On sait qu'il est avantageux d'établir le réservoir destiné à contenir le comburant (corps, ou mélange de corps, oxydant tel, par exemple, que l'acide nitrique) en un métal léger, généralement en aluminium ou en un alliage de ce métal, un tel métal résistant à l'action oxydante du comburant et présentant,, en outre, l'avantage d'être léger.
Par ailleurs, la paroi externe dmréservoir annulaire doit pouvoir être raccordée, vers l'arrière, à la chambre de combustion du moteurfusée à l'aide de moyens capables de résister aux températures et aux efforts mis en jeu dans cette partie de l'engin lors du fonctionnement de ce dernier, les susdits moyens devant en outre-ne compromettre en aucune façon 1-'étanchéité du réservoir annulairee
Or, il se trouve que les métaux légers (métaux qui présentent une résistance suffisante à l'action corrosive de l'oxydant) ne se prêtent pas à l'utilisation des moyens de raccordement par soudure ou par rivets qui avait été envisagée, jusqu'à ce jour,pour réunir le réservoir annulaire à la chambre de combustion de-l'engin.
Compte tenu de ces considérations, on avait donc été amené, d'une part, à loger l'oxydant dans le réservoir central que l'on établissait alors en métal léger, et, d'autre part, à loger le combustible dans le réservoir annulaire dont on constituait alors la paroi externe en acier, ce métal se prêtant à l'utilisation, dans les conditions de fonctionnement de l'engin, de moyens de raccordement à soudure ou à rivets.
On conçoit aisément que cette solution présentait certains inconvénients parmi lesquels on peut citer - l'accroissement de poids de l'engin résultant de l'utilisation d'un métal relativement lourd (acier) pour constituer la paroi externe du réservoir annulaire - et le fait que, le comburant présentant un volume bien supérieur à celui du combustible, on était conduit à attribuer au réservoir central, et par suite également à l'ensemble de l'engin, une section transversale importante.
Conformément à la disposition principale de l'invention, on remédie à ces inconvénients; - en affectant le réservoir annulaire B au comburant, - en constituant la paroi externe 1 dudit réservoir annulaire en un métal léger, par exemple en aluminium ou en un alliage de ce métal; - en constituant également en un métal léger, par exemple, encore en aluminium bu en un alliage de ce métal, le réservoir central A dont la face externe constitue la paroi interne du résrvoir annulaire B et se trouve, de ce fait, au contact du comburant,
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- et.en réalisant le raccordement de la paroi externe 1 du réservoir annulaire B à la paroi 3a de la chambre de combustion 3 à l'aide d'un dispositif, par exemple à filetage, ne nécessitant ni soudure ni rivets.
De cette façon, - d'une part, il est possible d'attribuer au réservoir central une section moindre que dans le cas où ledit réservoir était affecté au comburant dont le volume est de l'ordre de trois fois celui du combustible, cette caractéristique se traduisant par une réduction de la section transversale du corps de la fusée, - d-autre part, on obtient un allégement considérable de l'ensemble de l'engin grâce à l'utilisation d'un métal léger pour la paroi externe du réservoir annulaire et, d'autre part, enfin, on réalise, entre la susoite paroi externe et la paroi de la chambre de combustion, un raccordement ne compromettant pas l'étanchéité du réservoir annulaireo
Bien que l'on puisse encore, compte tenu de ce qui vient d'être dit,
s'y prendre de multiples manières pour constituer le dispositif de raccordement destiné à réunir la paroi externe 1 du réservoir annulaire B à la paroi 3a de la chambré de combustion 3, il semble plus particulièrement avantageux d'avoir recours, à cet effet, à l'un des trois modes de réalisation qui vont être plus explicitement décrits à titre d'exemple et selon lesquels on agence le susdit dispositif de raccordement de telle façon qu' il contribue à assurer en outre le maintien de la buse 50
Selon le premier de ces modes de réalisation, qu'illustre la figure 2, - on constitue le dispositif de raccordement par un manchon 6 présentant substantiellement le même diamètre extérieur que la paroi externe 1 du réservoir annulaire B, - on ménage, sur la paroi externe de ce manchon et vers l'arrière,
un rétreint sur lequel on vient emmancher à force la paroi 3a de la chambre de combustion, -on prévoit, sur la face interne de ce manchon 6 et vers l'avant un taraudage 6a, - on fait comporter, à l'extrémité arrière de la paroi externe 1 du réservoir annulaire, un renflement la fileté extérieurement et présentant un diamètre externe légèrement inférieur à celui de la paroi 1 en sorte que, une fois le manchon de raccordement 6 vissé sur le susdit renflement, les parois externes de la chambre de combustion, du manchon et, du réservoir se trouvent dans le prolongement Ies unes des autres, - et, avantageusement, on prévoit, à l'intérieur du manchon de raccordement 6,
un épaulement 6b contre la face avant duquel puisse venir prendre appui la buse 5 cette dernière étant alors bloquée dans cette position ( de préférence par l'action de portées coniques a et b prévues respectivement sur l'extrémité arrière du renflement et à la périphérie de la-buse 5) par le renflement la lors de la mise en place de la paroi externe du réservoir annulaire
Le mode de réalisation qu'illustre la figure 3 diffère du précédent par le fait que le renflement 1 , au lieu d'être monobloc, est constitué par une frette sertie à l'extrémité arrière du réservoir 1, ladite extrémité arrière étant rétrécie de façon à pouvoir recevoir cette frette sans que cette dernière fasse saillie par rapport au contour apparent de
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la paroi externe 1 du réservoir annulaire .
Enfin, le mode de réalisation faisant l'objet de la figure 4 dif- fère du précédent par le fait que la frette la est en contact,vers l'arrière avec la partie rétreinte de la paroi externe 1 par une surface tronconique c appartenant à un cone dont le sommet est situé sur l'axe de l'engin et dirigé vers l'avant, ce grâce à quoi 1 susdite frette donne naissance à une réaction à composante axiale contribuant au blocage de la buse 5 contre 1' épaulement 6bo
En suite de quoi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose, finalement, d'une fusée à deux liquides dont l'organisation in- terne est plus rationnelle que celle des fusées antérieures et dont les avantages, inhérents à cette organisation, résultent suffisamment clairement de la description qui vient d'en être faite pour qu'il soit inutile d'entrer à ce sujet,
dans aucune explication complémentaireo
Comme il va de soi et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention, ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués ;
elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes
REVENDICATIONS
1.- Engin à moteur-fusée à au moins deux liquides,notamment fusée de ce genre, comportant, pour contenir respectivement les réserves des liquides du système d'alimentation, un réservoir central et au moins un réservoir annulaire entourant ledit réservoir central, la paroi externe dudit réservoir annulaire étant raccordée, vers l'arrière, à la paroi de la chambre de combustion du moteur-fusée, caractérisé par le fait que le réservoir annulaire est affecté au comburant et que sa paroi externe est constituée en un métal léger, avantageusement en aluminium ou alliage d'aluminium, le raccordement de la susdite paroi externe à la paroi de la chambre de combustion étant réalisé à l'aide d'un dispositif, par exemple à filetage, excluant l'utilisation de soudure ou de rivets.