La startup ukrainienne Promin Aerospace teste le moteur d’une nouvelle fusée « auto-dévorante » › Geeky News

Olga Ozhogina est une journaliste spatiale ukrainienne, journaliste et photojournaliste. Elle a contribué cet article à Expert Voices: Op-Ed & Insights de Space.com via le centre de presse de Promin Aerospace, une startup ukrainienne de fusées.

Malgré les événements qui se déroulent en Ukraine, les entreprises ukrainiennes continuent de travailler et de développer des technologies spatiales. Promin Aerospace est l’une de ces entreprises qui surmonte la perturbation sans précédent de la vie normale.

Promin Aerospace a prouvé au cours des derniers mois son concept d’une fusée auto-combustible unique, une idée basée sur la technologie autophagique ou «auto-dévorante». La société a déjà mené les trois premières expériences sur le moteur de son concept de lanceur, ce qui a permis d’améliorer la conception et de vérifier la viabilité de l’idée centrale.

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Le co-fondateur et directeur technique de Promin Aerospace, Vitaly Yemets, a proposé le cœur de la technologie autophagique de l’entreprise, qui intègre une coque constituée d’un propulseur à combustible solide pour une fusée à un étage. La fusée se brûle ou se « consomme » presque entièrement pendant la durée du vol, ne laissant pratiquement aucun débris dans l’espace. De plus, la fusée devient plus efficace à mesure qu’elle monte, se consommant et réduisant sa masse.

Le développement du moteur autophagique est la première étape dans la création d’un lanceur complet qui prend en compte les problèmes de débris spatiaux et de rentrée de pièces de fusée. Ces problèmes deviennent de plus en plus répandus à mesure que de plus en plus de sociétés de fusées deviennent opérationnelles. Les ingénieurs de Promin Aerospace effectuent actuellement d’autres tests sur le moteur pour améliorer la conception et commencer à travailler sur la prochaine étape du concept de fusée autophagique.

« Grâce à cette série d’expériences, nous avons compris ce qui pouvait être amélioré dans la conception du moteur et de la buse », a déclaré Yemets. « En conséquence, nous avons augmenté la vitesse de gazéification avec un nouveau gazogène imprimé sur une imprimante 3D, prouvé l’efficacité du nouvel oxydant et éliminé les épuisements. »

Il serait impossible d’apporter ces améliorations au moteur si les ingénieurs n’étaient pas confrontés à des défis internes à chaque étape des tests ; ces défis ont permis de clarifier ce qui, dans la conception de la construction, devrait être mis à niveau ou modifié. Vous trouverez ci-dessous un résumé de chaque test technique effectué avant et pendant la récente invasion.

Le premier test : une buse aerospike et un nouveau gazogène

Au cours de la récente expérience, des tests ont été effectués sur un nouveau gazogène dans lequel une barre de combustible solide est convertie en gaz et envoyée au moteur. Ce gazogène a été construit en utilisant l’impression 3D.

Le nouveau gazogène a augmenté le taux de conversion du polymère en gaz de deux à trois fois par rapport aux tests précédents menés avec des gazogènes fabriqués à l’aide de techniques traditionnelles. Ceci a été réalisé grâce à l’augmentation de la surface de gazéification, la surface complexe obtenue par impression laser.

L’expérience a duré environ 152 secondes. Du combustible gazeux a été utilisé pour le démarrage, puis du combustible solide a été alimenté de manière stable dans le gazogène à l’aide d’un moteur expérimental. La vitesse d’alimentation était de 6 à 8 millimètres par seconde.

Les ingénieurs ont également effectué leur tout premier test d’une buse aérospike, qui a un corps central en forme de cône tronqué à l’intérieur. La première expérience a donné un résultat surprenant — une combustion stable prolongée.

Cependant, 93 secondes après le début de l’expérience, une combustion dans la chambre de combustion a été observée. L’épuisement professionnel s’est produit en raison du manque d’expérience avec une nouvelle modification du gazogène et de la buse aerospike. Les ingénieurs ont déjà développé de nouvelles méthodes pour contrôler les températures moteur acceptables pour la prochaine expérience.

Le PDG Misha Rudominski (à gauche) et le CTO Vitaly Yemets, co-fondateurs de Promin Aerospace (Crédit image : Promin Aerospace)

Le deuxième essai : un moteur modifié

La prochaine expérience menée par les ingénieurs a testé la modification améliorée du moteur. Cette fois, ils ont installé plusieurs sondes pour surveiller la température dans de nombreuses zones du moteur afin d’éviter les brûlures, comme cela s’était produit lors des tests d’incendie précédents, et pour comprendre les détails du flux de chaleur pendant les tests. De plus, la compréhension du champ de température de la modification actuelle fournit une compréhension essentielle des processus réels qui se déroulent à l’intérieur de la chambre de combustion en acier.

La tige de propulseur a été introduite dans le gazéificateur et les paramètres de tir ont été enregistrés avec plusieurs capteurs. La combustion de la tige de propulseur solide, constituée de couches coaxiales d’oxydants et de polymère comme combustible, a été réalisée. Les performances de combustion sont restées stables pendant près de 50 secondes, avec une vitesse d’alimentation mesurée de 1 millimètre par seconde.

Fait intéressant, le démontage et l’inspection après le test ont révélé des détails inattendus. Il y a eu une petite explosion incontrôlée pendant le tir, bien qu’elle n’ait pas provoqué l’interruption du test.

Lors des tests ultérieurs, le gaz de démarrage a été remplacé par un mélange plus sûr pour éviter que cela ne se produise.

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Image du test numéro trois du moteur de la fusée auto-dévorante de Promin Aerospace. (Crédit image : Promin Aerospace)

Le troisième essai : un nouveau comburant et une buse en forme de cloche

Les ingénieurs de Promin Aerospace ont testé les performances avec un nouvel oxydant pour la troisième expérience sur le moteur amélioré. De plus, une buse différente en forme de cloche a été fixée et utilisée. Comme pour l’expérience précédente, plusieurs sondes surveillaient la température dans de nombreuses zones du moteur pour comprendre le flux de chaleur pendant les tests et aider à prévenir l’épuisement, ainsi que des manomètres dans la chambre de combustion et le cylindre pneumatique.

À la suite d’expériences précédentes, les ingénieurs ont introduit la tige de propulseur dans le gazogène tout en enregistrant les paramètres de tir avec plusieurs capteurs. Aucun problème de combustion n’a été trouvé avec le nouvel oxydant. Par rapport à l’expérience précédente (qui est restée stable pendant près de 50 secondes, avec une vitesse d’alimentation mesurée de 1 mm/s), les performances de combustion étaient nettement plus stables et efficaces ; l’expérience est restée stable pendant 268 secondes à une vitesse de 7 mm/s.

L’expérience a duré 277 secondes, y compris l’étape de préchauffage. Cependant, à 268 secondes, une explosion incontrôlée a provoqué la destruction de la construction. Après démontage, il est apparu que les cônes du gazéifieur avaient grillé, ce qui aurait pu provoquer une surchauffe du comburant. Jusqu’à ce point de l’expérience, la pression et les performances du carburant étaient stables, ce qui suggère que le nouveau comburant est incroyablement efficace.

Pour le prochain test, un contrôle de gazogène sera utilisé pour s’assurer que le comburant ne surchauffe pas. De plus, des capteurs de température plus précis seront utilisés et une barrière carburant-oxydant doit être conçue pour éviter d’endommager le moteur lors d’une explosion incontrôlée. Dans l’ensemble, en combinaison avec le gazogène imprimé en 3D, l’oxydant a très bien fonctionné – il a considérablement augmenté l’efficacité.

Une fois toutes les expériences sur le moteur terminées, Promin Aerospace prévoit d’organiser un lancement d’essai suborbital en novembre et un lancement suborbital commercial au début de 2023. Promin Aerospace a l’intention de commencer à travailler sur les lancements orbitaux après avoir conclu les tests suborbitaux.

Promin Aerospace est basée à Kiev et Dnipro. Alors que la Russie a amplifié son invasion en février, Promin Aerospace a pu poursuivre le développement de son concept de fusée autophage pendant que ses employés jonglent avec la défense territoriale.

« Il est extrêmement important pour les entreprises ayant des développements de haute technologie de poursuivre leur travail pendant la guerre », a déclaré Volodymyr Taftay, le chef de l’Agence spatiale d’État d’Ukraine. « Ils sont l’avenir de notre pays et soutiennent désormais son front économique. »

Promin Aerospace a été créé par Vitaliy Yemets et Misha Rudominski en 2021. Il propose une technologie entièrement nouvelle pour créer des lanceurs. Cette technologie rendra les lancements privés disponibles pour toute entreprise, réduisant leur coût et leur temps de préparation tout en ne laissant aucun débris.

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