Le 19 octobre 2021 à 11h30, le moteur-fusée monolithique à propergol solide, développé par la Chine elle-même et doté de la plus grande poussée au monde, du meilleur rapport impulsion/masse et d'une application imaginable, a été testé avec succès à Xi'an, marquant ainsi une avancée significative dans la capacité d'emport de charges solides de la Chine. Cette modernisation est essentielle pour le développement futur des technologies de lanceurs lourds et de grande taille.
Le développement réussi des moteurs-fusées à propergol solide incarne non seulement le travail acharné et la sagesse d'innombrables scientifiques, mais ne peut pas non plus se passer des contributions de nombreux matériaux chimiques tels que les produits à base de tungstène et de molybdène.
Un moteur-fusée à propergol solide est un moteur-fusée chimique utilisant un propergol solide. Il est principalement composé d'une enveloppe, d'un grain, d'une chambre de combustion, d'une tuyère et d'un dispositif d'allumage. Lors de la combustion du propergol, la chambre de combustion doit résister à une température élevée d'environ 3 200 degrés et à une pression élevée d'environ 2 × 10^7 bar. Étant donné qu'il s'agit d'un composant du vaisseau spatial, il est nécessaire d'utiliser des alliages plus légers et très résistants, tels que des alliages à base de molybdène ou de titane.
L'alliage à base de molybdène est un alliage non ferreux formé par l'ajout d'autres éléments tels que le titane, le zirconium, l'hafnium, le tungstène et les terres rares, le molybdène servant de matrice. Il présente une excellente résistance aux hautes températures, aux hautes pressions et à la corrosion, et est plus facile à usiner que le tungstène. Son poids plus léger le rend plus adapté à une utilisation dans les chambres de combustion. Cependant, la résistance aux hautes températures et d'autres propriétés des alliages à base de molybdène sont généralement inférieures à celles des alliages à base de tungstène. Par conséquent, certaines pièces des moteurs-fusées, comme les chemises de col et les tubes d'allumage, doivent encore être fabriquées avec des alliages à base de tungstène.
Le revêtement de gorge est le matériau de revêtement du col de la tuyère du moteur-fusée à propergol solide. En raison des conditions de fonctionnement difficiles, il doit présenter des propriétés similaires à celles de la chambre à combustible et du tube d'allumage. Il est généralement fabriqué en matériau composite tungstène-cuivre. Ce matériau est un matériau métallique à refroidissement spontané par évaporation, qui permet d'éviter efficacement les déformations volumiques et les variations de performances à haute température. Le principe du refroidissement spontané est que le cuivre de l'alliage se liquéfie et s'évapore à haute température, ce qui absorbe une grande quantité de chaleur et réduit la température de surface du matériau.
Le tube d'allumage est un élément essentiel du dispositif d'allumage du moteur. Il est généralement installé dans la bouche du lance-flammes, mais doit pénétrer profondément dans la chambre de combustion. Par conséquent, ses matériaux constitutifs doivent présenter une excellente résistance aux hautes températures et à l'ablation. Les alliages à base de tungstène présentent d'excellentes propriétés, telles qu'un point de fusion élevé, une résistance mécanique élevée, une résistance aux chocs et un faible coefficient de dilatation volumique, ce qui en fait des matériaux privilégiés pour la fabrication de tubes d'allumage.
On constate que l'industrie du tungstène et du molybdène a contribué au succès de l'essai du moteur-fusée à propergol solide ! Selon Chinatungsten Online, le moteur utilisé pour cet essai a été développé par le Quatrième Institut de recherche de la China Aerospace Science and Technology Corporation. Il a un diamètre de 3,5 mètres et une poussée de 500 tonnes. Grâce à des technologies de pointe telles que les tuyères, ses performances globales ont atteint les meilleurs niveaux mondiaux.
Il convient de noter que cette année, la Chine a effectué deux lancements de vaisseaux spatiaux habités. Le 17 juin 2021 à 9h22, la fusée porteuse Longue Marche 2F transportant le vaisseau spatial habité Shenzhou 12 a été lancée. Nie Haisheng, Liu Boming et Liu Boming ont été lancés avec succès. Tang Hongbo a envoyé trois astronautes dans l'espace ; le 16 octobre 2021 à 0h23, la fusée porteuse Longue Marche 2F Yao 13 transportant le vaisseau spatial habité Shenzhou 13 a été lancée et a transporté avec succès Zhai Zhigang, Wang Yaping et Ye Guangfu dans l'espace. Envoyé dans l'espace.
Date de publication : 19 décembre 2021