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Concept
Tuyère aerospike
Résumé
La tuyère aerospike est un type de tuyère expérimenté sur les moteurs-fusées à ergols liquides qui permet d'optimiser l'efficacité de la propulsion dans une large gamme d'altitudes ( = de pression atmosphérique). Un moteur-fusée équipé d'une tuyère aerospike utilise 25 à 30 % de carburant en moins à basse altitude là où les lanceurs ont besoin des poussées les plus importantes. Ce type de tuyère fait l'objet d'études depuis le début de l'ère spatiale mais sa mise au point se heurte au problème de refroidissement de la rampe qui canalise le jet de gaz. Seuls des prototypes de ce type de tuyère ont été construits. La tuyère aerospike joue notamment un rôle central dans l’architecture des projets de lanceurs orbitaux monoétages (SSTO) dont les moteurs doivent fonctionner dans une gamme de pression allant de la pression au niveau de la mer jusqu'au vide.
La terminologie utilisée dans la littérature autour de ce sujet est quelque peu confuse, le terme aerospike a été utilisé pour une tuyère en pointe tronquée avec une injection de gaz, formant une « pointe d'air » (« air spike » en anglais) pour compenser l'absence de pointe. Toutefois, souvent, une tuyère en pointe non tronquée est maintenant appelé aerospike.
thumb|upright=1.5|Comparaison entre un moteur-fusée classique et un moteur Aerospike linéaire.
Tuyère
Les moteurs-fusées classiques ne donnent le meilleur de leur performance qu'à une altitude donnée. Le rendement du moteur-fusée est en effet déterminé par la forme de la tuyère qui est fixe. Dans celle-ci, les gaz brûlés se détendent et transforment leur énergie thermique en énergie cinétique à l'origine de la poussée qui propulse la fusée. La forme et la longueur de la tuyère déterminent la pression de sortie des gaz brûlés ; or pour que le moteur fonctionne à son meilleur rendement, il est nécessaire que cette pression de sortie soit égale à la pression atmosphérique externe. Pour optimiser la poussée du moteur, il serait nécessaire que la pression des gaz en sortie diminue progressivement (allongement de la tuyère et évolution de sa forme) au fur et à mesure que la fusée s'élève et que la pression atmosphérique ambiante diminue.
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