Merlin (moteur-fusée)
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Moteur-fusée
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| Type moteur | Cycle générateur de gaz |
|---|---|
| Ergols | RP-1 / Oxygène liquide |
| Poussée | 934 kNewtons (dans le vide) |
| Pression chambre combustion | > 110 bars |
| Impulsion spécifique | 348 s (vide) |
| Rallumage | Oui |
| Poussée modulable | 40-100 % |
| Moteur orientable | Oui |
| Moteur réutilisable | 10 fois |
| Masse | 490 kg (à sec) |
| Hauteur | 2,7 m |
| Diamètre | 2,5 m |
| Rapport poussée/poids | 74,5 |
| Rapport de section | 165 |
| Durée de fonctionnement | 397 s |
| Modèle décrit | 1DV+ |
| Autres versions | 1D+ |
| Utilisation | Premier étage (1D+) étage supérieur (1DV+) |
|---|---|
| Lanceur |
Falcon 1, Falcon 5, Falcon 9, Falcon Heavy |
| Premier vol | 24 mars 2006 |
| Statut | En production |
| Pays |
 États-Unis |
|---|---|
| Constructeur | SpaceX |
Le moteur-fusée Merlin est un propulseur développé par la société américaine SpaceX et utilisé par les lanceurs Falcon 1, Falcon 9, Falcon Heavy ainsi que la Falcon 5 qui n'a jamais été lancée. Ce moteur-fusée à ergols liquides brûle de l'oxygène liquide et du RP-1 (une variante du kérosène) qui constitue le mélange le plus utilisé par les moteurs développés récemment. Le Merlin a une poussée qui est passée progressivement au fil des versions de 32 tonnes pour la version 1A de 2006 à 93 tonnes de poussée pour la version DV+ produite à partir de 2016. Le circuit d'alimentation repose sur une turbopompe unique alimentée par un générateur à gaz. La pression dans la chambre de combustion atteint 110 bars ce qui permet d'obtenir une impulsion spécifique de 348 secondes pour la version fonctionnant dans le vide. Le moteur orientable peut être redémarré plusieurs fois. Sa poussée est modulable de 40 à 100 %. Le rapport poussée/poids est particulièrement performant (198 pour la version 1D). Le moteur est utilisé aussi bien sur le premier étage que sur l'étage supérieur avec dans ce dernier cas une tuyère allongée (rapport de détente > 117). Ce moteur est enfin conçu pour être réutilisable.
Le moteur Merlin 1A est conçu pour les nouveaux lanceurs Falcon 1 et Falcon 9 développés par la société américaine SpaceX. Cet établissement est fondé en 2002 par Elon Musk, qui a décidé d'investir dans l'industrie astronautique une partie de la fortune gagnée en vendant les sociétés PayPal et Zip2 Corporation dont il était propriétaire. Le moteur développé devait être peu coûteux et fiable. Pour atteindre cet objectif, l'architecture est simple et utilise des techniques éprouvées. Le moteur tolère des fluctuations dans sa température de fonctionnement et le ratio du mélange d'ergols. La chambre de combustion utilise un injecteur à aiguille simple et robuste reprenant une technologie particulièrement fiable développée pour le moteur du module lunaire Apollo. Afin de réduire son coût de fabrication, le Merlin comprend un minimum de pièces : il est alimenté par une unique turbopompe qui met sous pression à la fois le carburant (kérosène) et le comburant (oxygène). La turbopompe, qui est mise en mouvement par un générateur de gaz, alimente également en kérosène sous pression le système hydraulique qui permet d'orienter la poussée du moteur (sur la version utilisée sur le lanceur Falcon 1, la tuyère qui évacue les gaz produits par le générateur de gaz est orientable et la poussée est utilisée pour orienter en roulis). La turbopompe est mise en rotation initialement par l'injection d'hélium sous pression. La mise à feu est obtenue en injectant un mélange hypergolique de triéthylaluminium et de triéthylborane à la fois dans le générateur de gaz et dans la chambre de combustion. Cette méthode d'allumage classique sur les moteurs-fusées à ergols liquides cryogéniques démarre la combustion de l'oxygène et du kérosène qui sont injectés en parallèle. En application du principe de simplicité la première version du Merlin utilisa un revêtement ablatif pour son refroidissement. Mais le système, jugé peu performant et nettement plus lourd, est abandonné à partir du modèle 1C au profit d'un système de refroidissement utilisant le kérosène qui circule dans la paroi de la chambre de combustion et de la tuyère. La version utilisée sur le deuxième étage du Falcon 9 dispose d'une tuyère allongée optimisée pour le fonctionnement dans le vide et peut être rallumé plusieurs fois. À partir de la version 1D, la poussée est modulable et peut être abaissée selon des sources non confirmées jusqu'à 30 % de la poussée nominale[1],[2].
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