LR-87 - LR-87

LR87

Moteur de fusée XLR87
Pays d'origine	États Unis
Fabricant	Aérojet
Application	Titan Moteur principal
Moteur à carburant liquide
Propergol
Cycle	Générateur de gaz
Performance
Poussée (vide)	733 kN
Poussée (SL)	LR87-3 : 647 kN
Pression de la chambre	40–59 bars
Je sp (vac.)	2 840 N-s/kg (290 s)
Je sp (SL)	2 510 N-s/kg (256 s)
Dimensions
Longueur
Diamètre	1,14  m
Poids sec	839 kilogrammes

Moteur LR87 au National Museum of the United States Air Force, Dayton, Ohio

Titan IVB premier étage montrant le moteur LR87

Titan I LR87 à Cordele, Géorgie

Le LR87 était un moteur- fusée américain à propergol liquide utilisé sur les premiers étages des missiles balistiques intercontinentaux et des lanceurs Titan . Composé de deux moteurs avec des chambres de combustion séparées et des machines à turbopompe , il est considéré comme une seule unité. Le LR87 effectua son premier vol en 1959.

Le LR87 a été développé à la fin des années 1950 par Aerojet . C'était le premier moteur de fusée de production capable (dans ses différents modèles) de brûler les trois combinaisons de propergol liquide les plus courantes : oxygène liquide / RP-1 , tétroxyde d'azote (NTO) / Aerozine 50 (un mélange 50:50 en masse d' hydrazine et UDMH ) et oxygène liquide / hydrogène liquide . Le moteur fonctionnait sur un cycle de générateur de gaz ouvert et utilisait une chambre de combustion refroidie par régénération. Pour chaque ensemble de chambre de poussée, une seule turbine à grande vitesse a entraîné les pompes centrifuges à carburant et à comburant à basse vitesse par l'intermédiaire d'un engrenage, une configuration conçue pour une efficacité élevée de la turbopompe. Cela a réduit la consommation de carburant dans le générateur de gaz et amélioré l'impulsion spécifique. Le LR87 a servi de modèle au LR-91 , qui a été utilisé dans le deuxième étage du missile Titan.

Le LR87 était un moteur à poussée fixe, qui ne pouvait être ni étranglé ni redémarré en vol. Le LR87 a fourni environ 1 900 kilonewtons (430 000 livres) de poussée dans sa configuration hypergolique. Les premiers moteurs LR87 utilisés sur le Titan I brûlaient du RP-1 et de l'oxygène liquide. L'oxygène liquide étant cryogénique , il ne pouvait pas être stocké dans le missile pendant de longues périodes et devait être chargé avant que le missile puisse être lancé. Pour le Titan II , le moteur a été converti pour utiliser de l'Aerozine 50 et du tétroxyde d'azote, qui sont hypergoliques et stockables à température ambiante. Cela a permis aux missiles Titan II d'être entièrement alimentés et prêts à être lancés à court préavis.

Pour les Titan III et IV , qui étaient des lanceurs spatiaux plus grands et plus performants, le LR87 a été encore modifié. Le rapport de poussée et de surface de buse a été progressivement augmenté, nécessitant des turbopompes, des tuyaux et d'autres pièces plus lourds.

Variantes

LR87-3

Utilisé sur le Titan I , le LR87-3 brûlait de l'oxygène liquide et du RP-1. Après le retrait du programme de missiles Titan, ces moteurs n'ont plus été utilisés. Le LR87-3 fonctionnait également avec NTO/Aerozine 50 et testé au sol avec LOX/H2 (avec une nouvelle pompe à carburant), ce qui en fait l'un des très rares moteurs à avoir fonctionné avec trois combinaisons de propergols différentes.

LR87-5

Au lieu d'oxygène liquide et de RP-1, le Titan II utilisait du tétroxyde d'azote et de l'Aerozine 50. Ce changement a été fait pour la capacité de stockage à la demande de l'US Air Force. Le moteur était généralement plus léger et plus simple que son prédécesseur, en partie grâce à l'utilisation de propulseurs hypergoliques , qui n'ont pas besoin d'un système d'allumage indépendant. Les moteurs avaient également des commandes plus simples, des cartouches à propergol solide pour démarrer les turbopompes, des injecteurs simplifiés et une pressurisation autogène , remplaçant les lourds réservoirs d'hélium froid. Au lieu de cela, le réservoir de carburant a été pressurisé avec un échappement de générateur de gaz riche en carburant, et le réservoir d'oxydant avec NTO s'est évaporé dans un échangeur de chaleur utilisant un échappement de turbine.

À partir de 1984, les missiles Titan II ont été mis hors service et sont devenus disponibles comme lanceurs. Leurs moteurs ont été modifiés pour cet usage.=

LR87-7

Le LR87-5 a été adapté aux besoins du programme Gemini . Le LR87-7 avait ajouté des redondances et des fonctions de sécurité pour la certification d'évaluation humaine . Les performances étaient similaires à celles de la version précédente, réduisant uniquement la pression de la chambre et la poussée de la buse pour répondre aux exigences humaines. Cette version n'a été utilisée que sur le Titan II GLV .

LR87-9

Utilisé sur les Titan IIIA, IIIB et IIIC.

LR87-11/LR-87-11A

Utilisé sur Titan 24B, 34B, IIIBS, IIID, 34D, 34D7, IIIE. Le LR-87-11A a été utilisé sur le Titan IV A/B.

LR87 LH2

Modifié pour brûler l'oxygène liquide et l'hydrogène liquide. Le développement a coïncidé avec d'autres variantes de la fin des années 1950. Par rapport au -3, il présentait un certain nombre de changements liés à l'utilisation d'hydrogène liquide plus léger et plus froid. Les injecteurs de carburant ont été considérablement modifiés et la pompe RP-1 a été remplacée par une pompe à hydrogène à un étage spécialement conçue. Développé de 1958 à 1961, un total de 52 tests statiques ont été effectués sans problème sérieux. Aerojet a participé au processus de sélection d'un nouveau moteur pour le deuxième étage des Saturn IB et Saturn V . Bien que LR87 LH2 ait été le meilleur dans 10 des 11 critères, la NASA a sélectionné le J-2 de Rocketdyne . Les leçons apprises ont été utilisées lors du développement de l'Aerojet M-1 . Il n'a été construit qu'avec 1 chambre.

Comparatif des moteurs

Voir également

• AJ-10
• RL10
• Titan (fusée)
• Moteur de fusée utilisant du carburant liquide

Les références

Liens externes

• Encyclopédie Astronautica
• Musée national de l'USAF, Ohio
• Aérojet LR87