News Lundi 15 juillet 2019 - 14:03

Aurora Liquid Engine, un moteur spatial en fabrication additive

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La société AddUp et neuf étudiants de l’ESTACA (école d’ingénieurs spécialisée dans les transports et les nouvelles mobilités) se sont associés pour réaliser un moteur spatial à propergols liquides. Ce projet de fin d’études baptisé « Aurora Liquid Engine », réalisé en partenariat avec les industriels AddUp, ArianeGroup et Air Liquide, a pour but de tester la capacité de la fabrication additive dans le domaine de l’aérospatial en développant, en seulement six mois, un moteur à faible coût .

Un moteur spatial à propergols liquides en inconel 718

Le moteur spatial « Aurora Liquid Engine » est le premier moteur à propergols liquides, oxygène/kérosène, développé à l’ESO (l’association Estaca Space Odyssey). Accompagné de son banc de mise à feu statique, il est conçu pour délivrer une poussée de 100 kg durant 30 secondes. Il est également équipé d’un « circuit à cycle régénératif », qui permet de récupérer une partie de la chaleur de la combustion via la paroi du moteur et de la retransmettre au carburant qui passe dans des canaux situés dans l’épaisseur de la chambre.

Actuellement en phase de test, le projet se concluera sous la forme d'un tir statique sur banc d’essai réalisé sur le site de Vernon d'Ariane Group. Une itération de ce moteur est prévue dans les années à venir et devrait propulser la future fusée de l'ESO, l'association spatiale de l'ESTACA. Durant la phase de développement, la fabrication additive a joué un rôle important en permettant aux étudiants d’optimiser leur moteur pour le rendre imprimable sans support et en une seule pièce.

La fabrication additive de fusion laser sur lit de poudre

Pour concevoir ce moteur, les étudiants de l'ESTACA ont utilisé le procédé́ de fabrication additive métallique de fusion laser sur lit de poudre (Powder Bed Fusion - PBF ou Laser Beam Melting - LBM). Cette technologie permet, grâce à l’utilisation de poudre de métal et d’un laser de faible diamètre, de réaliser par couches successives des pièces qui allient précision, qualité de surface, santé matière et niveau de contraintes internes. Grâce à la machine FormUp 350 d'AddUp, les étudiants ont ainsi pu effectuer des tests à petite échelle sur des nouvelles solutions innovantes dans le domaine de la propulsion spatiale liquide telles que la chambre de combustion et la tuyère imprimées 3D en métal, le choix d’un type d’injection en triplet, mais aussi l’optimisation de forme de canal de refroidissement.

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