Space Shuttle Main Engine - Définition

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- Introduction - Introduction - Circuit de l'hydrogène - Circuit de l'oxygène - Spécifications

Circuit de l'oxygène

Principaux composants du SSME

La turbopompe basse pression à oxygène (LPOTP) est une pompe à flux axial entraînée par une turbine à six étages fonctionnant à l'oxygène liquide. Elle porte la pression de l'oxygène liquide de 7 à 29 bar. Le débit sortant de la LPOTP alimente la turbopompe haute pression à oxygène (HPOTP). Durant le fonctionnement du moteur, cette pressurisation permet à la turbine à haute pression de fonctionner à grande vitesse sans caviter. La LPOTP fonctionne à environ 5 150 tr/min. La LPOTP, qui mesure environ 450 par 450 mm, est connectée à la tuyauterie d'entrée et fixée à la structure de la navette.

La HPOTP est constituée de deux pompes centrifuges à un seul étage (une pompe principale et une pompe "preburner") montées sur un arbre commun et entrainées par une turbine à deux étages à gaz chaud. La pompe principale porte la pression de l'oxygène liquide de 29 à 300 bar et fonctionne à environ 28 120 t/min. Le débit sortant de la HPOTP est divisé en plusieurs flux, dont l'un est utilisé pour entraîner la turbine LPOTP. Un autre flux est dirigé vers la vanne principale d'oxygène et entre dans la chambre de combustion principale. Une faible partie du flux est envoyée vers le vaporisateur d'oxygène. L'oxygène liquide traverse un clapet anti-retour qui l'empêche d'entrer dans l'échangeur de chaleur jusqu'à ce que la température soit suffisante pour transformer l'oxygène liquide en gaz. L'échangeur de chaleur utilise la chaleur contenue dans les gaz sortants de la turbine HPOTP pour transformer l'oxygène liquide en gaz. Le gaz est envoyé vers un collecteur avant d'être dirigé vers le réservoir externe pour pressuriser le réservoir d'oxygène liquide. Une autre partie du flux est envoyé vers le deuxième étage de la pompe HPOTP "preburner" pour porter la pression de l'oxygène liquide de 300 à 510 bar. Ce flux alimente l'« oxydizer preburner » (préchambre de combustion de l'oxygène) via la vanne d'oxygène de « l'oxydizer preburner » et le « fuel preburner » (préchambre de combustion de l'hydrogène) via la vanne d'oxygène du « fuel preburner ». La HPOTP mesure environ 600 par 900 mm. Elle est fixée par des brides au collecteur des gaz chauds.

La turbine HPOTP et les pompes HPOTP sont montés sur le même arbre. Le mélange du gaz chaud riche en hydrogène présent dans la turbine et de l'oxygène liquide dans la pompe principale pourrait créer un accident. Pour éviter cela, les deux sections sont séparées par une chambre qui est continuellement balayée par le circuit d'hélium du moteur durant le fonctionnement de ce dernier. Deux joints limitent les fuites vers la chambre : un joint est situé entre la turbine et la chambre et l'autre entre la pompe et la chambre. La perte de pression d'hélium dans cette chambre entraîne l'arrêt automatique du moteur.