RL-10 (moteur-fusée)

Le RL-10 est un moteur-fusée à ergols liquides américain développé par le motoriste Pratt & Whitney pour le compte de la NASA. Au début des années 1960 l'agence spatiale américaine avait besoin d'un étage supérieur performant pour les fusées chargées de lancer les sondes spatiales. Le RL-10 est le premier engin produit en série à utiliser l'hydrogène liquide comme carburant ; son développement joue un rôle essentiel dans la réussite du programme Apollo en permettant la mise au point de ce nouveau type de propulsion qui sera utilisé par le moteur J-2 du lanceur lunaire Saturn V.

RL-10

RL-10B-2 installé sur une Delta IV
Caractéristiques
Type moteur Cycle à expandeur
Ergols LH2/LOX
Poussée 66,7 kN
Impulsion spécifique 433 s (vide)
Rallumage Oui
Masse 135 kg
Hauteur 4,14 m
Diamètre 2,13 m
Rapport poussée/poids 40:1
Durée de fonctionnement 700 secondes
Modèle décrit RL-10B-2
Utilisation
Utilisation 2e étage Centaur
Lanceur Atlas
Titan
Delta IV
Saturn I
Vulcan
Premier vol 1962
Statut En production
Constructeur
Pays États-Unis
Constructeur Pratt & Whitney

C'est un moteur particulièrement performant grâce à l'utilisation de la combinaison d'ergols hydrogène/oxygène. Sa poussée est optimisée par le choix d'une architecture de type flux intégré : les gaz en sortie de la turbine qui actionne la turbopompe sont réinjectés dans la chambre de combustion.

Le premier test au sol du RL-10 a eu lieu en 1959 et le premier vol en 1963[1]. En 2003, 350 moteurs avaient été produits pour propulser différents types de lanceurs[2]. Le RL-10 a équipé par le passé le deuxième étage S-IV de la fusée Saturn I (6 × RL-10) et l'étage Centaur (2 × RL-10) des fusées Atlas et Titan. Il avait été retenu pour les futurs module lunaire Altair du programme Constellation abandonné en 2010. Il propulse aujourd'hui le second étage des lanceurs lourds américains (EELV Delta IV (1 × RL-10B-2) et Atlas V (2 × RL-10A-4-2).

À l'origine, le moteur pèse 135 kg et développe une poussée de 6,7 tonnes dans le vide avec une impulsion spécifique de 433 secondes. La version moderne la plus puissante, le RL-10B-2, pèse 277 kg et développe une poussée dans le vide de 11 tonnes avec une impulsion spécifique de 464 secondes.

Versions
Version Status Premier vol Masse Poussée Isp (vide) Hauteur Diamètre Rapport poussée sur poids Rapport comburant / combustible Rapport d'extension Pression de la chambre de combustion Temps d'utilisation Étage associé Notes / Sources
RL10A-1 Retiré 1962 131 kg 66,7 kN 425 s 1,73 m 1,53 m 52:1 40:1 430 s Centaur A Prototype
[3],[4],[5]
RL10A-3 Retiré 1963 131 kg 65,6 kN 444 s 2,49 m 1,53 m 51:1 5:1 57:1 32,75 bar 470 s Centaur B/C/D/E
S-IV		 [6]
RL10A-4 Retiré 1992 168 kg 92,5 kN 449 s 2,29 m 1,17 m 56:1 5.5:1 84:1 392 s Centaur IIA [7]
RL10A-4-1 Retiré 2000 167 kg 99,1 kN 451 s 1,53 m 61:1 84:1 740 s Centaur IIIA [8]
RL10A-4-2 En cours de production 2002 167 kg 99,1 kN 451 s 1,17 m 61:1 84:1 740 s Centaur IIIB
Centaur V1
Centaur V2		 [9],[10]
RL10A-5 Retiré 1993 143 kg 64,7 kN 373 s 1,07 m 1,02 m 46:1 6:1 4:1 127 s DC-X [11]
RL10B-2 En cours de production 1998 277 kg 110 kN 462 s 4,14 m 2,13 m 40:1 5.88:1 280:1 44,12 bar 5 m : 1 125 s
4 m : 700 s		 DCSS [12],[13]
RL10B-X Annulé 317 kg 93,4 kN 470 s 1,53 m 30:1 250:1 408 s Centaur B-X [14]
CECE Projet de démonstration 160 kg 66,7 kN, throttle to 5–10% 445 s 1,53 m [15],[16]
RL10C-1 En cours de production 2014 190 kg 101,8 kN 449,7 s 2,22 m 1,44 m 57:1 5.5:1 130:1 2 000 s Centaur SEC
[17],[18],[19],[10]

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

Notes et références
  1. (en) George Sutton, History of liquid propellant rocket engines, American Institute of Aeronautics and Astronautics,
  2. « Renowned Rocket Engine Celebrates 40 Years of Flight » [archive du ], Pratt & Whitney,
  3. Mark Wade, « RL-10A-1 » (version du 15 novembre 2011 sur l'Internet Archive),
  4. (en) Roger E. Bilstein, Stages to Saturn; A Technological History of the Apollo/Saturn Launch Vehicles, Washington, D.C., NASA History Office, (lire en ligne), chap. 5 (« Unconventional Cryogenics: RL-10 and J-2 »)
  5. « Atlas Centaur », Gunter's Space Page (consulté le )
  6. Mark Wade, « RL-10A-3 » (version du 6 décembre 2011 sur l'Internet Archive),
  7. Mark Wade, « RL-10A-4 » (version du 15 novembre 2011 sur l'Internet Archive),
  8. Mark Wade, « RL-10A-4-1 » (version du 17 novembre 2011 sur l'Internet Archive),
  9. Mark Wade, « RL-10A-4-2 » (version du 30 janvier 2012 sur l'Internet Archive),
  10. « RL10 Engine », Aerojet Rocketdyne
  11. Mark Wade, « RL-10A-5 » (version du 15 novembre 2011 sur l'Internet Archive),
  12. Mark Wade, « RL-10B-2 » (version du 4 février 2012 sur l'Internet Archive),
  13. « Delta IV Launch Services User's Guide, June 2013 », sur ULA Launch (consulté le )
  14. Mark Wade, « RL-10B-X » (version du 15 novembre 2011 sur l'Internet Archive),
  15. « Commons Extensible Cryogenic Engine » (version du 4 mars 2012 sur l'Internet Archive), Pratt & Whitney Rocketdyne
  16. « Common Extensible Cryogenic Engine - Aerojet Rocketdyne », sur www.rocket.com (consulté le )
  17. « Cryogenic Propulsion Stage », NASA (consulté le )
  18. « Atlas-V with RL10C powered Centaur », sur forum.nasaspaceflight.com (consulté le )
  19. « Evolution of Pratt & Whitney's cryogenic rocket engine RL-10 » (version du 3 mars 2016 sur l'Internet Archive)
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