grain

Un grain est le bloc monolithique de propergol solide chargé dans un moteur de fusée à propergol solide. Contrairement aux moteurs à propergol liquide qui brûlent du carburant et un comburant mélangés dans une chambre de combustion, un moteur de fusée à propergol solide contient toute sa charge de propergol sous la forme d'un seul grain préformé, qui s'allume et brûle dès le démarrage du moteur jusqu'à ce que le propergol soit consommé. La géométrie du grain, sa composition et son taux de combustion sont fixés à la fabrication; une fois allumé, le moteur ne peut pas être modulé, arrêté ou redémarré.

Les grains sont fabriqués à partir d'un mélange de carburant (généralement du perchlorate d'ammonium comme comburant, de la poudre d'aluminium comme carburant et un liant polymère tel que le polybutadiène à terminaison hydroxyle) coulé dans un boîtier métallique ou composite. La géométrie interne du grain est critique: une section transversale en étoile, tubulaire ou finocyl crée une surface initiale plus grande et une poussée plus élevée qu'un cylindre simple, permettant aux concepteurs de modeler la courbe de poussée. Au fur et à mesure que le grain brûle, cette surface recule vers l'intérieur dans un processus appelé régression, ce qui modifie le taux de combustion et la pression à l'intérieur du moteur à mesure que la géométrie diminue pendant le vol.

Dans la maintenance aéronautique, les grains sont rencontrés dans les groupes auxiliaires de puissance, les systèmes d'alimentation de secours et les cartouches de sièges éjectables plutôt que dans la propulsion principale. Les grains d'APU brûlent généralement en quelques secondes à quelques minutes, générant des gaz chauds pour faire tourner une turbine. L'intégrité mécanique du grain est extrêmement importante: des fissures, des vides ou des inclusions dans le propergol peuvent provoquer des pics de pression et une défaillance du moteur. Les dommages environnementaux dus à l'humidité, à la chaleur ou à l'exposition aux UV dégradent les propriétés du liant et modifient les caractéristiques de combustion, rendant essentiel un stockage approprié dans des conditions de température et d'humidité contrôlées.

Le terme grain dérive du grain de poudre, une unité de masse historiquement utilisée pour les munitions. Les charges de propergol solide étaient à l'origine granulaires, d'où le nom est resté même si les grains modernes sont des moulages monolithiques. Les techniciens ne doivent jamais tenter d'inspecter, d'usiner ou de réparer un grain après sa consolidation; toute brèche de la surface du propergol ou du boîtier risque de créer un danger de détonation. La manipulation, le transport et l'assemblage des moteurs à grain sont strictement réglementés selon les protocoles des munitions explosives.