d'appoint

Un propulseur d'appoint est un moteur de fusée à propergol solide ou liquide monté extérieurement sur le véhicule de lancement principal, regroupé symétriquement autour du premier étage pour fournir une poussée supplémentaire pendant les premières secondes du vol. La navette spatiale Orbiter transportait deux propulseurs d'appoint à propergol solide (SRB) attachés à son réservoir externe; chacun produisait 12,5 millions de livres de poussée au niveau de la mer et brûlait pendant environ 125 secondes avant la séparation et la récupération par parachute en aval.

L'attrait technique des propulseurs d'appoint réside dans leur simplicité et leur modularité. Plutôt que de concevoir un moteur central plus grand avec une structure proportionnellement plus lourde, les fournisseurs de lancement boulonnent des propulseurs identiques au besoin pour répondre aux exigences de charge utile et de trajectoire. Ariane 5 a volé avec deux propulseurs d'appoint solides pour les missions de levage lourd; le Delta IV Heavy atteint sa capacité par regroupement de cœurs plutôt que par des propulseurs externes. Les propulseurs d'appoint brûlent en parallèle avec le premier étage, et non en série, de sorte que leur flamme reste une présence constante pendant les premières minutes de l'ascension.

Le terme dérive de l'attache mécanique littérale: les boîtiers des propulseurs sont attachés, boulonnés ou soudés à la structure du véhicule via des anneaux de charge et des supports de maintien qui doivent transmettre les charges de flexion latérales et les vibrations induites par le moteur. La séparation se produit par des charges pyrotechniques ou des boulons explosifs lorsque le temps de combustion se termine et que la poussée du propulseur tombe en dessous d'un seuil; ne compter que sur la gravité laisserait un poids mort en altitude. La récupération des propulseurs d'appoint (courante avec les propulseurs liquides, moins pratique avec les cartouches solides) augmente le coût du programme mais recycle du matériel coûteux.

Modes de défaillance et limites opérationnelles

La défaillance asymétrique des propulseurs présente le plus grand risque: si un propulseur d'appoint sur un véhicule à plusieurs propulseurs s'allume tardivement, brûle de manière inégale ou se sépare prématurément, la charge latérale résultante peut dépasser la limite structurelle du premier étage et des moteurs centraux. Les systèmes de contrôle de vol ont une autorité limitée pour compenser. Les fissures structurelles dans les carters des propulseurs d'appoint (détectées par inspection ultrasonique) et la dégradation des joints toriques dans les articulations des moteurs solides ont historiquement immobilisé des programmes. L'attachement externe augmente également la traînée aérodynamique et la complexité de l'étagement, c'est pourquoi certains candidats modernes au levage lourd (New Glenn, Vulcan Centaur) s'appuient plutôt sur le regroupement de cœurs ou des moteurs centraux plus grands.

Les propulseurs d'appoint occupent un juste milieu dans l'économie des lancements: ils sont moins chers que de ré-ingénierer l'étage central, mais plus coûteux et plus complexes qu'un véhicule à un seul cœur. Leur utilisation signale un compromis délibéré entre le calendrier de développement et la capacité du véhicule. Pour les opérateurs qui volent avec des charges utiles variables, la modularité du nombre de propulseurs d'appoint (deux, trois ou quatre sur le même cœur) réduit le besoin de plusieurs véhicules de lancement, bien qu'au prix d'une augmentation du traitement au sol, du temps de portée et de la complexité de la sécurité de portée.