Bayern-Chemie successfully carries out two gel demonstrator test flights
As secure and easy to handle as solid propulsion, this unique technology from Bayern-Chemie permits modulating thrust to maximize weapon endurance.
Bayern-Chemie, a fully owned (100%) subsidiary of MBDA Deutschland, successfully carried out two gel demonstrator test flights at the German Armed Forces Test Range in Meppen in December 2009. Following several years of intensive R&D, the results of these flights prove that all functions of this gelled propellant propulsion technology have reached the TRL 6 (Technology Readiness Level 6). Essentially, the gel feeding system and the thrust modulation device worked as predicted during the relevant flight phases.
Propulsion systems using gelled propellants combine the advantages of systems using solid propellants (readiness for immediate use, safe and easy handling) with the advantages of systems using liquid propellants (variable thrust). Whilst in the missile fuel tank, the gelled propellant behaves like a solid propellant therefore damage to the missile’s mechanical structure will not result in the propellant leaking. In addition, vapour pressure is very low, hence eliminating the “fireball” risk.
On being injected into the combustor, the propellant looses its gelled structure and transforms into a liquid. Propellant feed is carried out using a solid gas generator or pressurized gas. The benefits of this propulsion technology are the variability of thrust for mission adapted thrust profiles, the very high degree of insensitivity (no reaction at fast and slow cook-off), low smoke and low signature, an environmentally friendly propellant and exhaust gas (green propellant) and easy handling regarding the logistics chain.
Gelled propulsion technology is now ready for use within certain applications. The first candidates will be reusable start boosters as used in drones, cruise missiles and aircraft. The full advantages of gelled propellant propulsion systems will be realised when they are integrated within air-to-ground or surface-to-surface missiles. The development of this technology was funded by the German BWB (the Federal Office of Defence Technology and Procurement) and carried out by Bayern-Chemie in close cooperation with the BWB’s various institutes and departments.
Aussi sûr et facile à manipuler qu’un propergol solide, ce produit unique issu de la technologie Bayern-Chemie permet de moduler la poussée, pour maximiser l’endurance d’une arme.
Bayern-Chemie, filiale à 100 % de MBDA Deutschland, a réalisé avec succès, durant le mois de décembre 2009, deux vols d’essais avec un démonstrateur de gel, sur le polygone d’essais de l’armée allemande, à Meppen. Après plusieurs années de travaux intensifs de recherche et développement, les résultats de ces vols prouvent que toutes les fonctions de cette technologie de propulsion par propergol gélifié ont atteint le niveau 6 de maturité technologique (Technology Readiness Level ou TRL 6, dans la nomenclature anglo-saxonne). Notamment, le système d’injection du propergol gélifié et le dispositif de modulation de poussée ont fonctionné comme prévu au cours de leurs phases de vol respectives.
Les systèmes de propulsion, qui utilisent des propergols gélifiés, marient les avantages des systèmes à propergols solides (disponibilité pour un emploi immédiat, sûreté et facilité de manipulation) avec ceux des systèmes à propergols liquides (poussée variable). Pendant tout le temps où il se trouve dans le réservoir à carburant du missile, le propergol gélifié se comporte comme un propergol solide ; autrement dit, un endommagement de la structure mécanique du missile ne se traduira pas par une fuite de propergol. Par ailleurs, la pression de vapeur est très faible, ce qui élimine le risque d’explosion.
Au moment de son injection dans la chambre de combustion, le propergol perd sa structure gélifiée et se transforme en liquide. L’alimentation en propergol est réalisée en utilisant un générateur à gaz solide ou du gaz sous pression. Cette technologie permet de moduler la poussée et d’obtenir des profils de poussée adaptés aux missions. Elle présente un très haut niveau d’insensibilité (aucune réaction au phénomène de “cook-off”, lent ou rapide), une faible émission de fumée et une signature discrète, un propergol et des gaz d’échappement respectueux de l’environnement (propergol “vert”). Et sa manutention est simplifiée, en ce qui concerne la chaîne logistique.
La technologie de la propulsion par carburants gélifiés est désormais mûre pour un emploi opérationnel. Les premiers candidats seront les propulseurs de lancement réutilisables, tels que ceux des drones, des missiles de croisière et des aéronefs. Mais le véritable potentiel des systèmes de propulsion à propergol gélifié sera exploité lorsque ceux-ci seront intégrés dans des missiles air/sol ou surface/surface. La mise au point de cette technologie a été financée par le BWB (Office fédéral de la technologie et des achats pour la Défense) allemand et menée à bien par Bayern-Chemie, travaillant en étroite coopération avec les divers instituts et services du BWB.
Più sicura e facile da utlizzare rispetto alla propulsione a combustibile solido, questa esclusiva tecnologia di Bayern-Chemie consente di modulare la forza propulsiva per massimizzare la resistenza dell’arma.
Bayern-Chemie, sussidiaria interamente controllata (100%) da MBDA Germania, ha concluso con successo due prove di volo del dimostratore con gel combustibile presso il Test Range delle Forze armate tedesche di Meppen nel dicembre 2009. Preceduti da anni di intensa attività di R&S, i risultati di questi voli hanno dimostrato che tutte le funzioni di questa tecnologia di propulsione a combustibile gel hanno raggiunto il livello di idoneità TRL 6 (Technology Readiness Level 6). Fondamentalmente, il sistema di alimentazione del gel e il dispositivo di modulazione della forza propulsiva hanno funzionato come previsto durante le fasi di volo rilevanti.
I sistemi di propulsione che impiegano combustibili gel uniscono i vantaggi dei sistemi a combustibile solido (disponibilità per l’uso immediato, gestione facile e sicura) con quelli dei sistemi a combustibile liquido (forza propulsiva variabile). Mentre si trova nel serbatoio del missile, il gel si comporta come un combustibile solido; pertanto, eventuali danni alla struttura meccanica del missile non provocano la fuoriuscita del combustibile stesso. Inoltre, la pressione dei vapori è molto bassa, eliminando in tal modo il rischio dell’effetto “palla di fuoco”.
Durante la fase di iniezione nel combustore, il propellente perde la struttura di gel e si trasforma in liquido. L’alimentazione del combustibile avviene utilizzando un generatore di gas solido o gas pressurizzato. Molteplici i vantaggi di questa tecnologia di propulsione: variabilità della spinta propulsiva per profili adattati alle varie missioni; alto livello di insensibilità (nessuna reazione alla combustione rapida o lenta); segnatura ed emissione di fumo ridotte; basso impatto ambientale del combustibile e del gas di scarico (combustibili verdi); gestione semplificata in termini di catena logistica.
Quindi, la propulsione a combustibile gel è finalmente pronta per essere utilizzata in specifiche applicazioni. I primi candidati saranno i booster di avvio riutilizzabili, come quelli utilizzati nei droni, nei missili di crociera e negli aeromobili. Sarà possibile usufruire interamente dei vantaggi apportati dai sistemi di propulsione a combustibile gel quando questi verranno integrati nei missili aria-terra o terra-terra. Lo sviluppo di questa tecnologia è stato avviato dal BWB tedesco (Ufficio federale per le acquisizioni e la tecnologia di difesa) e portato avanti da Bayern-Chemie in stretta collaborazione con vari istituti e reparti del BWB.
