La Société d'Études pour la Propulsion par Réaction (SEPR) (en francés : Jet Propulsion Research Company ) fue una empresa francesa de investigación y fabricación fundada en 1944 que se especializó en el desarrollo de motores de cohetes de combustible líquido durante las décadas de 1950, 1960 y 1970. y años 80. [2]
El SEPR 841 es un motor cohete de combustible líquido utilizado como unidad de potencia auxiliar para el avión interceptor de gran altitud de potencia mixta Dassault Mirage III de la década de 1960. El motor era uno de varios similares desarrollados por SEPR.
En la década de 1950, había mucha preocupación en Europa occidental por los ataques de flotas de bombarderos de alto vuelo, como el Tu-95 Bear . Estos fueron anteriores al desarrollo de postquemadores prácticos o misiles tierra-aire, por lo que se buscaron medios para mejorar el rendimiento de los aviones convencionales. Particularmente en Francia, y hasta cierto punto en el Reino Unido, [i] se estudiaron aviones interceptores de potencia mixta, con una combinación de propulsión a reacción y cohetes. El cohete se utilizaría para funcionar a gran altitud, aumentando la velocidad o el techo.
Los estudios franceses para interceptores de potencia mixta comenzaron en 1948. [3] En 1953, el avión SNCASO Trident ya estaba volando. Se trataba de un diseño inusual, con un único motor cohete SEPR de tres cámaras como motor principal, asistido para el despegue y el vuelo a baja altitud por dos turborreactores Turbomeca Marboré . [ii] El Trident era difícil de manejar solo con los turborreactores de baja potencia y tenía sed de combustible con propulsión de cohete. Este uso principal del cohete no se repitió en el futuro: los aviones posteriores serían propulsados por jet, con el cohete reservado para carreras de alta velocidad. Los cohetes posteriores también serían considerablemente menos potentes que el SEPR 48-1 del Trident.
Un desarrollo para el avión Trident II fue el motor SEPR 631 de dos cámaras. Las dos recámaras podrían dispararse por separado. Aunque no se puede estrangular, esto proporcionó una configuración de medio empuje.
El Mirage y su distintiva forma de ala delta comenzaron con el prototipo MD.550 Mystère-Delta . Esto tenía poca relación, aparte de su nombre, con el Dassault Mystère ; El caza francés de ala en flecha de la época. El avión delta era más pequeño, alrededor de dos tercios del peso del Mystère y estaba propulsado por dos pequeños turborreactores Viper y el cohete SEPR 66. Estos tres motores apenas excedían el empuje del ATAR 101D del Mystère , aunque también pesaban sólo alrededor de la mitad del ATAR.
El Mirage III adoptó el ATAR 9 más desarrollado y con postcombustión . [iii] Como el ala delta aumentó considerablemente la capacidad supersónica del avión, se mantuvo la potencia del cohete. Este fue el primer avión europeo en superar Mach 2 en vuelo nivelado. [iv]
Se reconoció que la mayoría de los perfiles de misión no requerían el cohete y no podían permitirse su consumo de combustible. El objetivo original de interceptar bombarderos de alto vuelo también parecía estar retrocediendo en favor de los misiles, tanto para el ataque como para la defensa. Por lo tanto, el cohete del Mirage se montó como una cápsula extraíble que podía reemplazarse con un tanque de combustible para aviones de 90 galones imperiales (410 L) para un alcance adicional. Sólo la interceptación a gran altitud seguiría utilizándola. [7]
Para mantener el equilibrio mientras se consumía combustible para cohetes, el paquete de cohetes estaba dividido en dos partes. El tanque oxidador de ácido nítrico de 310 litros (69 imp gal) estaba montado directamente delante del motor del cohete. Se montó un tanque de combustible TX2 [8] Furaline [5] más pequeño de 150 litros (32 imp gal) en el compartimiento delantero, justo detrás de la cabina, reemplazando el paquete de cañones. Cuando desempeñase la función de interceptor propulsado por cohetes, el avión sólo estaría armado con misiles.
El paquete de cohetes podría cambiarse en unos 20 minutos quitando seis tornillos. [5] Alimentar el oxidante del cohete era potencialmente algo peligroso, por lo que fue llevado a cabo lejos de otros aviones, por personal de tierra con ropa protectora y con un equipo de bomberos esperando para eliminar cualquier derrame. El reabastecimiento de combustible ácido se llevó a cabo sobre una bandeja de goteo de acero, con el flujo de ácido y el retorno de ventilación del tanque a través de tuberías cerradas con una mirilla para observar los tanques llenos. [8]
El rendimiento en las salidas de entrenamiento alcanzó Mach 1,4 sin el cohete y 1,8 con él. Se podrían alcanzar altitudes de 65.000 pies (20.000 m) en un ascenso con zoom, o 75.000 pies (23.000 m) con el empuje de un cohete. La duración típica de una salida de entrenamiento de 45 minutos se reduciría a menos de 30, con un alto uso de Mach y cohetes. [8]
Los motores de cohetes auxiliares de SEPR se basaban en una química de combustible hipergólica de 98,5% de oxidante de ácido nítrico (HNO 3 ) con alcohol furfurílico como combustible, en una proporción de 2,4:1. [9] Los combustibles posteriores [ verificación fallida ] fueron una mezcla de 41% de alcohol furfurílico, 41% de xilidina y 18% de alcohol metílico , o furalina (C 13 H 12 N 2O ; 2-(5-fenilfuran-2-il)-4 ,5-dihidro-1H-imidazol [10] )
Inusualmente, las turbobombas de algunos motores del SEPR eran accionadas mecánicamente desde el exterior. [v] Un eje de transmisión mecánico de la transmisión accesoria del turborreactor principal proporcionó la potencia de frenado de 93 caballos (69 kW) necesaria a 5.070 rpm, [vi] siempre que el motor estuviera funcionando a máxima velocidad. [5] Como los propulsores son hipergólicos, el motor se puede encender repetidamente simplemente acoplando el embrague a la bomba.
La única cámara de combustión del motor se enfriaba de forma regenerativa mediante un oxidante ácido. [11]
El 841 utilizó TX2 ( trietilamina xilidina ) como combustible.
El motor fue diseñado para ofrecer simplicidad y confiabilidad, en lugar de un control sofisticado. El único control del piloto era un simple interruptor de encendido/apagado, con las válvulas y la bomba controladas por un temporizador electromecánico. La energía para accionar las válvulas principales se obtenía mediante una botella de aire comprimido o presión de combustible.
Los tanques estaban presurizados por aire, el tanque de combustible por aire de purga del compresor del motor y el tanque de oxidante por aire ram y adicionalmente por la botella de aire almacenado. El aire ram se tomó de las purgas de la capa límite de entrada supersónica. [12] Una sola válvula controlada por temporizador abrió el suministro de aire almacenado, que luego abrió las llaves neumáticas de LP. Una segunda válvula, después de un retraso, engranó el embrague de la turbobomba. Los grifos HP se abrían mediante un solo pistón hidráulico, impulsado por la presión del combustible controlada a través de una tercera válvula sincronizada. Tanto el combustible como el comburente fluían primero a través de una pequeña válvula piloto para el encendido, antes de que se abrieran sus válvulas principales. El control del temporizador controló la apertura correcta de las cuatro válvulas para garantizar una mezcla segura. [11]
Se proporcionó un sistema de válvula de descarga para cualquier ácido residual. [11] El comburente cargado fue quemado en vuelo antes del aterrizaje o arrojado. [2]
La producción a granel de los motores estuvo a cargo de Hispano-Suiza . [2]
Para simplificar el suministro de combustible, el combustible TX2 del SEPR 84-1 fue reemplazado por queroseno jet TR-0 estándar [8] como el SEPR 84-4. [13] Esto requirió algunos cambios en el motor.
Para un encendido hipergólico confiable, se conservó un pequeño tanque TX para alimentar la válvula de encendido piloto del motor. Este suministro de combustible se controlaba de forma muy sencilla, mediante el desplazamiento bajo presión de combustible que actuaba sobre un pistón en el tanque. [11] La capacidad de TX limitó el motor a solo dos o tres arranques por vuelo.
El tanque de la bahía delantera también podría usarse como tanque de combustible adicional para el motor a reacción principal. [14] Sin embargo, el tanque principal no pudo suministrar el cohete. [11] Reemplazar tanto el cohete como el cañón con los tanques de combustible proporcionó un alcance adicional al ferry .
