Brengun kit avion BRS144035 Fusée allemande V-2 / A4 en resine 1/144

La V2 — de l'allemand Vergeltungswaffe 2 : « arme de représailles » ou Aggregat 4 ou A4 est un missile balistique développé par l'Allemagne nazie durant la Seconde Guerre mondiale et lancé à plusieurs milliers d'exemplaires en 1944 et 1945 contre les populations civiles principalement au Royaume-Uni et en Belgique.

Cette fusée de 13 tonnes pouvait emporter une charge explosive de 800 kg à une distance de 300 kilomètres. C'est la première grosse fusée construite et les technologies mises au point durant sa conception, telles que sa propulsion à ergols liquides de grande puissance et ses gyroscopes, ont bouleversé le domaine technique. La V2 est directement à l'origine des missiles balistiques intercontinentaux porteurs d'armes nucléaires et des lanceurs qui ont ouvert l'ère spatiale à la fin des années 1950.

Un moteur-fusée de 25 tonnes de poussée

La montée en puissance nécessaire pour passer des 1,5 tonnes de poussée de la fusée A3/A5 aux 25 tonnes de poussée du moteur de l'A4 nécessite de revoir complètement la conception du moteur-fusée. Thiel, un docteur en chimie particulièrement doué et imaginatif, effectue quatre percées décisives:

• Il donne aux trous des buses de l'injecteur une forme imprimant un mouvement giratoire aux gouttelettes d'oxygène liquide, homogénéisant ainsi le mélange et faisant passer la vitesse d'éjection des gaz brûlés de 1 700 à 1 900 m/s ;
• Il place les injecteurs dans une pré-chambre au sommet de la chambre de combustion améliorant encore le processus de mélange ;
• Il raccourcit la chambre de combustion tout en augmentant son diamètre : la diminution du volume permet une augmentation du rendement et une réduction du poids ;
• Il optimise la forme de la tuyère. L'angle avec la verticale avait jusque-là été fixée à 10-12°. Les expériences menées par Thiel lui permettent de démontrer qu'un angle de 30°, en réduisant les forces de friction entre les gaz brûlés et la paroi de la tuyère, permet d'atteindre la vitesse d'éjection de 2 000 m/s visée pour l'A4. La longueur de la tuyère est raccourcie par rapport aux plans originaux.

Après avoir essayé plusieurs configurations aboutissant à des perçages par brûlure ou des problèmes de refroidissement, Thiel choisit une configuration comportant 18 injecteurs en forme de champignon. Pour refroidir les parois de la chambre de combustion portées à une température de 2 400°C l'équipe de Thiel invente le refroidissement par film fluide qui consiste à faire circuler le long de la paroi interne de la chambre de combustion un fluide plus froid que les gaz de combustion ce qui empêche ainsi la structure d'atteindre son point de fusion. Quatre rangées de trous situées à différentes hauteurs de la chambre de combustion injectent un film d'alcool qui permet de dissiper 70 % de la chaleur totale. De l'alcool circulant dans une double paroi au sommet de la chambre de combustion absorbe le reste de chaleur par refroidissement régénératif. Des déflecteurs de jet situés à la sortie de la tuyère sont chargés de corriger la trajectoire durant la phase propulsé mais ils sont soumis à des températures très élevées. Les alliages de tungstène et de molybdène testés initialement ne donnent pas satisfaction et sont remplacés par du carbone. L'alimentation du moteur en ergols est réalisée par une turbopompe afin d'atteindre la pression nécessaire dans la chambre de combustion. Les premières études s'inspirent des pompes à incendie développées par la société Klein, Schanzlin et Becker. Cependant, l'adaptation de ces modèles aux températures extrêmes générées par l'oxygène liquide, et la contrainte de masse imposent des solutions touchant aux limites des connaissances techniques de l'époque. Pour l'entraînement de la turbopompe Von Braun choisit un générateur de gaz (vapeur d'eau) utilisant du peroxyde d'hydrogène développé par Hellmuth Walter pour la deuxième version de l'avion-fusée He 112R. La mise au point de l'ensemble du système propulsif ne s'achève qu'en 1941.