Briz | Description du Briz-KM

L'étage supérieur Briz-KM équipe la version commerciale du lanceur Rokot. Il a été développé à partir de la version Briz-M, qui équipe Proton-M.

1. Généralités

L'étage supérieur Briz-KM a une masse à vide de 1600kg. Sa longueur est de 2,654m et son diamètre maximal de 2,490m. Il est constitué de trois compartiments :

- le compartiment de propulsion ODU (Отсек Двигательная Установка),
- la case à équipements PO (Приборный Отсек),
- le compartiment de transition PS (Переходная Система).

Fig. A1 : Schéma du Briz-KM.
Crédit : Eurockot.

La case à équipements est le véritable « cerveau » qui commande tout le lanceur Rokot. Le compartiment de propulsion abrite les moteurs et les réservoirs d'ergols, et le compartiment entoure le tout dans le prolongement du fuselage du lanceur.

2. La case à équipements

Elle est basée sur celle de la version originelle du Briz, le Briz-K, mais elle a été renforcée afin de pourvoir supporter une charge utile plus lourde. Les instruments ont été agencés différemment afin de pouvoir l'aplatir (augmentation du diamètre, diminution de la hauteur).

Autre différence importante avec le Briz-K : le Briz-KM n'est pas posé sur le deuxième étage, il est suspendu à l'intérieur d'un compartiment de transition par plusieurs attaches. La coiffe est attachée à la case à équipements au moyen de boulons pyrotechniques.

Fig. A2 : La chaîne de montage Briz-KM chez Khrounitchev.
Crédit : Eurockot, GKNPTs Khrounitchev.

La case à équipements abrite trois systèmes :

2.1. Le système de télémesure

Il comprend deux instruments : l'un à bas débit (TA1), l'autre à haut débit (TA2). Le TA1 fonctionne jusqu'à la fin du vol, c'est à dire après la séparation de la charge utile. Il dispose de trois modes :

- transmission directe (DT) : les données sont envoyées au sol en temps réel,
- enregistrement (REC) : quand le lanceur est hors de visibilité du réseau de poursuite,
- transmission différée (REP) : les données enregistrées en REC sont envoyées au sol.

Le TA2, quand à lui, fonctionne uniquement pendant le vol propulsé des deux premiers étages du lanceur. Il n'est donc équipé que d'un mode de transmission directe.

2.2. Le système de guidage

C'est un système de contrôle inertiel stabilisé trois axes qui fonctionne durant toute la phase propulsée du vol et jusqu'à la fin des opérations du Briz-KM. Le système de guidage KI45-7 est développé par le NII PM de Moscou. Il est dérivé du KI45-2 qui équipe le missile de croisière Meteorit (3M25).Il est conçu autour de trois chaînes indépendantes l'une de l'autre.

Fig. A2B : Le système de guidage KI45-2 du missile de croisière Meteorit.
Musée Mémorial de la Cosmonautique. Crédit : Nicolas PILLET.

L'ordinateur de bord est autonome, le sol n'intervient à aucun moment du vol.

Si la charge utile nécessite un apport d'énergie lors du vol propulsé, il est possible de rajouter jusqu'à trois batteries Ag/Zn sur la case à équipements. Elles peuvent fournir une charge maximale de 15Ah avec un courant de 5A maximum.

2.3. Le système de poursuite

Il comprend des récepteurs, des transmetteurs et des antennes.

3. Le compartiment de propulsion

Il n'a subit aucune modification par rapport à la version antérieure Briz-K. Il comprend un ensemble propulsif et deux réservoirs d'ergols, séparés par un fond commun. Le réservoir du dessous, en forme de cône tronqué, contient le carburant (1665kg d'UDMH). Celui du dessus, en forme de lentille, contient le comburant (3300kg de N2O4).

Fig. A3 : Schéma éclaté du Briz-KM.
Crédit : Eurockot.

Ces réservoirs sont pressurisés au moyen de quatre ballons d'azote. Ils alimentent les différents moteurs qui équipent le Briz-KM. Celui-ci dispose d'un moteur principal, ainsi que de quatre moteurs verniers et de douze moteurs de contrôle d'orientation.

Fig. A4 : L'ensemble propulsif d'un étage Briz-K.
Crédit : Novosti Kosmonavtiki.

3.1. Le moteur principal

Tout en bas de l'étage Briz-KM se situe le moteur principal : le S5.98M (14D30). Développé et construit par le KB KhimMach, il est dérivé du S5.92 qui propulsait les sondes d'exploration Fobos, et qui équipe aujourd'hui l'étage supérieur Fregat du lanceur Soyouz.

Fig. A5 : Le moteur S5.98M.
Crédit : Ракетно-Космическая Эпоха.

C'est le S5.98M qui assure la propulsion de l'étage et de sa charge utile vers l'orbite désirée. Rallumable jusqu'à huit fois, il peut placer des charges utiles multiples sur des orbites distinctes. De plus, le moteur est monté sur cardan, ce qui lui permet de s'orienter selon les trois axes.

3.2. Les moteurs verniers (DKI)

Il s'agit de moteurs 11D458 du NIIMach, déjà utilisés sur les stations Almaz, sur plusieurs modules de la station Mir et de la Station Spatiale Internationale. Sur le Briz-KM, ils servent à plaquer les ergols du S5.98M au fond des réservoirs avant l'allumage. Ils sont aussi utilisés pour les manœuvres orbitales et pour affiner la précision de la propulsion du S5.98M.

3.3. Les moteurs d'orientation et de stabilisation (DOS)

Il s'agit de moteurs 17D58E du NIIMach, déjà utilisé sur les stations Almaz, sur plusieurs modules de la station Mir et de la Station Spatiale Internationale. Le Briz-KM en compte douze exemplaires, répartis par groupes de trois aux côtés de chaque 11D458. Ils permettent de contrôler le roulis, le tangage et le lacet.

3.4. Récapitulatif

S5.98M 11D458 17D58E
Poussée dans le vide (N) 19620 392,4 ± 19,6 13,3 ± 0,6
Impulsion spécifique dans le vide (s)325,5275270
Nombre sur le Briz-KM1412
Nombre maximal d'allumages8
Durée de fonctionnement maximale (s)1000
Durée de fonctionnement minimale (s)1
Durée maximale hors-service5 heures

4. Le compartiment de transition

Il entoure le Briz-KM durant le lancement, et il est largué avec le deuxième étage, dont il reste solidaire.

Fig. A6 : Schéma d'un Briz-KM après sa séparation du deuxième étage.
On voit bien le compartiment de transition resté accroché à celui-ci.
Crédit : GKNPTs Khrounitchev.

5. La version Briz-KS

Le GKNPTs a lancé dans les années 2000 les études pour une version améliorée du Briz-KM, appelée Briz-KS. La principale modification est l'allègement global de l'étage, qui ne pèse plus que 950kg.

Fig. A7 : Schéma du Briz-KS.
Crédit : GKNPTs Khrounitchev.

Equipé d'un Briz-KS, Rokot pourra mettre 2,30t sur une orbite circulaire à 200km d'altitude (i=63°), contre 1,95t avec le Briz-KM.

Bibliographie

[1] MOKHOV, V., "Рокот" стартует из Плесецка, Novosti Kosmonavtiki n°210


Dernière mise à jour : 25 février 2012