Un générateur de gaz fait généralement référence à un dispositif, semblable à la chambre de combustion d'une fusée à propergol solide ou liquide qui brûle des ergols pour produire de grands volumes de gaz relativement froid, au lieu de maximiser la température et l'impulsion spécifique. Cette basse température permet au gaz d'être utilisé plus facilement dans de nombreuses applications, notamment pour actionner des turbines. Les générateurs de gaz sont utilisés pour faire tourner des turbopompes dans les moteurs-fusées[1], de déployer les « airbags » (coussins gonflables de sécurité), et dans d'autres utilisations où de grands volumes de gaz sont nécessaires, et où le stockage sous forme pressurisé n'est pas souhaitable ou pratique.
Un cycle générateur de gaz fait en général spécifiquement référence à une manière de concevoir un moteur-fusée à ergols liquides alimenté par une turbopompe, où une certaine quantité d'ergol est brûlée dans un générateur de gaz pour faire tourner la turbopompe, et l'échappement est rejeté par-dessus bord (généralement à travers une tuyère) au lieu d'alimenter la chambre de combustion principale. Beaucoup de fusées à propulsion liquide sont conçues de cette façon, par exemple les moteurs F-1 des fusées Saturn V[1] et les moteurs Merlin de SpaceX. Habituellement, les ergols sont brûlés dans un mélange très riche en carburant (fuel-rich) pour maintenir des températures de flamme froides, des ratios de O (oxydant)/C (carburant) inférieurs à 0,5 sont communs.
Une utilisation courante des générateurs de gaz sont les coussins gonflables de sécurité (« airbags ») d'automobiles. Une petite charge pyrotechnique est habituellement utilisée pour ouvrir une soupape, qui enclenche le processus de génération de gaz. Un autre application commune sont les générateurs chimiques de dioxygène.
Le peroxyde d'hydrogène se décompose en dioxygène et en eau. Le peroxyde d'hydrogène concentré est utilisé pour la propulsion des torpilles et dans certains moteurs-fusées[2].
L'hydrazine se décompose en diazote et en dihydrogène. La réaction est fortement exothermique et produit un grand volume de gaz chaud depuis un petit volume de liquide. Elle est utilisée dans certains moteurs de petite fusée et certains groupes auxiliaires de puissance[2], par exemple, dans la navette spatiale américaine et des unités de puissance d'urgence, par exemple, dans l'avion de combat F-16.
Le sodium qui en résulte est dangereux, d'autres matériaux sont donc ajoutés, par exemple, du nitrate de potassium et de la silice, pour le convertir par exemple en un verre silicaté.
Ergols solides pour fusée
Beaucoup de propergols solides peuvent être utilisés comme générateurs de gaz[3].
(en) George Paul Sutton, Rocket Propulsion Elements : an introduction to the engineering of rockets, New York, Wiley, , 6e éd., 636 p. (ISBN978-0-471-52938-5, OCLC23900678)
