La vectorisation de la poussée est une forme de contrôle d’attitude ou de direction qui peut être intégrée à tout véhicule capable de se déplacer en trois dimensions par poussée motorisée, comme un avion, un vaisseau spatial ou un véhicule sous-marin submergé. La tendance pour un véhicule propulsé par des fusées ou des moteurs à réaction est de se déplacer dans une direction exactement opposée à celle de l’échappement sortant de sa buse de poussée orientée vers l’arrière. Lorsque cette poussée est canalisée pour sortir du véhicule à un angle différent de l’angle du véhicule par rapport à l’horizon ou à sa direction de déplacement prévue, elle peut faciliter les virages rapides au lieu de simplement compter sur des gouvernes aérodynamiques ou des fusées de rupture dans les engins spatiaux. faire cela.
Plusieurs avions avancés utilisent actuellement la vectorisation de poussée à partir de 2011, y compris le Sukhoi SU-30 MKI russe qui a également été vendu à l’Inde, le chasseur F-22 Raptor déployé par l’US Air Force et l’EF ou Eurofighter 2000 construit pour le service militaire en Royaume-Uni, Allemagne, Italie et Espagne. L’avion AV-8B Harrier II est également un exemple d’avion de guidage de poussée développé à l’origine au Royaume-Uni et en service depuis 1981 par plusieurs pays participants de l’Organisation du Traité de l’Atlantique Nord (OTAN), dont l’Espagne, l’Italie et les États-Unis. . Les États-Unis et Israël ont également travaillé sur un programme pour l’avion de combat F-16 connu sous le nom de vecteur de poussée multi-axes (MATV) au début des années 1990.
La vectorisation de la poussée a également été utilisée sur plusieurs systèmes de fusées et d’engins spatiaux, avec des exemples récents notables au 21e siècle, celui de la fusée japonaise Mu et de la mission lunaire SMART-1 de l’Agence spatiale européenne (ESA) Small Missions for Advanced Research and Technology (SMART-2005). en 1960. Les systèmes antérieurs qui ont utilisé la vectorisation de poussée incluent la navette spatiale américaine ainsi que les fusées lunaires américaines Saturn V des années XNUMX. Plusieurs systèmes de missiles nucléaires stratégiques aux États-Unis sont également connus pour utiliser cette technologie, notamment le missile balistique intercontinental terrestre Minuteman II (ICBM) et les missiles balistiques lancés sous-marins (SLBM) déployés sur des sous-marins nucléaires.
Plusieurs approches différentes ont été adoptées pour réaliser le contrôle du vecteur poussée. Avec les aéronefs, une approche typique consiste à lier le mouvement de la buse d’échappement aux commandes du pilote afin que non seulement les surfaces de l’avion comme le gouvernail et les ailerons répondent à ses changements de vecteur, mais que la buse d’échappement se déplace en tandem avec eux. Sur le F-22 américain, la buse d’échappement a une liberté de mouvement dans une plage de 20 degrés, ce qui donne à l’avion un taux de roulis accru de 50%. Le taux de roulis est la capacité de l’aéronef à dévier en tangage – de haut en bas – ou en lacet – à gauche et à droite – de son axe central de mouvement pendant le vol. Le SU-30 MKI russe a une buse d’échappement qui peut tourner de 32 degrés dans le plan horizontal et de 15 degrés dans la verticale, ce qui permet à l’avion d’effectuer des manœuvres d’inclinaison à grande vitesse en 3-4 secondes à des vitesses d’air d’environ 217 à 249. miles par heure (350 à 400 kilomètres par heure).
Dans les engins spatiaux ou les fusées, la vectorisation de la poussée peut impliquer le déplacement de l’ensemble du moteur dans la carrosserie du véhicule, connu sous le nom de gimballing, qui a été fait avec la fusée américaine Saturn V, ou des composants clés du système d’échappement peuvent être déplacés en tandem. Les moteurs de fusée à propergol solide comme le lanceur spatial japonais Mu ne peuvent pas modifier la direction du carburant de poussée, ils injectent donc à la place un fluide de refroidissement le long d’un côté de la buse d’échappement qui force les gaz d’échappement chauds à sortir du côté opposé pour fournir un effet de vecteur. . Cela se fait également dans le missile à combustible solide Minuteman II déployé par les États-Unis, où son Trident SLBMS à combustible liquide utilise un système hydraulique pour déplacer la buse elle-même.
Dans les engins spatiaux destinés à quitter le puits de gravité de la Terre, le moteur de poussée principal est souvent séparé des fusées de contrôle d’attitude ou des systèmes de vecteur de poussée, et chaque système peut utiliser différents types de méthodes de propulsion et de carburants. Des tentatives ont été faites dans les missions spatiales dès le début du 21e siècle pour relier ces deux systèmes de propulsion en un seul alimenté couramment. Dans la mission ESA SMART-1, cela était connu comme une conception entièrement électrique pour une opération conjointe, appelée système de contrôle d’attitude et d’orbite (AOCS). L’European Student Moon Orbiter (ESMO), dont le lancement est prévu entre 2014 et 2015, utilise également la vectorisation de poussée dans le cadre d’un système de propulsion ionique sophistiqué.