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Réfrigérateurs Turbo-Brayton pour systèmes orbitaux

Réfrigérateurs Turbo-Brayton pour satellites

Parmi les systèmes les plus fiables de la Station Spatiale Internationale

 

Pour les astronautes qui l’utilisent au quotidien, la turbomachine du cryoréfrigérateur MELFI conçue par Air Liquide, compte parmi les systèmes les plus fiables de la Station Spatiale Internationale ! Notre défi : adapter cette pièce industrielle aux exigences du spatial et aux besoins des vols habités.

Les refroidisseurs Turbo-Brayton exploitent une machine à turbine à haute vitesse, dont les éléments actifs sont montés sur un même arbre. Cette particularité donne des réfrigérateurs compacts, efficaces, produisant peu de vibrations : idéal pour la cryogénie spatiale.

Les turbomachines sont constituées d’une roue qui détend le gaz de cycle (azote ou hélium), d’une roue de compresseur qui le comprime, d’un moteur électrique, d’un jeu de paliers sans contact et de trois échangeurs pour refroidir le gaz à la sortie du compresseur et extraire la puissance froide. Cette technologie est utilisable pour des applications de régulation thermique à des températures supérieures à 300 K.

Les performances du réfrigérateur Turbo-Brayton MELFI

  • Puissance froide ǀ 100 W à 190 Kelvin
  • Puissance électrique ǀ 800 W
  • Masse ǀ 8,5 kg
80 000 tours

par minute pour MELFI

durant plus de
80 000 heures

pour refroidir

à
-80°C

Bénéfices clés

  • Une fiabilité exceptionnelle ǀ la turbo-machine est constituée de pièces rotatives sans frottement ni contact : une conception qui autorise un fonctionnement sans maintenance durant plus de 100 000 heures
  • Des vibrations réduites ǀ le niveau de vibration remarquablement bas (quelques µg à 1500 Hz) rend compatible ces machines avec les spécifications de la microgravité spatiale
  • Une très grande souplesse d’utilisation ǀ ces réfrigérateurs sont facilement adaptables à chaque besoin ; leur puissance peut être régulée finement sur une grande plage de vitesse sans en altérer l’efficacité
  • Une production de froid déportée ǀ la production de froid peut être centralisée alors que le fluide caloporteur peut circuler sur de grandes distances, pour éloigner la turbomachine de la zone sensible à refroidir
  • Un encombrement adaptable ǀ l’encombrement de l’échangeur est adaptable aux spécificités de l’utilisateur
  • Un rendement variable ǀ le rendement d’un réfrigérateur à cycle de Brayton dépend de la puissance et de la température que l’on souhaite atteindre.