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Les fusées Falstaff

La fusée Falstaff était issue d'un projet de Véhicule de Recherche Hypersonique (HRV), Hyperion, lui-même basé sur le plus gros moteur britannique à propergol solide, le Stonechat.

Au début des années 1960, le Rocket Propulsion Establishment (RPE) a entrepris un certain nombre de travaux sur la grosse propulsion solide. Ce programme de recherche a abouti au développement d'un moteur expérimental de 36 pouces de diamètre (914 mm). Quand le projet Hyperion a nécessité un moteur plus puissant que ceux qui étaient disponibles à l'époque pour atteindre les performances prévues, ces travaux ont trouvé une application avec le développement du Stonechat de 36 pouces. Trois variantes du moteur Stonechat (I, ‘Short Burn’ et II) ont finalement été développées et testées.

Falstaff original

Falstaff
Le Stonechat I, avec 4030 kg de propergol solide, délivrait une impulsion totale de 8.34 MNs en 32.3 secondes. Un seul exemplaire a été testé en vol en tant que propulseur du véhicule Falstaff original. Cette fusée était constituée d'un moteur Stonechat I, avec l'empennage cruciforme conçu pour stabiliser le HRV Hyperion (envergure de 4.42 m), et une partie charge utile, lestée d'une tonne de béton, de forme conique. Pesant environ 7 tonnes, cette fusée a été lancée en octobre 1969 de Woomera. Ce premier tir Falstaff a été un succès complet. Il a été rétrospectivement désigné 'F00' pour faire apparaître la relation avec le programme ultérieur.

Hyperion devait être constitué d'un 1er étage Stonechat ‘Short Burn’, avec un 2ème étage Rook ou Raven et éventuellement un 3ème étage Cuckoo. Le Stonechat ‘Short Burn’ différait du Stonechat I par son propergol brûlant plus rapidement (17.7 s) et une tuyère légèrement plus large. Les études de conception de l'Hyperion étaient terminées quand le programme Hypersonic Free Flight du RAE fut annulé en 1970.

Falstaff opérationnel

Au moment de l'abandon du projet Hyperion, le RAE recherchait un véhicule d'essais pour le programme qui allait être connu sous le nom de Chevaline. Le programme Chevaline, initialement désigné Super Antilope, était le programme d'amélioration des missiles Polaris britanniques. Il prévoyait le perfectionnement de leurs systèmes de défense avec des aides à la pénétration et un durcissement accru. Le programme d'essai nécessitait un engin relativement peu onéreux capable d'emporter une charge utile de 1000 kg à plus de 100 km d'altitude. Une augmentation de 8% de l'impulsion totale du moteur Stonechat I s'avérait nécessaire pour répondre aux exigences du programme. Cette performance a été obtenue en augmentant la densité du propergol sans changer l'enveloppe du moteur, créant ainsi le Stonechat II. Cette nouvelle version était chargée avec 4360 kg de propergol et délivrait une impulsion totale de 9.61 MNs en 32.8 secondes. Falstaff
Le véhicule Falstaff opérationnel devait être une fusée non guidée, stabilisée par empennage. Les expériences seraient fixées au sommet du moteur Stonechat II par une jupe qui s'adapterait au diamètre de 54 pouce (1.37 m) de l'ogive. La charge utile devait être une plate-forme manœuvrable pilotée depuis laquelle diverses sous munitions expérimentales et leurres simulés pourrait être largués, avec un corps principal permettant des observations rapprochées.
En 1971, le programme d'essais Falstaff, désigné CQ941, prévoyait jusqu'à 10 vols à partir de 1974. Finalement, 7 lancements ont été réalisés entre 1975 et 1979. Les deux premiers vols probatoires (F0 et F01) devaient valider la séquence de séparation en vol et le fonctionnement du contrôle d'attitude de la charge utile. Falstaff F1, lancé en mai 1978, devait être le premier vol emportant des équipements actifs avec manœuvres de la charge utile et largage de sous-charges. Malheureusement le vol s'est conclu par la destruction du moteur et l'échec total de l'expérience. Le deuxième essai opérationnel, F2, qui reprenait le programme de vol F1 avec une manœuvre de charge utile supplémentaire, fut complètement réussi. Le vol F3 devait étendre le programme d'essais en incluant la séparation du corps principal pour les observations. Le véhicule fonctionna correctement, mais pas la charge utile. Le programme d'essais F4 était semblable au F3 avec plus de manœuvres mais pas de largage de sous-charges. Le vol atteignit la plupart de ses objectifs bien que la charge utile se soit stabilisée à un angle de roulis incorrect. Le dernier véhicule, F5, devait réaliser la même séquence d'essais que les deux précédents, mais avec plus de sous-charges larguées. Cette mission fut totalement réussie.

Fusées-sondes utilisant des moteurs Stonechat

En plus de leur emploi sur la fusée Falstaff, Royal Ordnance et BAe ont longtemps étudié les possibilités d'utilisation des moteurs Stonechat sur des fusées-sondes et des lanceurs spatiaux.
En 1972-1973, le Stonechat a été proposé pour deux versions de fusée-sonde Skylark, les Skylark 8 et 9. Skylark 8 devait être une fusée biétage avec un 1er étage Stonechat II et un moteur Waxwing, issu du lanceur Black Arrow, comme 2e étage. Skylark 9 devait être un monoétage Stonechat II. Les deux véhicules auraient été stabilisés par trois ailerons (comme les autres Skylark), au lieu de quatre sur le Falstaff.
En 1980, un autre projet de Skylark utilisant le Stonechat, Skylark 17, a été conçu en réponse à une demande de l'ESA concernant un véhicule capable de fournir 15 minutes de microgravité pour une charge utile d'environ 350 kg. Un véhicule biétage, constitué d'un 1er étage Stonechat II surmonté par un moteur Mage II, a été proposé. Cette proposition n'a pas été retenue par l'ESA, la fusée s'avérant plus chère que le Castor IVB fabriqué aux USA.

Lanceurs spatiaux utilisant des moteurs Stonechat

A partir de la fin des années 1970, Royal Ordnance a entrepris le développement de lanceurs légers, basés sur l'utilisation de moteurs Stonechat. Skylark 13 et Spacelark furent ainsi des noms génériques relatifs à diverses configurations de lanceurs spatiaux.
En 1987, Royal Ordnance dévoila une famille de lanceurs nommés Small Orbiter conçus pour placer de petites charges utiles en orbite basse. Cette famille devait comprendre quatre variantes autorisant le lancement de charges utiles de 20 à 200 kg sur orbite à 200 km. La version la plus puissante était le quadriétage Small Orbiter 4, qui utilisait un groupe de quatre Stonechat comme 1er étage, un seul Stonechat comme 2ème étage et un Stonechat raccourci (2/3) comme 3ème étage. Le 4ème étage était un moteur Waxwing.
Bien que Royal Ordnance n'ait pas obtenu le soutien financier du BNSC pour poursuivre le développement des Small Orbiter, en 1988 une autre compagnie britannique, General Technology Systems (GTS), proposa un projet similaire nommé Littleo. Ce véhicule quadriétage aurait utilisé un groupe de six Stonechat pour son 1er étage et un Stonechat seul comme 3ème étage. Les second et quatrième étages auraient été propulsés par des moteurs d'origine italienne, respectivement un booster Ariane 4 et un étage supérieur Iris. Littleo aurait été capable d'envoyer une charge utile de 300 kg en orbite basse depuis la base d'Andoya. En 1989, une nouvelle version aux performance accrues, devait utiliser des moteurs provenant des USA (Castor IV, Castor II et Star 48). Le projet fut annulé peu après.


Lancements des fusées Falstaff

DateSiteVéhiculeMissionRésultats
01 Oct 1969WOOMk.I F00Véhicle d'essaiS
09 May 1975WOOMk.II F0 Vol probatoireS, 119 km
19 Feb 1976WOOMk.II F01id.S, 117 km
23 May 1978WOOMk.II F1 Manoeuvres + largageEV
15 Sep 1978WOOMk.II F2 id.S, 97 km
05 Dec 1978WOOMk.II F3 id.EE, 98 km
14 Feb 1979WOOMk.II F4 id. + séparation corps principalS, 93 km
04 Apr 1979WOOMk.II F5 id.S, 103 km
Notes: Tous les lancements depuis le Woomera Rocket Range, Australie
S: succès; EV: échec véhicule; EE: échec expérience

Fusées Falstaff
Falstaff
à gauche: Falstaff original; à droite: Falstaff opérationnel


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