Bonsoir tous le monde,
Je suis en 3ème année de licence énergétique et j'ai un dossier à faire sur la protection thermique des navettes spatiales sur l'aspect matériaux.
Je suis actuellement à la recherche d'informations sur ce sujet. J'ai trouvé pour le moment qu'on utilisait de la céramique technique, du carbone-carbone... et aussi le nouveau prototype de protection sous forme de tissu isolant (composé de quartz et silice ...)
Si quelqu'un avait des sites et adresses où je pourrais récolter des informations supplémentaires sur les matériaux utilisés pour la protection des navettes.
Je rechercher également (en vain pour le moment) une animation qui montre la rentrée dans l'atmosphère d'une navette spatiale pour montrer l'intérêt d'une protection thermique.
Complément de réponse: je n'ai pas de video de retour dans l'atmosphère du Shuttle, mais en voici une du projet de démonstrateur européen PreX (renommé IXV)
Les tuiles de la navette spatiale sont faites à base de silice (SiO2)
et présentent à l'échelle microscopique une structure fibreuse qui permet de maximiser la surface en contact avec l'air et donc la dissipation d'énergie sous forme radiative.
De nos jours, les composites à base de carbone sont en passe d'être de plus en plus utilisés, car ils résistent très bien aux hautes températures. Le problème, c'est qu'ils s'oxydent de manière catastrophique à plus de 1000°C, c'est pourquoi on les utilisera dans des applications moins chaudes ou de courte durée de fonctionnement (cf avion X-43A), ou en tant que bouclier ablatif (les boucliers thermiques des sonde sont à base de carbone).
Concernant la recherche dans ce domaine, l'industrie aérospatiale se porte de plus en plus sur des céramiques ultra-réfractaires et particulièrement résistantes à l'oxydation HT. La NASA se penche tout particulièrement sur les carbures et les diborures d'hafnium ou de zirconium (ZrC,ZrB2, HfC, HfB2) associés à du SiC (20%).
04/12/2008 - 10h15
Buzz_49
Date d'inscription
novembre 2006
Messages
117
Re : Protection thermique navette spatiale
Merci beaucoup pour vos réponses !!
Vador je connais le site capcom y'a une grande partie sur la protection thermique de l'orbiter c'est interessant ca et ta vidéo est plutôt pas mal y'a un passage qui m'intéresse ^^.
Merci To pour tes précisions. J'aurais voulu savoir si tu avais pas un article de ce que tu as dit où c'était détaillé ?
est ce que tu travailles dans le domaine ou tu tires les informations d'un site internet ?
merci beaucoup
04/12/2008 - 18h54
to2
Date d'inscription
novembre 2008
Localisation
Paris
Âge
27
Messages
190
Re : Protection thermique navette spatiale
Je suis ingénieur depuis peu et j'ai fait mon stage de fin d'étude à l'ONERA. Je travaillais sur des calculs aérothermiques et l'élaboration de nouveaux matériaux ultra-hautes températures dans le cadre d'un projet européen visant à construire un avion de ligne hypersonique d'ici 25 ans (genre A2).
Malheureusement je pense qu'il n'y a pas de sites très pointus dans ce domaine, c'est pourquoi il faut lire les publications scientifiques rédigées par les chercheurs des quatres coins du monde, mais c'est parfois compliqué d'y accéder et tout est en anglais.
Tu peux trouver tout ça sur sciencedirect.com : http://www.sciencedirect.com/, bien sûre c'est payant, mais si il y a une activité recherche dans ton école peut être qu'ils y ont accès.
Dans la fonction rechercher tapes par exemple "UHTC" (Ultra High Temperature Ceramic) ou "hypersonic" ou les deux... et tu trouveras énormément d'articles et des résumés gratuits.
Pour les sites, il y a wikipedia en anglais sur la rentrée atmosphérique qui est assez complet en ce qui concerne les composites ablatifs à base de carbone utilisés dans l'aérospatiale : http://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_reentry
ha oui !! wikipédia est beaucoup plus remplis en anglais !! lol
sinon tu as fait quelle formation ?
Merci pour ces renseignements.
Je voulais savoir j'ai lu que certaines navettes avait une couche ablasive avant la protection thermique (pour limiter la température de la protection j'imagine). Est ce que cette couche est présente sur beaucoup de vaisseau ou justement on tend à diminuer son utilisation pour obtenir un unique matériau de protection ?
J'ai également vu que suivant la zone exposé (nez, bord des ailes, ou dessous de la navette) on avait pas le même type de matériaux. Par exemple pour l'orbiter (le lien de vador), il parle de l'utilisation de 4 matériaux céramique, carbone et 2 autres types. Est ce une question de coût ou c'est pour une autre raison ?
Merci beaucoup pour ces indications
05/12/2008 - 12h42
to2
Date d'inscription
novembre 2008
Localisation
Paris
Âge
27
Messages
190
Re : Protection thermique navette spatiale
Ce qui est de plus en plus à la mode dans l'industrie aérospatiale, c'est d'essayer de concevoir des vaisseaux et des systèmes réutilisables. Or, il est évident que cela n'est pas possible avec des systèmes de protection ablasifs ou qui se détériorent, puisqu'ils ne peuvent être utilisés qu'une seule fois. (il faut je crois 15000h de travail entre deux lancements consécutifs d'une navette spatiale pour changer les tuiles).
La tendance est donc de plus en plus d'essayer de les remplacer par des matériaux hautes performances, capables de résister dans la durée aux échauffement et à l'oxydation haute température.
Bien évidement, on en est pas encore là, et pour certaines applications, comme la rentrée atmosphérique à forte vitesse, on a encore besoin de systèmes ablasifs. Cependant, le fait d'utiliser les deux, un système ablasif au début pour ralentir suffisamment la navette, puis une protection permanente haute performance, est aujourd'hui un compromis qui va dans ce sens.
Il y a pleins d'autres avantages liés à l'utilisation d'une protection permanente unique, comme la diminution considérable du poids ou la fiabilitées accrue. De plus, la physique pour comprendre et prévoir le comportement d'un bouclier ablasif est extrêmement complexe.
Pour ce qui est de l'utilisation de différents matériaux pour la construction d'une navette, ce n'est pas tellement une histoire de coût (le prix des matériaux n'est en général pas un facteur limitant dans le spatial). La raison et que toutes les parties d'une navette ne doivent pas répondre au même cahier des charges, et donc les matériaux changent :
Le nez et les bords d'attaque sont en général les zones les plus chaudes, mais les efforts mécaniques y sont faibles,et ces parties sont de faible dimension, l'utilisation de céramiques hautes températures (SiO2, SiC, ZrO2...), en pièces massives ou en revêtements est donc parfaitement adaptée.
En revanche, l'emplenture des ailes, est soumis à des échauffements relativement faibles mais des contraintes mécaniques très importantes, on privilégiera donc un alliage métallique (superalliage de titane ou nickel, inconnel...), ou mieux, un composite à base de fibres de carbone (tridimensionnel ou bidimensionnel selon les efforts), et une matrice organique phénolique ou PIC.
Sinon pour ma formation , bha j'ai fait une école d'ingénieur à paris et suivi une spécialisation en matériaux, et en ce moment je fais un master en physique des plasmas.
06/12/2008 - 15h45
Buzz_49
Date d'inscription
novembre 2006
Messages
117
Re : Protection thermique navette spatiale
c'est trop bien !!! merci beaucoup pour tes réponses ! on va pouvoir creuser un peu plus avec ses compléments d'info !
merci beaucoup pour ton aide car c'est vrai que c'est pas évident de trouver des infos sur les boucliers thermiques sur internet et on a chercher dans des bouquins dans les BU mais on a pas trouver grand choses
donc je te remercie beaucoup
on va cogiter un peu la dessus et je te tiens au courant si j'ai besoin de d'autre infos
Bon weekend
06/12/2008 - 20h49
Carcharodon
Date d'inscription
juillet 2008
Localisation
Paris
Messages
3 151
Re : Protection thermique navette spatiale
Envoyé par to2
Ce qui est de plus en plus à la mode dans l'industrie aérospatiale, c'est d'essayer de concevoir des vaisseaux et des systèmes réutilisables.
popopopo....
Si j'ai bien suivi, on passe de la navette réutilisable, à Orion, non réutilisable non ?
As-tu l'exemple d'un passage actuel, ou projeté, d'un système consommable a un système réutilisable dans la catégorie des lanceurs spatiaux actuels, toute nations confondues ??
Si j'ai bien suivi, on passe de la navette réutilisable, à Orion, non réutilisable non ?
Eh be... Non, justement la capsule Orion aux dernières nouvelles est censée être réutilisable
A+
Le savoir est un trésor à partager avec tout le monde...
07/12/2008 - 11h26
Carcharodon
Date d'inscription
juillet 2008
Localisation
Paris
Messages
3 151
Re : Protection thermique navette spatiale
Envoyé par Apolloman
Eh be... Non, justement la capsule Orion aux dernières nouvelles est censée être réutilisable
A+
Ha ba !!! ha ok
si t'as un petit lien stp, thx
bon en tout cas, il n'y aurait quand même, alors, que la capsule de reutilisable, ce qui fait quelques misérables tout petit pourcent de la masse totale du lanceur.
Le Shuttle, c'était l'engin en entier quand même ... y compris les boosters.
Seul, le reservoir ventral était perdu.
c'est donc quand même une regression très importante sur le point de la réutilisation.
On peut tout de même dire que la voie du lanceur réutilisable a pris du plomb dans l'aile avec le relatif semi-echec (2 pertes et un prix de lancement astronomique) du Shuttle.
Bien sûr, cependant, c'est vrai que l'industrie spatiale est amenée a terme a s'orienter vers du reutilisable.
Je ne pense pas, cependant, que ça soit une de leur obsessions actuelles, car on peut voir avec le shuttle que l'engin réutilisable peut-être une fausse bonne idée qui se revèle un véritable gouffre financier a chaque tir.
Je dirais donc réutilisable oui, mais seulement si ça coute moins cher a terme, sinon consommable.
C'est quand même ça la philosophie actuelle des agences spatiales.
Une philosophie tout ce qu'il y a de plus logique, d'ailleurs.
Si j'ai bien suivi, on passe de la navette réutilisable, à Orion, non réutilisable non ?
As-tu l'exemple d'un passage actuel, ou projeté, d'un système consommable a un système réutilisable dans la catégorie des lanceurs spatiaux actuels, toute nations confondues ??
non ?
moi non plus
Le projet Orion est un projet à court terme, sa rentrée en fonction étant prévue pour 2009-2010, et qui répond à l'urgence de remplacer la navette spatiale. Moi je parle plus de la recherche dans ce secteur, qui se concentre de plus en plus vers des systèmes réutilisables ! et les projets actuellement à l'étude ne manquent pas : http://www.futura-sciences.com/fr/ne...tilisable_730/
Aujourd'hui, essayer de construire un tel vaisseau réutilisable serait prématuré et serait effectivement un gouffre financier car la technologie n'est pas encore mature. Cependant, l'avenir du spatial passe par ce genre de technologie car cela pourrait réduire le coût d'accès à l'espace de façon considérable.
Quand je parle de court ou long terme, le projet européen d'avion hypersonique sur lequel j'ai travaillé s'inscrit sur au moins une vingtaine d'année!
Partager
Poursuivez votre recherche :
Envoyé par to2 
