Canon spatial

[Quisit]

bon finalement j'ai trouvé des liens passionnants à partir des bons termes de recherche ... canon électromagnétique est le mot clé à partir duquel on peut enchainer les googleisation :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Catapul...agn%C3%A9tique
mais aussi, pour ceux que ça interresse suffisament pour payer, un doc du CNRS sur la question :
http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=4063898
la marine américaine pense pouvoir envoyer un missile a mach 7,5 avec ça :
http://www.navweaps.com/Weapons/WNUS_Rail_Gun.htm
un sympozium, évoqué dans les papiers du CNRS aurait eu lieu en 2004 sur cette question : Symposium on Electromagnetic Launch (EML)

donc pour le vide c'est bon, pour la vitesse c'est bon, reste les G. sur un site US d'un passionné, que je ne parviens pas à retrouver, un gars aboutit à un tore de 13kms de diamètre ... à vérifier
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[arogno]

Bonjour

Ci-joint un fichier Excel (fait avec calc d'OpenOffice) qui calcule le rayon.
Faudrait ajuster les données pour faire au moins 1 tour...

Par contre, je me pose des questions sur :
- la rentrée dans l'atmosphère,
- l'échauffement pendant la traversée de l'atmosphère,
- la possibilité de dégager l'excès de chaleur en altitude.

Salut.

[Carcharodon]

c'était pas de la condescendance, c'était des questions légitimes, car on va revenir aux mêmes réponses que précédemment.
je voulais t'amener a répondre toi même a tes questions.

Il faut résoudre le problème, insoluble dans ce cas, de MaxQ qui sera très violent si on veut que cette catapulte serve a quelque chose.

Parce que si c'est pour accélérer un engin destiné a finir en orbite a moins de 1/3 de sa vitesse de satellisation, ça ne sert pas a grand chose de déployer tant d'infrastructure très complexes et très couteuses.
Or 1/3 de 7.5km/s, ça donne 2.5km/s (mach 8/9)
MaxQ est opéré a mach 3 sur le Shuttle, et non mach 8.
Ce qui signifie que la pression dynamique diminue lorsque la navette atteint mach 3.
Tu ne PEUX PAS exceder trop cette vitesse de mach 3 si tu ne veux pas détruire ton engin en dessous de ~10km d'altitude.

c'est surtout ça qui condamne définitivement tout canon pour l'envoi de charge spatiale.
sauf a créer un canon qui éjecte a ... 40 km d'altitude pour atteindre mach 9 en bouche sans pulvériser l'engin spatial avec le frottement atmosphérique.
Un canon de 40km d'altitude minimum, voilà pourquoi le canon spatial n'a pas d'avenir.

une image de MaxQ que tu visualises le problème =>

photo prise a 11km d'altitude, mach 3
http://maecourses.ucsd.edu/mae155a/astro.html

Le Shuttle attend même d'avoir passé MaxQ avant de remettre toute la puissance (car la puissance baisse un peu après le decollage/roll).
Pour dire l'obstacle, alors qu'elle décolle à la verticale pour sortir au plus vite des couches denses.

[Quisit]

merci arogno c'est très sympa à toi

[Quisit]

merci pour ta réponse carcharodon.
pour MaxQ, n'as-tu pas l'impression que c'est un problème 'auto-alimenté' une sorte de cercle vicieux du au fait que la vitesse doit être atteinte grâce à un emport 'sur pièce' de la charge propulsive ?

plus de vitesse = plus de contraintes structurelles = plus de poids = plus de carburant = beaucoup plus de poids etc etc... ?
donc on dimensionne pour rester en dessous d'un certain besoin en renforcement de structure et d'abrasion thermique aussi j'imagine.

si par contre on peut se permettre de 'gaspiller' une part d'énergie et de structure (bouclier ablatif ?) du fait d'un lancement accéléré au sol, le cercle vicieux l'est beaucoup moins

prenons ton exemple d'un besoin de mach 8/9 à 2.5 m/s
avec un canon placé sur un haut plateau, ça nous fait 2.4 secondes à 'tenir' pour franchir les 10 000 mètres de couches les plus denses de l'atmosphère

ces vitesses ont déjà été atteintes par des dispositifs qui n'ont pas été pulvérisés.

reste le choc de la sortie du canon, même avec une représsurisation préalable

[Fred des montagnes]

la question : pour disons 3 G de force centrifuge continue, combien de km de diamètre ?

Salut, il me semble que la formule est avec a qui est l'accélération centripète, V la vitesse tangentielle et r le rayon.
Donc avec et on obtient: de rayon.... Il faut de la place quand même.

[Lockheed]

Mes amis j'avoue que je n'ai plus le cerveau à vous suivre, ce d'autant plus que je ne possède qu'un modeste CEP (Certificat d'Etudes Primaires).
En un mot, ma culture n'a pas progressé depuis le canon de Verne.

Carcharodon, je n'avais pas prêté attention la première fois à ton image de la pression max. du Shuttle, elle est superbe.

Amicalement

[Carcharodon]

pour MaxQ, n'as-tu pas l'impression que c'est un problème 'auto-alimenté' une sorte de cercle vicieux du au fait que la vitesse doit être atteinte grâce à un emport 'sur pièce' de la charge propulsive ?

ba, on a pas trop le choix tant qu'on en est réduit aux ergols chimiques.

Telle la tortue qui emmène sa maison sur son dos, les engins spatiaux qui décollent de terre doivent emporter 70kg d'ergols pour 1 kg de charge utile, ratio effrayant mais incontournable.
Alors effectivement, plus on arrive a réduire ce ratio, plus ça facilite les choses.
Mais énormément d'obstacles techniques s'opposent, pour y arriver.
Il faut savoir que la navette consomme 4 tonnes d'ergols /seconde, uniquement avec les SSME (moteurs du shuttle, sans compter les boosters) lors du décollage.
Alors tout ça abouti a un énorme réservoir qui pose des problèmes aérodynamique très spécifiques.

Il faut réaliser que ces problèmes aérodynamiques sont si importants qu'ils obligent le Shuttle, qui part quasi verticalement, a attendre de passer maxQ pour remettre toute la puissance moteur !
Rien que ce fait permet de se rendre compte de la réalité de l'obstacle atmosphérique au décollage.

Les canons magnétiques, par contre, seraient certainement bien plus efficaces sur la lune ou même mars que sur la terre, ou ils sont condamnés d'office.
Mais il n'est pas exclu, au contraire, de penser a terme a un canon magnétique sur la lune afin de mettre des engins en orbite lunaire, voir carrément une rampe de retour direct sur terre sans impulsion chimique !
Mais partant de la terre, ce concept est définitivement invalide.

si par contre on peut se permettre de 'gaspiller' une part d'énergie et de structure (bouclier ablatif ?) du fait d'un lancement accéléré au sol, le cercle vicieux l'est beaucoup moins

Je ne te raconte pas la puissance PHÉNOMÉNALE nécessaire pour lutter contre la résistance offerte par le bouclier protecteur et le gâchis d'énergie cinétique transformé en énergie thermique.
On en arrivera a être obligé d'augmenter les ergols et la puissance des moteurs, dans cette solution, pour revenir a des valeurs approchant les valeurs actuelles, ce qui condamne dans l'œuf le concept de canon magnétique en milieu atmosphérique.
Partant de terre, c'est vraiment foutu, y a vraiment rien a faire d'autre que les solutions actuelles tant qu'on utilise des ergols chimiques pour la mise en orbite.

Sauf, peut-être... en utilisant au mieux un stato-réacteur en moteur d'appoint afin de réussir a limiter les ergols embarqués pour pouvoir limiter un peu les effets de cercle vicieux dont tu parles.

Personnellement, je pense que le statoréacteur, avec la nécessité préalable de nettement mieux maitriser les matériaux à mémoire de forme qu'aujourd'hui, représenteront une aide un jour ou l'autre dans la mise en orbite a partir du sol terrestre.
Que ce soit avec une intégration dans un premier étage ou bien grâce a un "avion porteur".

Inch'allah !

[Quisit]

meric pour cet avis détaillé carcharodon !
pour fred, peux tu m'expliquer : 3g = 30(m/s²) (si tu as le temps !) je trouve des trucs extrêmement complexes pour résoudre G

[Carcharodon]

1 G, la pesanteur terrestre ça donne 9.81m/s²

http://www.a3i.fr/Cours_force_puissance_energie.htm

30m/s² divisé par 3 = 10m/s²
donc 30m/s² = ~3G

Il est très difficile de depasser 3G, pour les organismes, pendant trop longtemps (cad plusieurs minutes)
c'est pour ça, j'imagine, que Fred des montagnes a calculé la longueur du canon en prenant en compte cette valeur max de 3G pendant le tir du canon, afin de passer de l'arrêt a 7.5km/s.

[Quisit]

excellent, et merci pour le lien vers petit cours qui fait réviser des classiques oubliés depuis longtemps ^^

bon ben j'ai tout c'était très sympa à vous d'avoir pris ce temps. avec près de 2000 kms de rayon on est dans l'infaisable d'un facteur 100... tant pis. avec v² dans les calculs, pour faire mieux il faut soit accepter plus de G, soit réduire de moitié voir plus la vitesse, et l'ensemble du concept perd son interêt...

désolé d'avoir été lourdingue, sans ordres de grandeurs 'crédibles' je ne peux juger si le concept était idiot ou non... il semble bien que ce machin ne servira jamais qu'à propulser des obus pour la marine US ^^

encore merci pour les réponses

[invitebd2b1648]

Salut !

Pour augmenter les G, y'a qu'à imaginer lancer des sondes robotisées ... mais est-ce que l'opération est rentable avec un canon électromagnétique ... ?

Cordialement,

[jiherve]

Bonsoir
My god !
L'avantage de la fusée sur le canon c'est que l'apport d'énergie se fait progressivement, accélération raisonnable) car la satellisation c'est un problème d'énergie avec un canon il faut fournir au départ plus que l'énergie nécessaire car la résistance de l'air sera plus grande.
Il y a eu des canons stratosphérique aucun n'a jamais réussi à satelliser son obus.
http://html2.free.fr/canons/canparis.htm
je vous laisse chercher les autres.
JR

[Carcharodon]

il semble bien que ce machin ne servira jamais qu'à propulser des obus pour la marine US ^^

C'est clair que pour le militaire, c'est jamais pareil.
Ni en objectifs, ni en budgets, ni en moyens.
Si on démontre aux militaires qu'une technologie peut donner la supériorité, ou même simplement un avantage sensible, sur le terrain de bataille, alors des moyens de développement disproportionnés, par rapport à ce qui aurait pu être accordé dans le secteur civil, peuvent être déployés.
La recherche militaire est une recherche de supériorité et non pas une recherche de productivité, comme l'est la recherche civile.

[Quisit]

My god !
L'avantage de la fusée sur le canon c'est que l'apport d'énergie se fait progressivement, accélération raisonnable) car la satellisation c'est un problème d'énergie avec un canon il faut fournir au départ plus que l'énergie nécessaire car la résistance de l'air sera plus grande.

oui pour l'énergie, mais pas pour la progressivité, une "fronde" à l'image d'un tore sous vide permet une accélération très lente de la charge à satelliser.
il a un gaspillage d'énergie important, puisque qu'on part très fort alors qu'on est encore dans les couches denses, mais cette énergie là à réclamé peu de puissance instantanée