Travail théorique sur un dirigeable à hélium, rien à voir avec le post de siteauludo.

[invite9eff5fa7]

Bonjour, et merci d'avance pour vos réponses, malgré la longueur du titre.

J'ai un problème en ISI, on a un projet avec mes deux copains, c'est de concevoir et fabriquer un dirigeable à hélium avec caméra embarquée, le fait, c'est que le prof demande des connaissances qu'on est loin d'avoir sans nous donner d'indices ou de formules...

Alors, j'aimerais un peu d'aide et je poserai des questions au fur et à mesure, mais j'en ai déjà, serais-ce possible de m'indiquer la masse qu'un litre d'hélium peut soulever à 246 mètres d'altitude, avec détail des calculs, ou au moins de me donner la formule (poussée d'archimède) et de m'expliquer comment je me débrouille avec?

Merci encore pour votre aide éventuelle.

[invite084c752c]

Ouaou, mais tu sais qu'il faut utiliser Archimède... Alors Google est ton ami: http://fr.wikipedia.org/wiki/Pouss%C3%A9e_d'Archim%C3%A8de

La, t'as la formule P=rho*V*g, avec rho la masse volumique du fluide DEPLACE, ici, l'air, V le volume de fluide déplacé (donc le volume de ton dirigeable) et g, ben l'accelération de la pesanteur. Ca c'est la force qui tire ton dirigeable vers le haut. Cette force doit etre supérieure au poids du dirigeable, que tu sais calculer je pense.

La variable altitude intervient dans la masse volumique de l'air. Elle varie avec l'altitude. T'as la loi de variation ici:http://fr.wikipedia.org/wiki/Masse_volumique_de_l'air (encore goolge, c'est terrible ce truc non?)

Vola!

[invite9eff5fa7]

Donc si je comprends bien, pour avoir le nombre de kilos que mon dirigeable peut porter, je dois:
-multiplier la masse volumique de l'air(même si il marche à l'hélium le dirigeable?) par le volume en mètres cubes que j'utilise (ici un litre puisqu'on devra donner les chiffres pour un litre dans notre rapport) par 9.81
-à partir de là, j'ai un chiffre en newtons et je dois diviser par 9.81 pour en avoir un en kilos.

C'est ça ou j'ai tort? (si j'ai tort, me montrer où svp)
Merci.

[invite9eff5fa7]

Ce serait pour un UP.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite084c752c]

alors, ce qui compte dans archimede, c'est le volume de fluide DEPLACE!!! Ici, c'est l'air que tu déplaces, donc VI, c'est la volume de ton dirigeable multiplié par la masse volumique de l'air multiplié par 9.81. tu obtiens une force, en newtons. Si tu divises par 9.81, ca te donne des kg.

Pourquoi faire un dirigeable en hélium alors? Ben parce que l'hélium, c'est leger! Le but est de déplacer un gros volume d'air, donc faire un gros ballon. Si tu déplaces un litre d'air avec de l'hélium, ou un litre d'air avec du plomb, la force d'archimede sera la même. Par contre, le poids de ton dirigeable sera différent! un litre d'hélium, c'est moins lourd qu'un litre de plomb!!!!!! Du coup, avec l'hélium, ca peut voler, parce que la force d'archimede compense le poids, mais avec un litre de plomb, ca ne marche pas, ton dirigeable est trop lourd.

PS: dsl pour le retard... chuis en vacs

[invite9eff5fa7]

Merci, donc je dois enlever le poids de mon dirigeable à ma poussée d'archimède pour avoir un poids qui est celui que mon dirigeable peut porter?

[invite084c752c]

ouep!

[invite9eff5fa7]

Sympa de ta part, il me faut maintenant trouver la masse volumique de l'air à mon altitude :246m

[invite084c752c]

j't'ai déjà répondu à cette question, tout est ici: http://fr.wikipedia.org/wiki/Masse_volumique_de_l'air

[invite9eff5fa7]

Je sais, seulement, il me manque des données comme la pression atmosphérique.

[invite3bc71fae]

En fait, il faudrait retrancher la masse d'hélium et la masse de toile et autre charge de l'aérostat.
Et ne pas oublier de dire que la masse volumique de l'air ne varie pas beaucoup entre 0 et 300 m.

[invite424ec041]

Pourquoi faire un dirigeable en hélium alors? Ben parce que l'hélium, c'est leger!

Le but est de déplacer un gros volume d'air, donc faire un gros ballon. Si tu déplaces un litre d'air avec de l'hélium, ou un litre d'air avec du plomb, la force d'archimede sera la même.

Par contre, le poids de ton dirigeable sera différent! un litre d'hélium, c'est moins lourd qu'un litre de plomb!!!!!! Du coup, avec l'hélium, ca peut voler, parce que la force d'archimede compense le poids, mais avec un litre de plomb, ca ne marche pas, ton dirigeable est trop lourd.

Ma question est donc : qqun peut il confirmer cela:
L'hélium contenu dans un dirigeable compte il dans la masse du dirigeable ? Je dirais que oui puisqu'il est soumis à la gravité au meme titre que le dirigeable qui le contient

Deuxième question :
Qqun saurait il comment fonctionne le système de ballast sur un dirigeable.
Je comprends le système pour un sous marin : on prend de l'eau pour alourdir l'appareil, l'eau compresse l'air contenu initialement dans les ballasts.
Mais dans un dirigeable : On charge de l'air qui compresse l'hélium ?

Merci !

[inviteb08d7896]

Ma question est donc : qqun peut il confirmer cela:
L'hélium contenu dans un dirigeable compte il dans la masse du dirigeable ? Je dirais que oui puisqu'il est soumis à la gravité au meme titre que le dirigeable qui le contient

Je ne pense pas, le principe utilisé est celui d'Archymède. A savoir que 900 l d'hélium peuvent porter 1 Kg. Tu calcules l'ensemble de la charge à lever (nacelle+dirigeable). si le Dirigeable n'est pas motorisé, il faut ajouter un peu plus de gaz pour créer une force ascensionnel.

Deuxième question :
Qqun saurait il comment fonctionne le système de ballast sur un dirigeable.
Je comprends le système pour un sous marin : on prend de l'eau pour alourdir l'appareil, l'eau compresse l'air contenu initialement dans les ballasts.
Mais dans un dirigeable : On charge de l'air qui compresse l'hélium ?

Pour faire monter ou descendre un ballon, il faut jouer sur la masse de la nacelle ou sur la masse volumique du gaz.
Pour une montgolfière, on fait monter ou descendre la ballon en chauffant ou libérant l'air. Le ballon étant ouvert, l'air peu rentrer de nouveau dans le ballon
Pour un ballon à gaz fermé, pour le faire monter, on allège la nacelle en libérant de la masse (sac de sable, passager..) pour descendre, on relâche du gaz.
Pour un dirigeable motorisé, il est en équilibre, il ne monte ni ne descend. Se sont les actions des moteurs qui permettent de le piloter