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entrée et sortie de l'atmosphere



  1. #31
    Carcharodon

    Re : entrée et sortie de l'atmosphere


    ------

    l'inconvénient, c'est que si tu donnes une forme aérodynamique, alors tu vas avoir des points chaud terribles, sur certains endroits de l'engin, a la rentrée atmosphérique.
    Le Shuttle est une brique volante.
    On l'appelle comme ça car elle tombe plus qu'elle ne plane (elle tombe a 20°, en mode vol plané final après la rentrée atmosphérique, quand une approche finale d'un avion classique se fait a 3°).
    Et elle tombe car sa forme, particulière et très étudiée, est prévue pour encaisser la rentrée atmosphérique en formant une boule de plasma devant l'engin.
    Cette boule de plasma, en fait cette hémisphère, protège l'engin de températures bien plus considérables que ce qu'elle subirait vraiment sans cette protection.
    Sans cette effet de "bouclier", les températures atteindrait certainement la dizaine de milliers de degré, la ou elle est inférieure a 2000 ° grâce a lui.

    Donc, en résumé, si tu "transformes la navette en avion", elle ne sera plus capable d'encaisser la rentrée atmosphérique.
    Elle brulera pendant cette phase.

    et un ralentissement qui commence à 120km (altitude où les effets de l'atmosphère deviennent significatifs pour une rentrée atmosphérique)
    le freinage en lui même commence uniquement a ~55 km et se termine a ~45 km d'altitude.
    Avant 60 km d'altitude, la navette accélère !
    Car elle tombe de plus en plus vite vers la surface, jusqu'a mach 29 au maxi.
    Puis les couches denses commencent a la freiner.
    C'est entre ces deux valeurs (55-45 km) que l'énergie cinétique est convertie en énergie calorifique.
    En dessous de 45 km, la température chute rapidement et on se retrouve a ~mach 7 ou 8 a plus de 2500 km de la cible (de mémoire).
    ne reste plus qu'a "planer" jusqu'à la piste.
    Ici, la dissipation de l'énergie cinétique se fait par frottement aussi, mais beaucoup plus doux que le freinage atmosphérique précédent.
    Donc, elle peut faire un nombre considérable de kilomètres en planant a la quasi horizontale, mais en perdant tout doucement de la vitesse.

    En fait, la navette ne "tombe" vers le sol a 20° que lorsqu'elle passe en dessous de mach 1, cad au moment ou elle opère son tour complet avant la piste précédent son atterrissage.
    Sa descente finale se faisant a 220knts.

    Avant ça, avant d'être quasiment au dessus de son point d'arrivée, la navette, grâce a sa vitesse, plane très bien sur des milliers de kilomètres, ou sa forme et sa finesse ne sont pas un problème du tout, bien au contraire.

    Tout ceci pour dire que la forme de la navette est vraiment optimisée pour sa fonction.
    Et que c'est un engin proprement stupéfiant de complexité a toutes les phases de son vol.
    Trop complexe d'ailleurs, pour son époque, trop en avance par rapport a la technologie existante lorsqu'elles ont été créées (exemple, les processeurs embarqués avec lesquels on oserait même pas faire des calculettes de poche aujourd'hui)
    C'est aujourd'hui qu'il faudrait la faire ... mais chat échaudé (la NASA) craint l'eau froide.
    Ça se comprend vu l'échec réel et malheureux du programme (quand même 2 sur 5 ont cramé, les couts ont explosé, les fréquences de vols sont a des années lumières des projections les plus pessimistes de l'époque).

    Peut-être que si les militaires US n'avaient pas mis leur grain de sel, ce programme aurait pu être un succès.
    on peut dire que c'est les spécifications exigées par les militaires qui ont plombé le programme, a mes yeux (et pas qu'aux miens, je ne suis que rapporteur).

    -----
    Dernière modification par Carcharodon ; 29/04/2009 à 23h41.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

  2. #32
    invitebba55d79

    Re : entrée et sortie de l'atmosphere

    Je suis d'accord ! la navette est une machine extraordinaire, et même aujourd'hui on ne saurait peut-être pas faire mieux. C'est en effet un excellent compromis entre la capsule, qui rentre à toute vitesse sans planner le moins du monde, et le waverider, qui planne sur des distances considérables mais qui est aujourd'hui infaisable.

    le freinage en lui même commence uniquement a ~55 km et se termine a ~45 km d'altitude.
    Avant 60 km d'altitude, la navette accélère !
    Car elle tombe de plus en plus vite vers la surface, jusqu'a mach 29 au maxi.
    Oui mais justement, avec un waverider, celui-ci pourrait commencer à planner à des altitudes bien plus élevées que la navette !
    Si la navette est conçue pour planner à Mach7 ou 8, certains waveriders ont été dessinés pour planner à Mach 25, avec une finesse de plus du double de celle de la navette!

    Concernant le plasma qui se forme autour de la navette quand l'air traverse l'onde de choc, il absorbe d'autant plus d'énergie (ionisation, dissociation, excitation électronique ou vibrationnelle) qu'il est étendu. Le fait de maximiser la distance entre l'onde de choc et la surface augmente le volume de plasma et donc diminue la température, au détriment de la finesse.

    Tu as mis là le doigt sur le principal obstacle au développement des waveriders : les contraintes thermiques.

    Mais je n'ai aucun doute que l'amélioration des connaissances sur le vol hypersonique, la physique des plasmas, et les matériaux réfractaires donnera un jour raison à ce genre d'appareil !

  3. #33
    Carcharodon

    Re : entrée et sortie de l'atmosphere

    Tu as mis là le doigt sur le principal obstacle au développement des waveriders : les contraintes thermiques.
    En effet, tout particulièrement les points chauds, très localisés mais très sollicités.
    Y a de l'espoir, avec les matériaux à mémoire de forme a assez long terme.
    On peut aussi rajouter les contraintes économiques, très dissuasives.
    Restons superficiel pour ne pas fâcher

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