Bonjour,
Dès que l'on parle de cette fusée prototype américaine, on ne retient que ces soucis de vibrations...
Mais de quelles vibrations s'agit-il?
Pourquoi et comment les fusées vibrent-t-elles s'il vous plaît? Continuent-elles à vibrer dans le vide spatial?
Merci d'avance !
Salut à tous!
Toutes les fusées vibrent...
Tout lanceur est soumis à un champ de pression acoustique, généré par les jets des moteurs et par leur impact avec le pas de tir, qui excite les structures. Les charges induites dans la gamme de fréquence 20-2000 Hz peuvent endommager les charges utiles et les équipements.
Afin de réduire les dommages, deux solutions sont possibles, généralement réalisées ensemble:
1/ inonder le pas de tir d'eau au décollage: le matelas d'eau amortit les vibrations, qui dans certains cas seraient capables de détruire le lanceur...
2/ faire une fusée la plus trapue possible, afin d'éviter l'effet Pogo: il s'agit d'une vibration qui est générée par les fluctuations de poussée du moteur et qui se propage le long de la structure. SI les deux entrent en résonnance, le lanceur peut se désintégrer en plein vol.
Avec son aspect de tuyau d'orgue, les ingénieurs de la NASA pensent que les effets de résonance risquent d'être importants et ont imaginé un système de ressorts destiné à compenser cet effet...
Donc les vibrations étant essentiellement dûes aux moteurs, elles perdurent y compris quand la fusée est dans le vide...
@+!
Zeiss Telementor, AS 100/1000, Zeiss Asalumen E 110/1300 (1907), Zeiss E 130/1950 (1923)
Sachant qu'une fois le premier étage largué, les contraintes vibratoires diminuent considérablement pour devenir quasiment négligeables, alors qu'elles sont vraiment problématiques au décollage.Envoyé par Vador59
Normal, c'est une question de puissance, le premier étage est beaucoup plus puissant que les autres, les ondes vibratoires émises sont donc nettement plus importantes.
merci pour l'effet Pogo, Vador, je ne connaissais pas ce terme.
Pour compléter : l'origine des fluctuations de poussée du moteur est due à des instabilités au sein même de la chambre de combustion. Un mauvais mélange oxydant / réducteur se crée localement et défavorise la combustion, réduisant alors la poussée...
L'un des défi de la conception d'un moteur fusée à propergols est ainsi la conception du système d'injection ("plaque d'injection"), qui doit assurer un mélange stable et efficace des réactifs.
Salut à tous!
Salut Carcharodon et LaRAcineCarrée!
Vos précisions sont précieuses!
Juste un petit complément historique au sujet de l'instabilité de combustion dans la chambre: c'est ce qui explique les difficultés à mettre au point des moteurs au tout début de l'ère spatiale. Faute de compréhension fine du problème, la conception était assez largement pifométrique. Pour simuler ce genre de problème, Von Braun était allé jusqu'à introduire une petite charge explosive dans la chambre d'un moteur F1 de Saturn5 sur banc...
Bonne journée à tous!
Zeiss Telementor, AS 100/1000, Zeiss Asalumen E 110/1300 (1907), Zeiss E 130/1950 (1923)
Du bruit?champ de pression acoustique
Celui des pompes pour les machines à propulsion liquide?
Donc pas de vibrations si la fusée pouvait décoller dans le ciel directement?généré par les jets des moteurs et par leur impact avec le pas de tir, qui excite les structures
Je n'ai jamais vu d'eau sur les pas de tirsAfin de réduire les dommages, deux solutions sont possibles, généralement réalisées ensemble:
1/ inonder le pas de tir d'eau au décollage: le matelas d'eau amortit les vibrations, qui dans certains cas seraient capables de détruire le lanceur...
2/ faire une fusée la plus trapue possible, afin d'éviter l'effet Pogo: il s'agit d'une vibration qui est générée par les fluctuations de poussée du moteur et qui se propage le long de la structure. SI les deux entrent en résonnance, le lanceur peut se désintégrer en plein vol
Qu'est qu'une fusée trapue? C'est une fusée dont le profil est triangulaire plutôt que linéaire? Dans ce cas j'avoue ne jamais avoir vu de telle fusée?
D'après le lien Wikipédia, l'effet Pogo est propre au propulsion liquide. Il s'agit de régime tourbillonaire local dans la chambre de combustion?
Si cette vibration est due au moteur, l'air ne permet-il pas d'amortir un peu ces vibrations?
La fusée Arès 1 est un dérivé des boosters de la navette spatiale, hors ceux-ci, me semble-t-il, sont des propulseurs à carburant solide...
Ah si, peut-être Soyouz et son faisceau de propulseurs ou bien mieux, la fusée N1, non?Qu'est qu'une fusée trapue? C'est une fusée dont le profil est triangulaire plutôt que linéaire? Dans ce cas j'avoue ne jamais avoir vu de telle fusée?
Le lanceur Ariane 5G avec ses 46,3 m de hauteur (partie haute la plus basse)est considéré dans la profession comme un lanceur trapu.
T'as jamais regardé un tir de fusée en gros plan ?Je n'ai jamais vu d'eau sur les pas de tirs
Toutes les fusées mettent a feu dans un nuage d'eau (au niveau des tuyères) pour les raisons sus-mentionnées, depuis les débuts de l'astronautique "puissante" (orbitale).
Le nuage au décollage ne provient cependant pas de cette eau changée en vapeur (en fait si, en partie, mais négligeable), mais principalement de la combustion des ergols de la fusée + surtout les boosters a poudre quand il y en a (ces boosters font une énorme fumée).
drôle de question non ?Donc pas de vibrations si la fusée pouvait décoller dans le ciel directement?
Je ne vois cette eau; il ne doit pas y en avoir beaucoup! Les massifs du Soyouz guyanais vont-ils être inondés? Cela explique pourquoi les pas de tirs sont souvent près de réservoir d'eau gratuite comme les océans ou les mers!
L'effet Pogo semble être aussi valable pour les propulsions solides semblent-t-ils, en fait pour toute éjection de fluide (et phénomène nécessairement amplifié par un équivalent effet de sol)?
J'avoue que je ne comprends pas très bien : les avions-fusées lancés depuis des avions, décollent bien dans le ciel directement, non?Citation:
Donc pas de vibrations si la fusée pouvait décoller dans le ciel directement?
drôle de question non ?
Voici un lien sur le jeu Pogo http://en.wikipedia.org/wiki/Pogo_stick
L'effet Pogo est donc une vibration dans le sens vertical, existe-t-il des vibrations dans d'autres axes? Comme un mouvement d'un poil de cheveu, de gauche à droite?
Ah je vois ce que veut dire fusée trapue : si l'effet pogo est une vibration verticale, quel est l'intérêt d'une fusée trapue, pourquoi une fusée trapue réduit-elle ce genre d'oscillation?Le lanceur Ariane 5G avec ses 46,3 m de hauteur (partie haute la plus basse)est considéré dans la profession comme un lanceur trapu.
Salut à tous!
Mais si on la voit...regarde cette image (tirée de l'excellent site Capcomespace)Je ne vois cette eau; il ne doit pas y en avoir beaucoup!
Le chateau d'eau du site ELA3 est la grande tour blanche tout à gauche, dans laquelle sont stockées des milliers de m3 d'eau (récupération d'eau de pluie? Il ne peut pas s'agir d'eau de mer, le sel étant un élément corrosif à éviter sur les pas de tir)
Les tuyaux jaune avec les buses (au deuxième plan, en partie masqués par le mat para-foudre), c'est par là que sort l'eau (simple effet de gravité), qui vient inonder le pas de tir juste après l'allumage des EAP, afin d'amortir les ondes qui rebondissent au niveau du sol et risqueraient d'endommager Ariane5.
Une fusée trapue est une fusée qui présente une certaine "largeur" tout en étant limité en hauteur (ex: Soyouz, Delta4Heavy). Toute fusée oscille sous l'effet des vibrations, mais ce sont les basses fréquences qui sont les plus dangereuses pour un lanceur. Or, les fréquences sont d'autant plus basses que le lanceur est élancé...Le pire scénario est celui d'un phénomène de résonnance; dans ce cas, mieux vaut être loin du pas de tir ou de la trajectoire!quel est l'intérêt d'une fusée trapue, pourquoi une fusée trapue réduit-elle ce genre d'oscillation?
Bonne soirée à tous!
Zeiss Telementor, AS 100/1000, Zeiss Asalumen E 110/1300 (1907), Zeiss E 130/1950 (1923)
Oui, sauf quand elles font 1500 tonnes (ariane 5)
va falloir inventer un sacré avion porteur là, même en comptant la faible réduction de masse due au départ "lancé" en altitude.
Rappelles toi toujours que les ingénieurs de l'aérospatiale ne sont pas trop stupides.
Si ils font comme ça, y a des raisons.
Après faut déjà savoir lesquelles avant de chercher mieux.
Bonjour Carcharodon,
Alors là je crois que t'es un peu emporté par ta passion car la masse exacte d'un Ariane 5ECA est de:
780 tonnes avec CU max. à H0 dont, excusez du peu, 560 tonnes rien que pour les deux EAP !
Je crois d'ailleurs que cette marque pourrait être définitive sans le développement du 5ECB.
Le futur passe par la propulsion liquide, en dehors de quelques petits boosters à poudre qui apportent un complément de poussée.
Un autre record que tu peux inscrire définitivement dans tes tablettes, celui du plus haut lanceur européen atteint par un Ariane 44LP (V61) avec ses 60,13 m.
L'Ariane 5ECA ne peut dépasser les 57,3 m et tu pourras éventuellement rajouter un mètre si l'on réalise un jour Ariane 5ECB.
Amicalement.
D'après le peu que l'on peut trouver sur le sujet sur Wikipédia, l'effet Pogo s'applique essentiellement aux lanceurs à ergols liquides.
Cela semble logique : une fluctuation de la poussée du réacteur se traduit par un "à coup" sur toute la fusée, y compris sur les ergols dans le circuit d'alimentation (forcément orienté verticalement). Les ergols sont alors certainement comprimés (ou inversement) en amont du réacteur, ce qui va modifier l'alimentation et celui ci et provoquer une nouvelle fluctuation de la poussée, etc, etc...
En ce qui concerne "l'équivalent effet de sol"... je vois pas le rapport.
Bonjour,
Le terme ''effet pogo'' est uniquement réservé à la propulsion liquide.
Ce phénomème est provoqué par un couplage entre les vibrations structurales et de lignes, les fluctuations de débit correspondantes et les modulations de poussée induite.
Le fait est assez grave car en cas de résonance, cela peut aller jusqu'à la destruction du lanceur.
Dans le cas du moteur Viking (Ariane), on y installait un SCP (système Correcteur Pogo) en aval de la vanne principal N (comburant) pour contourner ce problème.
Salut à tous!
Tu as tout à fait raison Lockheed, le terme d'effet Pogo est réservé à la propulsion liquide...
Toutefois, on aurait tort de croire qu'il n'existe pas de variation dans la poussée dans un moteur à poudre. c'est même la hantise des ingénieurs qui doivent composer la pâte, improprement appelée "poudre", qui se consume dans les boosters. Ce qui oblige les fabricants à malaxer longuement les composants de cette pâte pour la rendre la plus homogène possible.
Dernier élément à ne pas oublier dans le cas d'un engin uniquement propulsé par poudre: le comportement à MaxQ (c'est le moment où la pression aérodynamique est maximale). Une fois un booster allumé, impossible de l'éteindre ou de contrôler sa poussée (sauf à avoir au préalable défini à l'intérieur de l'étage une forme particulière): donc, contrairement à la navette, qui réduit les gaz peu avant MaxQ, Ares1 affrontera ce mur à plein pot...alors que c'est un passage critique qui se traduit par de fortes contraintes vibratoires sur la structure...
Rendez vous demain pour le verdict!
@+!
Zeiss Telementor, AS 100/1000, Zeiss Asalumen E 110/1300 (1907), Zeiss E 130/1950 (1923)
Bien entendu Vador59, la brutalité de la propulsion solide pose d'énormes problèmes aux techniciens.
Sur Ariane 5, les oscillations des EAP sur le corps central étaient tellement ''démentielles'' que les ingénieurs durent sérieusement se pencher sur le problème au risque de détruire un jour ou l'autre le lanceur.
Après mûres réflexions et d'essais, ils installèrent (au niveau de la jupe AV) un dispositif (à base de caoutchouc) chargé d'assouplir ces phénomènes.
Il est dommage que j'ai détruit les croquis montrant ces oscillations car ils étaient très instructifs.
En dépit de la mise en place de ce dispositif, au début des années 2000, certains passagers d'Ariane 5 devaient être installés sur une sorte de coussin pour éviter de les dégrader (je ne sais pas comment cela à évoluer depuis) .
Comme ce système pèse plusieurs dizaines de kg, cela se répercutait forcément sur la performance pure en terme de masse.
Ah, l'eau n'est pas permanente, il n'y a pas de lac...! En fait c'est un vase d'expansion géant?Mais si on la voit...regarde cette image (tirée de l'excellent site Capcomespace)
Le chateau d'eau du site ELA3 est la grande tour blanche tout à gauche, dans laquelle sont stockées des milliers de m3 d'eau (récupération d'eau de pluie? Il ne peut pas s'agir d'eau de mer, le sel étant un élément corrosif à éviter sur les pas de tir)
Les tuyaux jaune avec les buses (au deuxième plan, en partie masqués par le mat para-foudre), c'est par là que sort l'eau (simple effet de gravité), qui vient inonder le pas de tir juste après l'allumage des EAP, afin d'amortir les ondes qui rebondissent au niveau du sol et risqueraient d'endommager Ariane5.
Ces vibrations sont isotropes?Une fusée trapue est une fusée qui présente une certaine "largeur" tout en étant limité en hauteur (ex: Soyouz, Delta4Heavy). Toute fusée oscille sous l'effet des vibrations, mais ce sont les basses fréquences qui sont les plus dangereuses pour un lanceur. Or, les fréquences sont d'autant plus basses que le lanceur est élancé...Le pire scénario est celui d'un phénomène de résonnance; dans ce cas, mieux vaut être loin du pas de tir ou de la trajectoire!
Si l'expulsion des gaz se faisait par le sommet (dans une fusée hypothétique), alors la partie élargie devraient être au sommet? En fait la partie élargie amortit les vibrations au plus tôt?
Oui certainement..va falloir inventer un sacré avion porteur là, même en comptant la faible réduction de masse due au départ "lancé" en altitude.
Mais les vibrations type Pogo doivent être aussi sur tous les propulseurs fusées, qu'ils soient à la verticale, à l'horizontale, que cela soit fusées civiles, ou missiles, non?
Je pense à l'effet de sol aérostatique dont sont sensibles les hélicoptères (http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_de_sol). En effet, l'effet de sol permet dans ce cas, de booster l'hélicoptère en réutilisant le vent qu'il à lui-même créé ; il récupère son énergie pour se soulever plus facilement; la fusée récupère son énergie pour vibrer?En ce qui concerne "l'équivalent effet de sol"... je vois pas le rapport.
Pour l'eau sur le pas de tir :
http://www.nasa.gov/missions/shuttle/f_watertest.html
Parcours Etranges
Salut à tous!
Vous avez peut-être eu l'occasion de regarder en "direct live" le lancement d'Ares1X...
Je ne sais pas ce que vous en pensez, mais je me suis fait la peur de ma vie.
Déjà au décollage, on voit clairement la fusée partir de travers. il se peut que ce soit une manoeuvre voulue, destinée à l'éloigner de la tour, mais ça laisse un petit sentiment de "crayon-qu'on-essaie-de-faire-tenir-sur-le-bout-du-doigt"...
Le pire, c'est la séparation des deux étages...Honnêtement j'ai bien cru que les deux allaient entrer en collision!
Enfin, pas de nouvelles sur le déploiement des parachutes (à l'heure où j'écrie)...
A la NASA, ils avaient l'air super contents...Perso, je suis très dubitatif.
Et vous??
@+!
Zeiss Telementor, AS 100/1000, Zeiss Asalumen E 110/1300 (1907), Zeiss E 130/1950 (1923)
bonjour vado, ou plutot bonsoir ^^
moi aussi je me suis demander "wOOwwwoowwoww, qu'est ce qui se passe?!"
les 1eres secondes du décollage m'ont vraiment fait croire que la fusée allait partir de travers et ne pas se ravoir.
après ca, ca a été nettement mieux, pas de soucis (je ne suis pas expert) pour le guidage et tres bonne propulsion par contre lors de la séparation....a nouveau un grosse peur !!!
etait ce normale que le 1er etage entraine le reste avec lui pendant sa rotation?
enfin... comme tu as dis, ils avaient l'air contents, mais ca fait un petit moment aussi qu'ils n'avaient plus fais ca, peutetre l'euphorie du moment...
syndrome
La fusée décolle à la verticale, donc pour atteindre une orbite stable, il faut forcément qu'elle s'incline. (enfin... c'est l'explication la plus simple qui m'est venue)
Cela est peut être aussi du au fait que le lanceur profite de l'effet de la rotation de la Terre, et il part donc dans la direction de la rotation. Voir la discussion : Pourquoi se mettre en orbite avant d'aller sur la lune?
Le deuxième étage n'était qu'une réplique, il n'avait pas de moteur. C'est pour cela qu'il n'a pas continué à avancer mais à été rapidement dévié par les frottements de l'air.
A suivre....
Bon je n'ai pas vu le lancement en direct, mais à l'heure où je tape sur mon clavier les paramètres ne semblent pas trop mauvais, mais attendons d'autres sources et surtout le dépouillement.
Toutefois, si un résultat positif présente un soulagement pour les passionnés, il ne faut pas oublier qu'il reste beaucoup de chemin à parcourir pour mettre au point ce système.
Le premier écueil sera d'obtenir les faveurs des politiques qui détiennent les cordons de la bourse.
Mais par ailleurs, le projet Arès peut permettre de rêver à l'enclenchement de quelque chose...
Salut à tous!
Bon, ça va alors...Merci Syndrome, j'avais l'impression d'être le seul à avoir eu peur...!bonjour vado, ou plutot bonsoir ^^
moi aussi je me suis demander "wOOwwwoowwoww, qu'est ce qui se passe?!"
les 1eres secondes du décollage m'ont vraiment fait croire que la fusée allait partir de travers et ne pas se ravoir.
après ca, ca a été nettement mieux, pas de soucis (je ne suis pas expert) pour le guidage et tres bonne propulsion par contre lors de la séparation....a nouveau un grosse peur !!!
Bien sûr...mais ce n'est pas à cela que je fais référence...Pour regarder régulièrement les lancements de fusées (Ariane5, c'est ce soir!), je sais pertinemment que les lanceurs se "couchent" sur leur trajectoire. Non, ce qui est frappant ici, c'est qu'elle part TOUT DE SUITE de biais...La fusée décolle à la verticale, donc pour atteindre une orbite stable, il faut forcément qu'elle s'incline. (enfin... c'est l'explication la plus simple qui m'est venue)
Les frottements de l'air à 45km d'altitude sont très réduits...Ce n'est donc pas ça qui explique le comportement du deuxième étage. C'est vrai qu'il ne dispose pas de moteur principal, mais si tu regardes l'animation de synthèse de la NASA, les ingénieurs avaient prévu de petites fusées d'éloignement à la base de l'étage supérieur. Visiblement, elles n'ont pas du fonctionner ou alors peut-être pas toutes, ce qui expliquerait le mouvement de rotation de tout l'étage...Le deuxième étage n'était qu'une réplique, il n'avait pas de moteur. C'est pour cela qu'il n'a pas continué à avancer mais à été rapidement dévié par les frottements de l'air.
Quelques news concernant le booster, il a été récupéré dans l'Atlantiques à 17 miles du point de chute initialement prévu...apparemment, il est intact; petit lien: http://twitpic.com/naine
Bonne journée à tous!
Zeiss Telementor, AS 100/1000, Zeiss Asalumen E 110/1300 (1907), Zeiss E 130/1950 (1923)
si on est attentif, il me semble avoir vu de la fumé s'echapant dans le sens opposé a la direction de la fusée.
mais ce dont je suis sure c'est que le 1er etage a tourner trop vite sur lui meme....
syndrom
Ne soyez pas si négatif mes amis, car j'ai pu admiré de magnifiques instantanés (sous forme de clichés).
Laissez une part de rêve à ceux qui ne veulent pas se cantonner à une astronautique sans âme.
je ne suis pas SI négatif, car je trouve que le test a été réussi, et que je veux vraiment voire un retour de l'homme sur la lune, mais ce teste, mais fais peur, j'ai cru qu'il allait rater et que du coup le programme constellation aurait eu beaucoup de male a tenir bon ...
enfin, je dis juste: hate de voire les prochaines tirs
(belle fusée tout de meme)
Syndrome, je suis persuadé que tu ''rames'' dans la bonne direstion.
Mais à mes yeux, j'ai l'impression que le feu d'artifice de la conquête spatiale soit désormais derrière nous, tout au moins pour notre génération.
Le projet Ares ne dépend que du bon vouloir du Congres US. De toute manière, il se déroulera à un train de sénateur.
Si ce projet ne franchit pas la taille critique, alors il faudra se contenter (à la terminaison de l'ISS) d'une activité spatiale se résumant à l'envoi de satellites d'application (civils et militaires) et de quelques sondes scientifiques.
Dans mon esprit, on est à des années lumières des perspectives entrevues par les vols de Gagarine et d'Apollo pour ne parler que de l'essentiel.
Amitiés.
je pense comme beaucoup de monde ici je suppose, que la nasa galère un peu dans ses activités...
je ne serais pas étonner SI elle en avait les moyens de voire des hommes sur la lune d'ici 10 ans grand maximum, mais les budgets ne suivront surement jamais (en tout cas sou l'administration actuel) et l'ombre de l'arret du programme se ferait de plus en plus présente
je ne suis pas né a la bonne époque pour voire de grandes choses
et l'esa, mais qu'est-ce qu'elle fait?! j'ai entendu parler d'un nouveau lanceur, mais toujours pas de lanceur destiner a envoyer NOUS MEME nos astronautes???
faut-il vraiment qu'il y ai une menace pour que l'on avance dans un domaine??
syndrome
Il faut mieux pour toi, car actuellement tu aurais un peu plus de rides sur ton front.
A mon avis, je serai passé de vie à trépas avant de voir un lanceur européen qualifié pour le vol habité.
Toutefois, il se pourrait qu'un jour les Russes autorisent cette possibilité (moyenant finances) au travers de leur bon vieux Soyouz.
Dans ce sens, il faudrait ajouter à Kourou d'importants moyens sols destinés aux vols humains, si les budgets sont débloqués pourquoi pas !
Il y a cependant une autre interrogation, c'est l'après ISS. Actuellement les choses ne sont pas claires et dépendent avant tout de la volonté des Américains qui sont, ne l'oublions pas les principaux bailleurs de fonds de cette station ainsi que les MO.
Les Européens et les Japonais (entre autres) feront tout pour ne pas pas perdre leur investissement, mais jusqu'à quel point.
Sinon exit l'ISS, il ne restera plus que l'opportunité de demander aux Chinois, d'accueillir nos astronautes/spationautes à bord de leur station orbitale autonome.
Mais on n'en est pas encore là.
