Question sur les fusées

[invitee8a8ae96]

Bonsoir,

Je fais appel à vous car une question me tracasse, quelle est la force moyenne nécessaire pour propulser une fusée ?

Merci d'avance.
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[Lockheed]

Déjà pour l'arracher du sol, il faut une force supérieure à sa masse sur rampe.

Ainsi pour le cheval de bataille d'Arianespace, en l'occurence Ariane 5ECA, affichant 780 tonnes, les deux EAP conjugués au Vulcain 2 délivrent environ 13000 kN.

Ceci est un premier palier...

[invitee8a8ae96]

Merci, j aurais une autre question, quelle est l'énergie dévellopée par une panneau photovoltaique ? (imaginons-en un de 1m2)

[bb98]

Merci, j aurais une autre question, quelle est l'énergie dévellopée par une panneau photovoltaique ? (imaginons-en un de 1m2)

hummmmmmm

150 W MAX en plein midi, en plein Sud, dans le Sud de la France
très approximativement, et encore en mono cristallin, très cher

autrement , ça tombe à ...50 W avec de l'ordinaire

bon courage

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitee8a8ae96]

Merci bien, n'étant pas vraiment une expert, quelqu'un saurait ce que font 150 W en N ?

[bb98]

La poussé au sol d'une fusée, donnée en Newton, n'est pas très utilisable

On peut dire que la puissance d'une Ariane V est d'environ 5 G W ( facile à retenir )

bonne chance pour la faire partir avec des panneaux solaires

[jiherve]

Bonsoir,
pour propulser une fusée il faut une impulsion, de la quantité de mouvement, avec un panneau solaire et un moteur ionique voire de la MHD c'est impossible pour décoller de cette planète!
On fait tout juste voler un avion avec des panneaux solaires hi tech.
JR

[Lockheed]

Et pourtant BB98, le kN est la référence de la profession.

Bon OJ Simpson, continuons sur ta première demande.

Après s'être arraché du sol, notre Ariane 5ECA continue son ascension en s'allégeant continuellement au travers de la consommation de ses ergols et de l'éjection de ses masses inertes (EAP, coiffe et EPC).
_____
Donc l'étage supérieur qui est déjà dans le vide spatial assure la touche terminale (environ 50% de la mission) pour acquérir la vitesse d'injection.

A l'allumage de l'ECA, en fonction de la CU, le composite affiche plus d'une vingtaine de tonnes. Son valeureux moteur HM7B démarre son travail à 65 kN de poussée dans le vide et fonctionnera durant plus d'un quart d'heure.

Bon cela est du nominal pour une mission GTO

[bb98]

Et pourtant BB98, le kN est la référence de la profession.

pour l'usage que voulait en faire notre ami au vue des questions qu'il pose

sinon, les conversions de J vers N.m et kW sont connues

[Lockheed]

Excuses-moi BB98, j'ai sauté des lignes

Amicalement

[invitee8a8ae96]

Merci pour ces réponses, et pour ceux qui pensait que c'était pour la faire décoller détromper vous c est juste pour pouvoir faire avancer la bête dans le l'espace.

[Gilgamesh]

Merci bien, n'étant pas vraiment une expert, quelqu'un saurait ce que font 150 W en N ?

Ça dépend...

La puissance de propulsion P en Watt c'est l'énergie cinétique du flux de gaz qui sort par la tuyère.

Si un flux massique q (en kg/s) sort de la tuyère à la vitesse v (en m/s) la puissance propulsive est :



La poussée F en Newton, c'est le flux de quantité de mouvement de ce gaz à travers la tuyere,



Pour une même puissance P on a une poussée qui croit avec q et décroit avec v.

Le delta de vitesse atteint grace à ce choix propulsif q+v dépend de v et du ratio entre la masse de carburant et la masse utile. Soit M0 la masse initial et M la masse finale.



De façon évidente c'est une fonction croissante de v.


Imaginons une puissance de 100 W
Une masse de départ de 10 000 kg et une masse finale de 1 kg.

On fait varier q se 1 t/s à 1g/s. La vitesse d'éjection est calculée pour que P=100 W= constante. Et on regard à quelle poussée ça correspond et quelle est la vitesse finale atteinte

P	100 W
M0	10000 kg
M	1 kg

 q (kg/s) v (m/s) F (N) Delta v (m/s)
     1000     0,4   447             4
      100     1,4   141            13
       10       4    45            41
        1      14    14           130
      0,1      45     4           412
     0,01     141     1          1303
    0,001     447   0,4          4119

Donc au final, avec une même énergie tu peux au choix procurer une forte poussée, mais avec une vitesse finale faible ou une faible poussée avec une vitesse finale élevée.

Pour arracher une fusée du sol, il n'y a pas le choix et il faut un flux massique énorme. Mais dégagé de cette contrainte, le choix de vitesse d'éjection élevée à faible flux massique se justifie pleinement. C'est le principe auquel obéit en général la propulsion électrique dans l'espace (moteur ionique ou à plasma). Plus d'info ici :
Les concepts de propulsion spatiale

a+

[Lockheed]

A ne pas en douter, un érudit ce Gilgamesh

Amicalement

[Gilgamesh]

A ne pas en douter, un érudit ce Gilgamesh

Amicalement

Merci Lockheed, venant de toi, c'est flatteur

a+

[invite4e4d5c39]

Merci bien, n'étant pas vraiment une expert, quelqu'un saurait ce que font 150 W en N ?

Pour compléter Gilgamesh, il faut rappeler que l'on ne peux pas convertir 150 Watt en Newton car les Watt (W) sont une unité de puissance alors que les Newton (N) une unité de force.

La puissance correspondante à une force est égale au produit scalaire de la force et de la vitesse.

[invite4e4d5c39]

La puissance de propulsion P en Watt c'est l'énergie cinétique du flux de gaz qui sort par la tuyère.

Au risque de passer pour un peu chiant, mais vu que j'ai l'impression qu'on mélange un peu les différents termes, "énergie" et "puissance" sont des choses différentes et non pas la même unité.

L'énergie, exprimée en Joules (J), est le produit d'une puissance par une durée.

Pour résumer et en simplifiant un peu :
- Force (Newton)
- Puissance (Watt) = Force x Vitesse
- Energie (Joules) = Watt x Temps

[Gilgamesh]

Au risque de passer pour un peu chiant, mais vu que j'ai l'impression qu'on mélange un peu les différents termes, "énergie" et "puissance" sont des choses différentes et non pas la même unité.

Oui, on est d'accord, et ton rappel n'est pas inutile. J'aurais du dire que la puissance est un flux d'énergie cinétique (et non l'énergie cinétique d'un flux) de même que la poussée est un flux de quantité de mouvement, dans les deux cas intégrés sur la section de la tuyère.


a+