Moteurs fusées et de leur carburant
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Moteurs fusées et de leur carburant



  1. #1
    Feana.

    Moteurs fusées et de leur carburant


    ------

    Salut tout le monde,

    Alors voila, élève de 1ere S, je dois donc présenter un TPE, et nous avons choisies comme sujets : Les avancées technologiques qui ont permises le voyage dans l'espace. Je parle donc inévitablement des moteurs fusées et de leur carburant, et j'ai quelques questions a ce sujets :

    -A combien de degrés le propergol solide change d'état pour devenir un gaz ?
    - Suivant les différentes forment de blocs, brûlent-ils tous a la même vitesse ?
    - Quel est la quantité de propergol pour un lancement ?
    - Les différentes "parties" de la chambre a combustion sont-elles toutes de la mêmes tailles ? (je suppose que non, mais j'aimerais en avoir confirmation.)
    - Quel est le gaz qui est produit par la combustion des réactifs ?


    Merci d'avance pour vos réponses.
    Bonne soirée.
    Feana.

    -----

  2. #2
    bb98

    Re : Quelques questions pour mon TPE :)

    Bonjour et bienvenue

    Bravo et bon courage pour ce projet !

    - les gaz chauds sortent d'un propulseur à poudre à environ 2700 °C
    -les quantités d'ergol sont extraordinairement différentes selon le type de fusée : voir les nombreux sites
    consacrés à Ariane V, Soyouz ou autres Véga
    -des descriptions pas trop inexactes des chambres de combustion se trouvent, par exemple :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur-...rgols_liquides
    attention, toujours vérifier et comparer les pages trouvées ici ou là sur Internet...
    -le gaz produit dépend des ergols utilisés; les propulseurs à poudre ne donnent absolument pas le
    même "gaz" que la réaction oxygène liquide-hydrogène liquide

    Bien sûr, attendre d'autres avis et faire la synthèse

    Attention à l'orthographe et à la grammaire dans le rapport de votre travail...

    Bon courage

  3. #3
    bintang

    Re : Quelques questions pour mon TPE :)

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Feana. Voir le message
    Suivant les différentes forment de blocs, brûlent-ils tous a la même vitesse ?
    C'est jouant sur la composition (Matières plastiques : Polystyrène .., Elastomères : polymères du butadiène ..,Hydrocarbures : Goudrons, bitume ..., antioxydant, catalyseurs, inclusions métalliques : Aluminium ... ) et sur la configuration géométrique des charges des boosters (en cylindres concentriques, en étoile : augmente la surface de combustion ...) que l'on va déterminer une loi de poussée en fonction du temps qui sera immuable après le lancement. Les boosters une fois allumés se consument entièrement.

    Citation Envoyé par Feana. Voir le message
    Quel est la quantité de propergol pour un lancement ?
    La masse au décollage d’une fusée est fonction de son utilisation.

    La charge utile représente généralement 1% à 2%, la structure autour de 8% à 9% et les ergols autour de 90% de la masse au décollage.
    - Une Saturn V (programme Apollo) avait une masse au décollage de près de 3000 tonnes pour pouvoir envoyer 45 tonnes (1.5%) vers une orbite lunaire.
    - Une Ariane 5 ECA a une masse au décollage de 750 tonnes pour placer 21 tonnes (2.8%) en orbite basse ou 10 tonnes (1.3%) en orbite de transfert géostationnaire.
    - La navette américaine faisait 2000 tonnes au décollage pour une capacité de 25 tonnes (1.25%) en orbite basse (sans compter les 70 tonnes à vide de la navette réutilisable)

    Citation Envoyé par Feana. Voir le message
    Quel est le gaz qui est produit par la combustion des réactifs ?
    La réaction de la combustion hydrogène/oxygène liquide (LH2/LOX) produit les composés moléculaires H2, O2, H2O mais aussi des produits dissociés H, O, OH

    La combustion Oxygène / Kérosène (C10H20 ..) produit beaucoup de CO2 (et du CO ?)

    Pour les boosters, les produits de combustion sont probablement plus complexes.



    Principe de la propulsion chimique

    Le principe de la propulsion chimique des fusées est de transformer l’énergie thermique d’une réaction chimique en énergie cinétique pour propulser la fusée.

    La poussée d’un moteur est proportionnelle, en première approximation, à la vitesse d’éjection et au débit massique des gaz (masse éjectée en une seconde).

    On va donc utiliser des réactions chimiques combustible / oxydant très exothermiques. La vitesse d’éjection des gaz sera d’autant plus grande que la température dans la chambre de combustion sera élevée.
    On est limité par le pouvoir calorifique des ergols. Une partie de ce pouvoir calorifique est également dissipé en énergie de dissociation des molécules.
    On est également limité par des aspects technologiques ou des aspects de fiabilité (réactions chimiques très exothermiques mais trop instables, pouvant exploser ...)

    Le poids moléculaire des produits de réaction doit être aussi faible que possible pour atteindre une vitesse d’éjection élevée du gaz. L’hydrogène est la limite en dessous de laquelle on ne peut descendre. Voir la notion d’ISP


    Bon TPE
    Dernière modification par bintang ; 12/12/2014 à 08h09.
    Bintang

  4. #4
    vanos

    Re : Quelques questions pour mon TPE :)

    Citation Envoyé par bintang Voir le message
    la configuration géométrique des charges des boosters (en cylindres concentriques, en étoile : augmente la surface de combustion ...) que l'on va déterminer une loi de poussée en fonction du temps qui sera immuable après le lancement. Les boosters une fois allumés se consument entièrement.
    En vérité, l'intérieur du cylindre de propergol solide il y une cavité en forme d'étoile sur toute la hauteur dudit cylindre. La forme de cette étoile est spécialement étudiée pour qu'au cours de la combustion, la superficie de la surface interne reste constante de sorte que la poussée reste constante puisque cette dernière dépend du volume de la chambre de combustion.
    Dernière modification par vanos ; 12/12/2014 à 08h55.
    Connais toi toi-même (Devise de Socrate inspiré par Thalès)

  5. A voir en vidéo sur Futura

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