Où partent les pertes du rendement propulsif ?

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Bonsoir je me demandais à quoi étaient dûes les pertes dans le rendement propulsif, et si l'énergie cinétique donnée à l'air (par exemple) n'est pas tranformée totalement en poussée, alors en quelle est la forme de ces "pertes", thermique ?
Aussi je me demandais, la formule de la poussée est F=dm*V et celle de l'énergie cinétique est E=1/2*mV^2, d'où vient cet écart ? Et si un débit massique de 1kg/s est propulsé à 1m/s que se passe-t-il du coup ? Parce que la poussée sera égale à 1N mais l'énergie utilisée sera égale à 0,5J, et je crois que 1N est equivalent à 1J.
Voilà donc si on pouvait m'éclairer ce serait gentil, je ne trouve pas de réponses claires à mes questions en cherchant seulement sur internet donc je fais appel à vous.
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[saint.112]

Si tu parles de moteurs aérobies, c'est à dire fonctionnant dans l'air, que ce soient des moteurs à réaction ou à hélice d'avion, ou des moteurs fusée, une bonne partie des pertes de rendement sont dues aux turbulences provoquées dans l'air ambiant par les gaz éjectés. C'est pour ça que l'amélioration des performances des réacteurs est en grande partie due à l'introduction du double flux et à l'augmentation phénoménale du taux de dilution au fil des décennies. Un moteur nu éjecte une faible quantité de gaz à grande vitesse, d'où des turbulences énormes. Une soufflante éjecte une grande quantité de gaz à faible vitesse, d'où des turbulences plus faibles, l'idéal (impossible) étant que cette vitesse soit la plus proche possible de celle de l'avion, donc que la vitesse relative des gaz avec l'air soit quasi nulle.
C'est pour ça que les avions de ligne qui volent à un peu moins de Mach 0,9, ont de grosse soufflantes, mais que les avions régionaux qui volent à ~Mach 0,5 ont des hélices qui brassent encore plus d'air à vitesse encore moindre. Les hélicoptères qui ont une vitesse ascentionnelle nulle ont de très longues pales.

[phys4]

Bonjour,

Aussi je me demandais, la formule de la poussée est F=dm*V et celle de l'énergie cinétique est E=1/2*mV^2, d'où vient cet écart ? Et si un débit massique de 1kg/s est propulsé à 1m/s que se passe-t-il du coup ? Parce que la poussée sera égale à 1N mais l'énergie utilisée sera égale à 0,5J, et je crois que 1N est equivalent à 1J.

Les formules sont a peu près correctes, pour être clair il vaudrait mieux écrire
dE = 1/2 dm V² et F = dP/dt = V* dm/dt
avec P l'impulsion du mobile.
Pas de problème d'écart, la force est la dérivée de l'impulsion et impulsion et énergie sont des quantités différentes.
Vos quantités éjectées donnent, en effet, 1N et 0,5 w. Il n'y a aucune contradiction.

Pour le rendement des réacteurs, il y a les pertes thermiques mais aussi l'homogénéité du jet : les gaz éjectés ont une certaine divergence et seule la composante de vitesse vers l'arrière participe à la poussée.
Au revoir.

[Link1003493649]

Ah d'accord ça veut dire que dans l'espace (enfin dans le vide surtout) la formule du rendement propulsif ne s'applique plus ? Enfin je veux dire que si il n'y a pas de divergence ou convergence (tuyère adaptée) on peut augmenter la vitesse d'éjection sans altérer le rendement propulsif ?
Ah c'est quoi P enfin l'impulsion correspond à quoi ?
PS: désolé si je pose des question paraissant logique mais je ne vois pas ces notions en cours donc je ne peux que regarder sur internet et ça ne suffit pas toujours

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

L'impulsion du mobile, c'est le produit MV en mécanique simple. Elle augmente proportionnellement à la force appliquée.

L'énergie augmente proportionnellement à la force et à la vitesse.

[invitef29758b5]

l'énergie cinétique donnée à l'air (par exemple) n'est pas tranformée totalement en poussée

L' énergie et la force sont deux grandeur différentes .
L' énergie ne se transforme pas en force .
1 N n' est pas équivalent à 1 J

Le but de la motorisation ce n' est pas de créer des courants d' air . C' est de faire avancer l' avion à une vitesse V malgré les forces F qui s' y opposent .
Le travail utile Tu , c' est F.V
L' énergie cinétique de l' air c' est une perte .
Pour un bon rendement , il faut communiquer le moins possible d' énergie à l' air .

[Link1003493649]

Ah bon mais la poussée est proportionnelle à l'énergie donnée à l'air non ? Donc plus on veut de poussée et moins on aura de rendement ? Comment avancer sans donner d'énergie à l'air qui équivaut à une perte ?

[invitef29758b5]

Ah bon mais la poussée est proportionnelle à l'énergie donnée à l'air non ?

La poussée est proportionnelle à la variation de quantité de mouvement de l' air .
Point barre .

Comment avancer sans donner d'énergie à l'air qui équivaut à une perte ?

C' est impossible .
Pour vaincre le forces qui s' oppose au déplacement , il faut communiquer à l' air une quantité de mouvement .
Par conséquent on lui donne inévitablement de l' énergie cinétique .

[Link1003493649]

Les forces qui s'opposent ce sont les frottements ?
Et si le travail utile c'est F*V et que la poussée est égale à Dm*V ça veut dire que la puissance totale est égale à Dm*V^2 non ? Donc le rendement est toujours égal à 0,5 si la quantité de mouvement donc les pertes valent 0,5*dm*V^2 ?
Ou je fais une erreur quelque part ?

[invitef29758b5]

Les forces qui s'opposent ce sont les frottements ?

Non .
C' est la traînée , essentiellement une force de pression et un peu de frottement .
Plus , accessoirement , la composante du poids colinéaire à la vitesse .

Et si le travail utile c'est F*V et que la poussée est égale à Dm*V ça veut dire que la puissance totale est égale à Dm*V^2 non ?

Non .
Il ne faut pas mélanger la vitesse de l' avion (V₁) et la vitesse de l' air en aval (V₂)
W_avion = F.V₁
F = V₂.dm/dt
W_air = V₂².dm/dt/2

[Link1003493649]

J'ai du mal à comprendre, ça veut dire que si l'avion est à l'arrêt, peu importe la poussée il restera à l'arrêt ?

[invitef29758b5]

Si l' avion est à l' arrêt , le travail utile est nul .
Mais rien ne l' empêche de prendre de la vitesse si les freins sont dressés .

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Mais si la puissance est nulle à vitesse nulle peu importe la poussée, comment l'avion décolle-t-il ? Grâce aux roues du train d'atterrissage ?

[invitef29758b5]

Mais si la puissance est nulle à vitesse nulle peu importe la poussée, comment l'avion décolle-t-il ?

En augmentant sa vitesse grâce à la poussée .