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Poussée d'une fusée




  1. #1
    Noylax

    Question Poussée d'une fusée

    Bonjour à tous

    Je suis actuellement étudiant en classe préparatoire de PT.
    Dans le cadre de mon TIPE, j'étudie une tuyère de fusée. Pour le moment je m'intéresse à la force de poussée.

    L'expression que j'ai trouvé est : F = Ve . Qm + A.( Pe - Pa)
    où Ve : vitesse d'éjection des gaz / Qm : débit massique / A : aire de la section en sortie de tuyère / Pe : pression d'éjection en sortie de tuyère / Pa : la pression atmosphérique

    De plus je sais que la force de poussée est optimale quand Pe = Pa. (Transformation de l'énergie thermodynamique en énergie cinétique)
    Néanmoins, je n'arrive pas à faire le rapprochement avec cette formule...

    Car si Pe augmente par rapport à Pa, alors F augmente aussi non ?
    Et si Pe=Pa, alors l'expression est F = Ve.Qm < Ve.Qm + terme positif (ici "A.( Pe - Pa)" avec Pe>Pa)

    Si quelqu'un pouvait me faire voir la lumière... ^^'
    Merci d'avance.

    -----


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  3. #2
    calculair

    Re : Poussée d'une fusée

    La foule est juste.

    Quant au problème de la pression, c'est l'effet de la géométrie de la tuyère qui permet d'ajuster au mieux la pression du jet à la pression du milieu.L'effet du divergeant de sortie et le diamètre final du divergeant qui permet d'ajuster les pressions.

    Par contre je ne sais pas si on arrive faire que la pression du jet soit égale à Pa en sortie de la tuyère.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  4. #3
    LPFR

    Re : Poussée d'une fusée

    Bonjour.
    De quelles fusées parlez vous ?
    Des fusées à eau ?
    Des fusées des feux d’artifice (flux subsonique) ?
    Des fusées militaire ou spatiales, avec flux supersonique ?

    Je ne vois pas d’ou sort le terme A.( Pe - Pa). Ce terme détermine le débit et la vitesse de l’eau ou des gaz éjectés, et qui donnent la poussée. Il faut double usage avec le terme précèdent F = Ve . Qm

    Je ne vois pas non plus la raison de la phrase « la force de poussée est optimale quand Pe = Pa. ».
    Si Pe = Pa il n’y a plus d’éjection de gaz et la force de poussée est zéro.

    Le divergeant, dans les moteurs à flux supersonique augmente la vitesse de sortie après l’étranglement qui amène les gaz à des vitesses supersoniques. Oui. Avec le supersonique tout marche à l’inverse et je ne comprends pas grande chose.
    Au revoir.


  5. #4
    Resartus

    Re : Poussée d'une fusée

    Bonjour,
    Ce qui rend l'équation (et son optimisation) compliquée, c'est que vitesse d'éjection et pression finales ne sont pas indépendantes. Il faut faire un traitement thermodynamique de l'expansion adiabatique des couches de gaz de combustion dans la tuyère, et cela dépend de sa géométrie.

    Je n'ai pas trouvé de texte en Français, mais essayez ceci :
    https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/thrsteq.html
    Dernière modification par Resartus ; 29/11/2017 à 07h49.
    Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast

  6. #5
    Aroll

    Re : Poussée d'une fusée

    Bonjour.
    L'expression: F = Ve . Qm + A.( Pe - Pa), c'est la formule "générale", et F = Ve . Qm, c'est la formule qui s'applique dans le cas idéal ou la tuyère est dite "adaptée".
    Un moteur fusée est une machine à transformer de la pression en vitesse d'éjection (en réalité de la pression statique en pression dynamique).
    Si les choses se passent correctement, on doit avoir une pression STATIQUE en sortie de tuyère qui est égale à la pression extérieure (donc Pe = Pa), ce qui signifie alors que TOUTE la pression statique "utile" a été transformée, et que donc on a atteint le maximum d'efficacité.
    Si il reste un peu de pression statique, alors Pe > Pa, et donc une partie de la pression statique n'a pas été transformée, ce qui implique obligatoirement que la vitesse d'éjection est plus faible que dans le cas d'égalité Pe = Pa. La perte n'est pas totale puisque cette pression statique résiduelle "compte" dans la poussée [ A . (Pe - Pa)], mais le bilan global est quand même moins bon.
    C'est pour cela que les tuyères de fusées sont calculées selon les différentes altitudes (et donc pressions extérieures) de fonctionnement; plus l'altitude d'utilisation est élevée (donc plus la pression extérieure est basse), plus elles sont longues et terminent "larges" pour permettre une diminution progressive de la pression statique (par expansion).

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Noylax

    Re : Poussée d'une fusée

    Bonjour.
    Déjà merci a tous pour vos réponses !
    Effectivement j'avais complètement omis le changement de la vitesse d'éjection des gaz.
    Pour résumer : si la pression statique Pe > Pa, certes le terme A(Pe-Pa) sera positif et ajouté, mais la vitesse Ve va diminuer. Ainsi la force de poussée est optimale quand Pe=Pa.
    Un grand merci !

  9. #7
    Enthalpy

    Re : Poussée d'une fusée

    A*( Pe - Pa) est faux. Dans le vide, la poussée est Ve*Qm, sans Pe. Dans l'atmosphère, soustraire A*Pa.

    Plus subtilement, la pression externe ne change pas la vitesse d'éjection des gaz pour une tuyère donnée, sauf si elle suffit à décoller l'écoulement des gaz des parois de la tuyère, ce qui détruit normalement la fusée à cause des vibrations.

    La vitesse des gaz ne change pas, parce qu'elle est supersonique, et qu'alors un événement en aval (la pression atmosphérique) n'influe pas sur l'écoulement en amont. Ceci vaut sans décollement.

    Il est possible de détendre les gaz jusque vers 0,5* ou 0,35* la pression atmosphérique sans décollement (c'était le cas des SSME de la navette spatiale, avec leur profil un peu adapté). On perd en poussée au sol, mais on gagne de l'efficacité plus tard dans le vide. Pour un premier étage fonctionnant moins longtemps, on préfère expanser vers 0,8 ou 0,7bar s'il n'y a pas d'autre contrainte. Mais pour fonctionner à une seule pression ambiante, l'optimum est bien d'expanser jusqu'à cette pression.

    Le raisonnement pour la perte de poussée dans l'atmosphère est que l'écoulement des gaz reste le même jusqu'à la sortie (tant que tout se passe bien), la répartition de la pression sur la face interne de la tuyère aussi. Seule change la pression sur la face externe de la tuyère, et celle-ci ajoute une traînée qui vaut A*Pa.
    Dernière modification par Enthalpy ; 05/12/2017 à 03h05.

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  11. #8
    Aroll

    Re : Poussée d'une fusée

    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    A*( Pe - Pa) est faux.
    Que du contraire, c'est vrai.. https://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/rocket/specimp.html


    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    Dans le vide, la poussée est Ve*Qm, sans Pe. Dans l'atmosphère, soustraire A*Pa.

    Plus subtilement, la pression externe ne change pas la vitesse d'éjection des gaz pour une tuyère donnée, sauf si elle suffit à décoller l'écoulement des gaz des parois de la tuyère, ce qui détruit normalement la fusée à cause des vibrations.

    La vitesse des gaz ne change pas, parce qu'elle est supersonique, et qu'alors un événement en aval (la pression atmosphérique) n'influe pas sur l'écoulement en amont. Ceci vaut sans décollement.

    Il est possible de détendre les gaz jusque vers 0,5* ou 0,35* la pression atmosphérique sans décollement (c'était le cas des SSME de la navette spatiale, avec leur profil un peu adapté). On perd en poussée au sol, mais on gagne de l'efficacité plus tard dans le vide. Pour un premier étage fonctionnant moins longtemps, on préfère expanser vers 0,8 ou 0,7bar s'il n'y a pas d'autre contrainte. Mais pour fonctionner à une seule pression ambiante, l'optimum est bien d'expanser jusqu'à cette pression.

    Le raisonnement pour la perte de poussée dans l'atmosphère est que l'écoulement des gaz reste le même jusqu'à la sortie (tant que tout se passe bien), la répartition de la pression sur la face interne de la tuyère aussi. Seule change la pression sur la face externe de la tuyère, et celle-ci ajoute une traînée qui vaut A*Pa.
    Faut que tu revoies tout ça, il y a tellement de choses mal exprimées/comprises que ce serait trop long de tout reprendre.

  12. #9
    Enthalpy

    Re : Poussée d'une fusée

    A*(Pe-Pa) est une erreur assez courante, elle fait un peu mauvaise impression sur ce site-là.

    Aroll, ta dernière phrase est inutilement agressive. Pour faire avancer le débat, indique ce que tu crois faux et pourquoi.

    Des arguments pour F=Ve*Qm-A*Pa et contre F=Ve*Qm+A*(Pe-Pa) :

    Dans le vide, la poussée est Ve*Qm par la conservation du moment cinétique, donc sans A*Pe. Même si la section de sortie expanse à 1atm, la poussée est moindre dans l'air à 1atm, parce que l'atmosphère pousse sur la face externe de la tuyère (et même, de tout le moteur).

    La pression d'éjection des gaz est déjà intégrée dans Ve*Qm, qui est un calcul plus simple que d'intégrer la pression des gaz sur la face interne de la chambre et la tuyère, mais un calcul équivalent.

    Le RD-170 pousse 7904kN dans le vide et 7256kN au sol ("kH" dans la première table). La poussée dans le vide vaut 2393kg/s*3305m/s (337 c et 2393 dans la première table), sans la pression d'éjection de 0,072MPa=72kPa. L'écart de 648kN sur quatre fois D=1,43m (1430 mm dans la table sous la tuyère) correspond aux 101kPa=1atm extérieurs, sans la pression d'éjection de72kPa.
    http://www.lpre.de/energomash/RD-170/index.htm

    Le SSME pousse 2279kN dans le vide et 1860kN au sol. L'écart de 419kN sur D=2,30m correspond aux 101kPa=1atm extérieurs, sans la pression d'éjection de 32kPa.
    https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle_main_engine

    En fonctionnement non destructif, tant que l'écoulement ne se décolle pas, la répartition de la pression sur la face interne de toute la tuyère ne dépend pas de la pression de l'air, donc la force sur la face interne non plus. Pour une vitesse homogène sur toute une section, et pour des conditions données dans la chambre, il n'existe pour chaque aire locale de la tuyère que deux pressions possibles, l'une subsonique (celle avant le col), l'autre supersonique (celle après le col), sans influence de l'air.

    Et pour montrer de jolies images, le divergent peut détendre les gaz vers une pression inférieure à celle de l'air extérieur, si on n'exagère pas :
    http://www.spaceflightinsider.com/or...t-be-4-engine/
    vous voyez la pression de l'air qui recomprime le jet sortant de la tuyère avec moins que 1atm, et même avec plusieurs rebonds. Les endroits lumineux sont plus chauds, lents, comprimés.

  13. #10
    Aroll

    Re : Poussée d'une fusée

    Bonjour.
    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    A*(Pe-Pa) est une erreur assez courante, elle fait un peu mauvaise impression sur ce site-là.
    Il ne suffit pas d’affirmer, il faut encore argumenter, montrer, voir démontrer.
    L’ajout de cette partie [A . (Pe – Pa) ], est tout simplement une évidence dès lors que l’on comprend ce qu’il se passe.
    Et ce qui fait mauvaise impression c’est d’avoir la prétention de faire la leçon à ce site là justement.

    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    Aroll, ta dernière phrase est inutilement agressive. Pour faire avancer le débat, indique ce que tu crois faux et pourquoi.
    Ok, voici donc ton précédent message avec réponses:
    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    A*( Pe - Pa) est faux. Dans le vide, la poussée est Ve*Qm, sans Pe. Dans l'atmosphère, soustraire A*Pa.

    Plus subtilement, la pression externe ne change pas la vitesse d'éjection des gaz pour une tuyère donnée, sauf si elle suffit à décoller l'écoulement des gaz des parois de la tuyère, ce qui détruit normalement la fusée à cause des vibrations.

    La vitesse des gaz ne change pas, parce qu'elle est supersonique, et qu'alors un événement en aval (la pression atmosphérique) n'influe pas sur l'écoulement en amont. Ceci vaut sans décollement.
    Ce n’est pas à cause de la pression extérieure que le vitesse d’éjection est plus faible dans le cas d’un tuyère non correctement adaptée. Je l’ai expliqué: si la pression STATIQUE de l’écoulement est encore supérieure à la pression extérieure (donc si Pe > Pa), alors cela signifie qu’une partie de la pression statique UTILE des gaz n’a pas (pas encore) été transformée en pression dynamique donc en vitesse d’écoulement. Ou pour le dire autrement, s’il reste de la pression statique UTILE c’est que la tuyère n’était pas suffisamment longue et large pour obtenir un rendement correcte. Cela donne un jet de gaz qui s’évase brusquement en sortie de tuyère et qui induit donc une composante non axiale de la poussée.

    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    Il est possible de détendre les gaz jusque vers 0,5* ou 0,35* la pression atmosphérique sans décollement (c'était le cas des SSME de la navette spatiale, avec leur profil un peu adapté).
    Lorsqu’un moteur doit être utilisé dans des conditions où la pression atmosphérique varie beaucoup (grande différebnce d’altitude entre le début et la fin de fonctionnement), il n’y a d’autre choix que, soit une tuyère «à rallonge» coûteuse et complexe, soit un compromis qui oblige à travailler avec une surdétente au début et peut-être aussi une sous détente à la fin; les 0,5 et 0,35 n’ont pas d’autre justification.


    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    On perd en poussée au sol,
    Ben oui, mais justement because, entre autre, surdétente……….

    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    mais on gagne de l'efficacité plus tard dans le vide.
    Ben oui, mais justement entre autre because surdétente au début égal forcément meilleure adaptation ensuite..


    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    Pour un premier étage fonctionnant moins longtemps, on préfère expanser vers 0,8 ou 0,7bar s'il n'y a pas d'autre contrainte. .
    Ben oui, mais il te manque apparemment la compréhension du pourquoi, sinon tu aurais compris d’avance mes propos…. Si le premier étage fonctionne moins longtemps, la différence d’altitude et donc différence de pression est moins grande et donc le compromis est plus facile. Le compromis implique une surdétente au début et une sous détente à la fin. La plus faible différence d’altitude, donc la plus faible différence de pression permet une détente moyenne optimale plus proche de la pression atmosphérique du sol.


    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    Mais pour fonctionner à une seule pression ambiante, l'optimum est bien d'expanser jusqu'à cette pression.
    Tu as conscience que ça me donne totalement raison?

    Le choix de viser l’égalité avec la pression extérieure que tu confirmes ici implique que l’optimum, c’est à dire la plus grande vitesse d’éjection, est obtenue en cherchant à atteindre cette pression et donc en en tenant compte………. Même si l’écoulement est supersonique, puisque la justification est la détente complète, pas une influence à rebours.



    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    Le raisonnement pour la perte de poussée dans l'atmosphère est que l'écoulement des gaz reste le même jusqu'à la sortie (tant que tout se passe bien), la répartition de la pression sur la face interne de la tuyère aussi. Seule change la pression sur la face externe de la tuyère, et celle-ci ajoute une traînée qui vaut A*Pa.
    Non, la pression STATIQUE (because Pa est une pression STATIQUE) sur la face externe de la tuyère (tu veux donc dire le divergent) est totalement compensée par la même pression s’exerçant sur le convergent. Ton raisonnement est faux et il impliquerait une poussée nette vers l’arrière lorsque les moteurs sont éteints……...Et pour éviter les pinaillages inutiles, je veux bien ajouter: sous vide et hermétiquement fermé……
    Aucun objet en atmosphère, quelle que soit sa forme, ne reçoit jamais de poussée nette ORIENTÉE, de la part d’une pression statique (ici la pression atmosphérique Pa), sauf la force d’archimède…….. qui pousse plutôt vers le haut…
    Enfin, une traînée est une force due à la pression dynamique, et elle est toujours dépendante de la vitesse, et donc ne peut pas être donnée ainsi par un chiffre fixe.

    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    Des arguments pour F=Ve*Qm-A*Pa et contre F=Ve*Qm+A*(Pe-Pa) :

    Dans le vide, la poussée est Ve*Qm par la conservation du moment cinétique, donc sans A*Pe. Même si la section de sortie expanse à 1atm, la poussée est moindre dans l'air à 1atm, parce que l'atmosphère pousse sur la face externe de la tuyère (et même, de tout le moteur).
    Bis repetita: Non, la pression STATIQUE (because Pa est une pression STATIQUE) sur la face externe de la tuyère (tu veux donc dire le divergent) est totalement compensée par la même pression s’exerçant sur le convergent. Ton raisonnement est faux et il impliquerait une poussée nette vers l’arrière lorsque les moteurs sont éteints……...Et pour éviter les pinaillages inutiles, je veux bien ajouter: sous vide et hermétiquement fermé……
    Aucun objet en atmosphère, quelle que soit sa forme, ne reçoit jamais de poussée nette ORIENTÉE, de la part d’une pression statique (ici la pression atmosphérique Pa), sauf la force d’archimède…….. qui pousse plutôt vers le haut…
    Enfin, une traînée est une force due à la pression dynamique, et elle est toujours dépendante de la vitesse, et donc ne peut pas être donnée ainsi par un chiffre fixe.


    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    La pression d'éjection des gaz est déjà intégrée dans Ve*Qm,
    Pas la pression résiduelle en sortie de tuyère...

    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    En fonctionnement non destructif, tant que l'écoulement ne se décolle pas, la répartition de la pression sur la face interne de toute la tuyère ne dépend pas de la pression de l'air, donc la force sur la face interne non plus. Pour une vitesse homogène sur toute une section, et pour des conditions données dans la chambre, il n'existe pour chaque aire locale de la tuyère que deux pressions possibles, l'une subsonique (celle avant le col), l'autre supersonique (celle après le col), sans influence de l'air.
    1) Des pressions subsoniques ou supersonique, ça n’a aucun sens.
    2) Je répète: Ce n’est pas à cause de la pression extérieure que le vitesse d’éjection est plus faible dans le cas d’un tuyère non correctement adaptée. Je l’ai expliqué: si la pression STATIQUE de l’écoulement est encore supérieure à la pression extérieure (donc si Pe > Pa), alors cela signifie qu’une partie de la pression statique UTILE des gaz n’a pas (pas encore) été transformée en pression dynamique donc en vitesse d’écoulement. Ou pour le dire autrement, s’il reste de la pression statique UTILE c’est que la tuyère n’était pas suffisamment longue et large pour obtenir un rendement correcte. Cela donne un jet de gaz qui s’évase brusquement en sortie de tuyère et qui induit donc une composante non axiale de la poussée.


    Citation Envoyé par Enthalpy Voir le message
    Et pour montrer de jolies images, le divergent peut détendre les gaz vers une pression inférieure à celle de l'air extérieur, si on n'exagère pas :
    http://www.spaceflightinsider.com/or...t-be-4-engine/
    Ben oui, surdétente…….. Et alors?

  14. #11
    Enthalpy

    Re : Poussée d'une fusée

    Ô Aroll, "évidence dès que l'on comprend", "il te manque la compréhension", et plusieurs autres assertions sont inutilement agressives. Elles ne peuvent servir à convaincre un lecteur sur un forum de science et sont contre-productives.

    Nous sommes apparemment d'accord sur l'adaptation des tuyères à la pression extérieure, et sur l'adaptation imparfaite si la pression extérieure varie. Mais pas sur la formule de la poussée.

    Dans le vide, la poussée est le produit du débit massique par la vitesse d'éjection, sans autre terme. Je suppose que tout le monde est d'accord ? C'est la conservation du moment cinétique. Cette poussée inclut déjà la pression des gaz sur la face interne de la tuyère.

    Tant que le moteur fonctionne normalement (donc pas s'il est éteint, pas si l'écoulement est décollé), et pour une géométrie fixe de la tuyère (le cas habituel de nos jours), l'écoulement à l'intérieur de la tuyère ne dépend pas de la pression extérieure. À tout endroit à l'intérieur de la tuyère, la vitesse et la pression résultent seulement des conditions dans la chambre.

    Si l'atmosphère est présente, elle ajoute une traînée (qui n'est pas toujours "aérodynamique" ni dépendante de la vitesse. Dans le métier, nous parlons même de traînée de pesanteur). Cette traînée résulte de la pression atmosphérique qui s'applique sur la face externe du moteur. Il en résulte une force égale à la pression atmosphérique multipliée par la section à la sortie de la tuyère.

    Il n'y a pas d'autre effet de la pression des gaz. C'est ce que montrent les deux exemples que j'ai donnés en lien :
    http://www.lpre.de/energomash/RD-170/index.htm
    https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Shuttle_main_engine
    leurs chiffres confirment précisément ce que j'écris.

    J'espère avoir été plus clair et t'avoir aidé. Cette question est loin d'être facile. Les chiffres disent F = Ve*m - A*Pa, sans A*Pe, et il faut d'une choisir le raisonnement juste qui amène cette formule.

    Ciao ciao !

  15. #12
    roll

    Re : Poussée d'une fusée

    Bonjour,

    depuis quelque temps, Aroll ne parvient plus à répondre aux messages sur futura (problème technique avec le forum encore non résolu).

    En attendant de pouvoir de nouveau répondre lui même, il m’a demandé de transmettre une réponse, la voici:

    ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ ____________


    @Enthalpy.

    1) Tu prétends être d’accord avec moi sur l’adaptation des tuyères, mais la logique de ton raisonnement implique justement de ne pas avoir à se soucier de cet aspect, et c’est illogique. En fait, au sujet de l’influence des conditions extérieures (parce que c’est bien de ça dont il s’agit), tu peux regarder ici:

    http://ufrmeca.univ-lyon1.fr/~buffat...ML/node50.html ou là: http://www.engapplets.vt.edu/fluids/...le/cdinfo.html

    Ou plus simplement, tu peux te poser la question de ce qu’il se produirait si tu faisais monter la pression statique à l’extérieur……….. jusqu’à atteindre celle de la combustion. Ou encore faire le contraire (partir de la haute pression et diminuer).


    2) Non, dans le vide, la formule ne change pas, elle reste celle que j’ai donnée…….. et c’est accessoirement aussi celle de la NASA (j’en ai donné le lien plus haut), ainsi que: http://www.aerospaceweb.org/design/a.../nozzles.shtml


    3) Tu aimes à rappeler la conservation de la quantité de mouvement (expression plus conforme en français que la tienne qui induit une confusion avec un mouvement de rotation), eh bien je peux te montrer que c’est justement le respect de ce principe qui impose que tu aies tort.

    Tu prends en considération, à un instant t0, que tu choisis d’ailleurs, un ensemble fusée + propergol et tu enregistres sa quantité de mouvement globale à cet instant t0. Le respect de la conservation de la quantité de mouvement impose que cette quantité ne change pas ensuite.

    Pour la facilité, on va lui attribuer une valeur nulle. Donc ça signifie que l’on a d’un côté une fusée avec une certaine quantité de mouvement et de l’autre des gaz avec exactement la même quantité de mouvement, en norme et direction, mais de sens contraire.

    ATTENTION!!! Les deux quantités de mouvement DOIVENT IMPÉRATIVEMENT être exactement de même norme, et de sens contraire pour respecter la conservation.

    Lorsque la tuyère est adaptée, la vitesse maximum des gaz est atteinte juste à la sortie de la tuyère, et c’est là qu’elle est logiquement mesurée.


    Imagine maintenant que la tuyère ne soit pas adaptée et que, par exemple, il reste, à la sortie de la tuyère, une pression statique résiduelle par rapport à l’extérieur. Il ne fait aucun doute que cette pression statique continuera ensuite de diminuer pour s’équilibrer avec la pression extérieure. Cela se traduira par une poursuite de l’expansion à l’extérieur, en AVAL de la tuyère.

    Cette expansion se fera à la fois latéralement (d’où l’évasement «supplémentaire» du jet en sortie dans ce cas là) et aussi longitudinalement, avec pour conséquence une accélération supplémentaire des gaz en dehors de la fusée, en aval de la tuyère, bref après la sortie de la tuyère, donc après le point de référence de la vitesse d’éjection.

    Cette accélération supplémentaire, parce qu’elle se produit en extérieur, se fait sans influence sur la fusée, et c’est là qu’est le problème. C’est un problème parce que ça donne aux gaz un supplément de quantité de mouvement en norme par rapport à ce qui est mesuré en sortie de tuyère mais qui, pour respecter la conservation, devrait trouver un «équivalent» dans l’impulsion donnée à la fusée.

    À partir de là, il n’y a pas trois possibilités, soit tu ne tiens compte que du produit du débit par la vitesse d’éjection logiquement mesurée en sortie de tuyère, et dans ce cas tu violes le principe de conservation de la quantité de mouvements (parce que tes gaz en gagneront encore indépendamment de ta fusée), soit tu tiens compte de l’action sur la fusée de ce reliquat de pression statique, et tout rentre dans l’ordre.


    J’ajoute:

    -que tenir compte (en négatif) de l’effet de la pression atmosphérique (qui est une pression statique), et ne pas tenir compte en positif d’une autre pression statique relative qui existerait en sortie de tuyère est rien moins que incohérent.

    -À même tuyère et vitesse d’éjection égale, il n’est pas normal de penser qu’une différence de pression en sortie est absolument sans influence.

    -Enfin, les tuyères modernes sont (bien) faites pour optimiser au maximum les moteurs fusées, et donc l’influence globale de cette pression est assez faible. Ceci expliquerait que, au niveau strictement pratique, et pour des raisons de simplifications, les utilisateurs de fusées, surtout au niveau amateur, ne s’en soucient pas, mais nier la réalité PHYSIQUE de la formule que je t’ai donnée est une faute.

  16. #13
    DevStark

    Re : Poussée d'une fusée

    Bonjour à tous,
    Je me permet de poser une petite question...
    Existe-t'il une équation permettant de calculer les diamètres ou les rapports entre les diamètres pour la fabrication d'une tuyere ?

    Merci d'avance !

  17. #14
    Arollencore

    Re : Poussée d'une fusée

    Eeuuh, oui et non. Enfin c'est un poil plus compliqué qu'UNE équation.
    Jette un coup d'œil ici : http://197.14.51.10:81/pmb/ENERGETIQ...mpressible.pdf

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