Aérodynamisme fusée

[Widarz]

Bonjour,

J'aurais quelques questions comment les fusées font pour se stabiliser en plein vol et eviter des trajectoires instables.
Et Ou et comment sont placés les ailerons des fusées.

Cordialement, widarz
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[penthode]

hello ,

tu vas te faire des potes !

le sujet n'est pas admis sur le forum.

pour des cours il existe des asso reconnues

http://www.planete-sciences.org/national/

[Dynamix]

Salut

L' instabilité d' une fusée , tout comme d' une flèche ou d' un obus , vient du fait que le centre de portance est en avant du centre de gravité .
Solution classique
_Avancer le CG .
_Reculer le centre de portance => empennage
L' empennage a l' avantage de faire aussi fonction d' amortisseur .
On peut aussi faire tourner le projectile sur lui même comme un obus .
Pour les fusée comme Ariane c' est un peu plus compliqué .

[antek]

L' instabilité d' une fusée , tout comme d' une flèche ou d' un obus , vient du fait que le centre de portance est en avant du centre de gravité .

. . . du point d'application de la poussée, non ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Dynamix]

. . . du point d'application de la poussée, non ?

Depuis l' invention des "vecteurs glissants" le point d' application n' a plus d' importance .
Tout point sur l' axe de moment nul (axe du torseur) est équivalent .

[antek]

Depuis l' invention des "vecteurs glissants" le point d' application n' a plus d' importance .
Tout point sur l' axe de moment nul (axe du torseur) est équivalent .

Les mathématiques ont changé la physique ?
Mais ceci (ton post) étant hors de mon domaine de compréhension, une réponse n'est pas indispensable . . .

[Dynamix]

Les mathématiques ont changé la physique ?

Avec les torseurs la mécanique du solide a bien évolué .

[cardan]

Oui elle a permis à l'outil informatique de prendre sa place car la structure du torseur permet maintenant l'utilisation de tableurs et donc au mécanicien de se focaliser plus sur la modélisation que sur la partie calculatoire ..On peut faire glisser les forces sur leur support sans en changer le moment bien évidemment mais il est important de se rappeler qu'elles sont là où elles sont (pression de contact) donc la zone où s'exerce la force est une zone de contrainte pour la pièce et parfois notamment en résistance des matériaux à déplacer des forces sur leur support on peut faire des contre sens et confondre par exemple une sollicitation de traction avec de la compression ce qui modulo le flambage n'est pas la même chose ..

[sh42]

Bonjour,

Les mathématiques ont changées la compréhension de la physique. L'informatique qui n'est qu'une mise en forme mathématique, permet des calculs plus " fins " que les polygones des forces et les polygones funiculaires utilisés pour les calculs des forces et moments.
Cela, même sur Futura-science, puisque parfois l'on des réponses sur les charpentes en bois avec des dimensions en dixièmes de millimètre pour des longueurs globales de plusieurs mètres.

[cardan]

Oui exact on le voit aussi avec les nouvelles formes et silhouettes d'immeubles qui sont très audacieuses par opposition aux parallélépipèdes rectangles des immeubles d'autres fois ..L'informatique a surtout libéré l’ingénieur de la partie calculatoire, l'intelligence s'est déplacée : on passera plus de temps sur la modélisation et sur l'analyse des courbes que sur la partie calculatoire qui menait souvent à des équations, à des équations différentielles difficilement intégrables sans simplification ou linéarisation notable ..Ce temps gagné permet à l'ingénieur d'innover et c'est plutôt une bonne nouvelle car sans innovation point de salut ! ..Entre temps la fusée s'est fait la malle ..vers des trajectoires plus stables.

[ansset]

bjr, dans sa réponse initiale, Dynamix a oublié de mentionner le pb fondamental du pendule inversé que rencontre une fusée.
car son centre de gravité est au dessus de son système de propulsion.
d'ailleurs Ariane ( comme d'autres ) a deux systèmes de propulsions latéraux ( en plus du propulseur principal ) qui sont asservis pour maintenir une direction voulue.

@penthode:
pourquoi le sujet n'est pas admis ici ??? comprend pas.

[Dynamix]

L' équilibre de la fusée n' a rien a voir avec le pendule , inversé ou pas .
La poussée est liée à la fusée . Donc si l' orientation de la fusée change , celle de la poussée aussi .
En principe le moment de la poussée est nul au centre de masse . Le moment du poids aussi .
La seule force qui a un moment non nul au centre de masse est la force aérodynamique .

La stabilisation par empennage ne fonctionne que dans l' atmosphère et à partir d' une vitesse minimale .
Pour des fusées comme Ariane , on passe par des systèmes actifs avec centrale inertielle et jets latéraux .

[ansset]

heeeuuuuuu !!!!!!
me demande à quoi servent les propulseurs latéraux ?
par ailleurs les liens sur internet à ce sujet ne manquent pas !

[ansset]

d'ailleurs, tu évoques toi-même les jets-latéraux !????

[Dynamix]

me demande à quoi servent les propulseurs latéraux ?

A générer un moment pour stabiliser la position angulaire si besoin .

[ansset]

A générer un moment pour stabiliser la position angulaire si besoin .

c'est exactement ce que je dis.
bon OK, ce n'est PAS le pb strico sensu du pendule inversé, mais correspond à une problématique équivalente.
car si la poussée se fait dans l'axe de la fusée ( à la verticale au décolage par exemple ) le poids de celle ci , si elle n'est pas verticale induit un couple à moment non nul si celle ci dévie de sa trajectoire prévue.
sommes nous d'accord, outre la "sémantique" ?

[Dynamix]

sommes nous d'accord, outre la "sémantique" ?

Pas tout à fait .
Si tu considères les moments au centre de masse , le moment du poids est nul .
Il n' y a donc pas de "couple à moment non nul"
La grosse différence entre la fusée et le pendule , c' et que la fusée , en l' absence de liaison , a 6 degrés de liberté .
Le pendule a une liaison pivot et il est plus simple dans son cas de considérer les moments au point pivot .

[ansset]

Pas tout à fait .
Si tu considères les moments au centre de masse , le moment du poids est nul .
.

il me semble que non, d'ailleurs j'ai travaillé la dessus !

[DAUDET78]

pourquoi le sujet n'est pas admis ici ??? comprend pas.

Par ce que, pour vérifier le guidage d'une fusée, il faut un propulseur ... et notre ami Widarz veut utiliser le sien !
https://forums.futura-sciences.com/t...me-fusees.html

PS : et depuis sa question de départ, il est venu sur le forum. Mais sans participer .

[DAUDET78]

Pour info : https://forums.futura-sciences.com/a...ro-fusees.html

[ansset]

j'ignorai ce point "perso" ! désolé.

[Dynamix]

il me semble que non

Il n' y a pas de place pour les "il me semble"
Le moment du poids est nul au centre de gravité par définition .
Et le centre de gravité est généralement confondu avec le centre de masse .

[ansset]

comprend pas !
la poussée est dans l'axe de la fusée, et celle ci a lieu au bas de la fusée.
si la fusée fait un angle avec la verticale, il y a un couple car le centre de masse n'a pas le même point d'application !
suite par MP

[cardan]

Bonjour,

Que la fusée soit inclinée ou pas, la poussée est portée par l'axe de révolution de la fusée...sur lequel se trouve le centre de gravité de la fusée donc l'effort de propulsion passe par le centre de gravité...Après les ailerons sont aussi là pour stabiliser ce système un peu instable, donc on parle du poids, de l'effort propulseur mais n'oublions pas l'action de l'air sur les ailerons (tant qu'on est dans l'atmosphère)..

[Widarz]

Tout dépend de la version d'Ariane 5 ( je pense que tu parlais de celle-ci) elle a plusieurs version qui diffère en fonction de la charge emportée, la version qui emporte le plus de charge compte 4 systeme de propulsion je croit et un nez différent

[Widarz]

Merci à tous d'avoir autant participer je ne m'imaginer pas autant d'engoument sur se sujet.
Sinon pour les réponses le seul problème c'est que les expressions que vous utilisez me sont inconnues, sa serait bien ( si possible ) de me l'expliquer de façon simple.

Sinon d'après un article de futura science pour avoir une fusée stable il faut que le CG soit plus haut du centre latéral de poussée et que leur distance soit 2 fois plus grande que le diamètre de la fusée soit ex:
Une fusée de 4cm de diamètre
Sont centre latéral de poussée doit se trouver à 8 cm de sont centre de gravité.

Et donc les ailerons doivent se trouver à 8 cm du centre de gravité.
Si il y a une erreur n'hésitez pas à me corriger.

Cordialement, widarz