Propulsion à réaction
http://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_%C3%A0_r%C3%A9action
Propulsion à réaction
La propulsion à réaction est basée sur le principe d'action-réaction formulé par Isaac Newton.
La conservation de la quantité de mouvement du système global (véhicule + matière éjectée) implique que l'éjection de matière vers l'arrière fait avancer le véhicule. Le recul d'une arme à feu est une forme de propulsion à réaction.
Il existe deux grands types de propulseurs à réaction, en fonction de l'origine de la matière projetée en arrière :
- ceux qui projettent une matière provenant du corps de l'engin : moteur-fusée, propulsion électrique, propulsion photonique...
- ceux qui projettent une masse préalablement absorbée par le véhicule, à l'avant, et accélérée, avant d'être projetée vers l'arrière ; les différents type de moteurs à réaction (ou souvent simplement réacteurs) : turboréacteur, statoréacteur, superstato… , les hydrojets.
On distingue en outre, pour les aéronefs, les moteurs aérobies, qui utilisent l'air atmosphérique, des moteurs fusées (anaérobies), qui ne font aucun emprunt à l'extérieur. Les moteurs aérobies se retrouvent principalement sur les avions et les moteurs fusées sur les armements (missiles) et les véhicules spatiaux.
Types
Dans le cas le plus courant, le gaz expulsé est le résultat d'une réaction chimique contrôlée produisant un gaz à haute température qui, en se détendant dans le moteur, acquiert une grande vitesse (plus la vitesse est importante, plus la poussée est forte).
Moteur aérobie
Les moteurs aérobies utilisent l'oxygène de l'air comme comburant ou oxydant dans une réaction chimique. Ils ne peuvent être utilisés que dans l'atmosphère terrestre. Dans cette catégorie on trouve :
- Le statoréacteur
- Le pulsoréacteur et moteur à ondes de détonation pulsées
- Le turboréacteur
- Le superstato
Moteur anaérobie
Les moteurs anaérobies emportent le comburant et le carburant de la réaction chimique. Cela leur permet ainsi de pouvoir fonctionner en dehors de toute atmosphère. Dans cette catégorie figurent :
- Les propulseurs à carburant solide : les propulseurs à poudre, utilisés dans les boosters de certaines fusées ;
- Les propulseurs à carburant liquide : les moteurs-fusées, utilisés, comme leur nom l'indique, dans les fusées, mais aussi dans les missiles, les lanceurs spatiaux, ainsi que dans les satellites et certaines des sondes spatiales.
Moteur non chimique
D'autres moteurs utilisent une réaction non chimique pour la production de poussée. Bien que leur puissance reste souvent modeste, leur impulsion spécifique (plus l'ISP est grande, et moins le propulseur consomme) est bien plus importante que les moteurs chimiques[1]. Ceux-ci procurent une accélération constante de très longue durée (permettant paradoxalement d'atteindre de grandes vitesses après une longue accélération. Ils sont utilisés pour la propulsion de sondes ou de véhicules interplanétaires. Ils sont basés sur des aspects fondamentaux de la physique. On y trouve : Les moteurs faisant appels à l'électrodynamique :
- Le moteur ionique qui peut être à grille ou à effet Hall
Les moteurs faisant appels aux propriétés des photons :
On pourra d'ailleurs remarquer que les propulseurs de type VASIMR font appel aux 3 aspects de la propulsion électrique.
Les moteurs faisant appels aux propriétés de la fission et (théoriquement tout du moins) à la fusion nucléaire :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_%C3%A0_r%C3%A9action
http://fr.wikipedia.org/wiki/Stator%C3%A9acteur
Records de vitesse
Les records de vitesses réalisés par les statoréacteurs n'ont cessé d'être améliorés au fil des années. Ces records sont généralement obtenus par des missiles et non par des avions. Les premiers records clairement établis sont détenus par la France : le ST-450 est le premier en 1955 et atteint Mach 3, suivi par le SE-4400 qui parvient successivement à Mach 3,15, Mach 3,2 et Mach 3,7. En 1960, le Lockheed X-7 réalise un grand pas en avant et atteint Mach 4,31.
La course au record de vitesse hypersonique débute peu avant les années 1970. Le 3 octobre 1967, un pilote de l'US Air Force atteint la vitesse record de Mach 6,7 à bord d'un North American X-15. L'engin était alors un avion-fusée capable d'atteindre une altitude de 100 km. Le record est battu en 2004 lorsque le X-43A, petit appareil sans pilote au profil plat et aux lignes effilées propulsé par un statoréacteur à combustion supersonique, dépasse brièvement Mach 10.
Le futur : l'avion orbital
Les ingénieurs de la NASA notamment, rêvent d'une navette spatiale capable de se satelliser depuis un aéroport et ce, sans utiliser d'étages consommables. Dénommées « Avion orbital » ou encore SSTO pour Single Stage To Orbit (satellisation à un seul étage), ces navettes se heurtent néanmoins depuis le commencement au problème de la propulsion[12].
La seule motorisation permettant à ce jour de propulser une navette dans l'espace demeure le moteur-fusée, capable de fonctionner sans atmosphère. Cependant, ce qui est un avantage est également un inconvénient étant donné que ce moteur doit emporter d'énormes quantités de carburant et de comburant. Afin de réduire la quantité de comburant à emporter il est toutefois possible d'utiliser des statoréacteurs pendant certaines phases du vol, puisqu'ils permettraient d'utiliser l'oxygène atmosphérique au lieu d'avoir à l'emporter au complet dans ses réservoirs. Pour ce type d'opérations, un statoréacteur est préférable à un turboréacteur car il peut fonctionner à des vitesses beaucoup plus élevées.
Entre Mach 3 et Mach 6 environ, le statoréacteur est le moteur le plus efficace, il peut atteindre un rendement thermopropulsif de l'ordre de 50 %. Les fusées intercontinentales à statoréacteur, propulsées au lancement par une fusée à liquide ou à poudre, peuvent atteindre une portée de 8 000 km à 15 000 km d'altitude. Elles sont de surcroît largement moins coûteuses en raison de leur simplicité. En dessous de Mach 3, le statoréacteur devient moins efficace que le turboréacteur[15].
Pour résoudre ce problème, la combustion doit s'effectuer en régime supersonique. On parle alors de statoréacteur à combustion supersonique ou superstatoréacteur.
Domaines d'application
Les statoréacteurs sont exclusivement utilisés en aéronautique, notamment pour la propulsion de missiles. Ce nouveau type de moteur à réaction offre en effet aux missiles une portée bien supérieure, permettant la réalisation de missiles de croisière intercontinentaux mais également de missiles surface-air et air-air.
Les aéronefs à statoréacteurs ont connu leur âge d'or dans les années 1950, essentiellement dans le secteur militaire. C'est à cette époque que les premiers avions de reconnaissance supersoniques font leur apparition, à l'image du Lockheed SR-71 Blackbird. Les turboréacteurs n'étaient pas encore suffisamment puissants pour permettre aux avions d'atteindre des vitesses de l'ordre de Mach 3. Quelques décennies plus tard, ce seront les drones de reconnaissance qui profiteront d'une propulsion à statoréacteur.
Dans le futur, les statoréacteurs pourraient être utilisés dans le cadre d'une propulsion conjointe avec les turboréacteur et moteur-fusée des navettes spatiales.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur-fus%C3%A9e
Les moteurs-fusées sont des moteurs à réaction utilisés sur les fusées ; presque tous sont prévus pour fonctionner aussi bien hors de l'atmosphère terrestre qu'au niveau du sol ou de la mer. Pour ce faire, ils embarquent leur comburant en plus de leur carburant.
Il existe deux grandes catégories de moteurs-fusées :
Moteur à ergols liquides
Ces moteurs utilisent des ergols stockés dans des réservoirs séparés, qui sont injectés dans une chambre de combustion puis éjectés par la tuyère, générant la poussée. Beaucoup plus performants que les modèles à ergols solides, ils sont néanmoins complexes à concevoir, à fabriquer et à utiliser. À l'heure actuelle, pratiquement tous les moteurs de fusées et de vaisseaux habités sont de ce type. Un autre avantage des moteurs à ergols liquides est leur facilité de contrôle de la combustion, en effet, on peut régler la poussée et les éteindre et rallumer plusieurs fois de suite. Cette dernière caractéristique les rend très utiles pour les moteurs vernier.
Les principaux couples d'ergols sont :
- acide nitrique-kérosène
- hydrogène liquide-oxygène liquide (LOX)
- LOX-kérosène
- peroxyde d'hydrogène
- oxygène-hydrazine
- peroxyde d'azote-kérosène
- peroxyde d'azote-hydrazine
- peroxyde d'azote-1,1-diméthylhydrazine
Le refroidissement du moteur peut se faire de trois manières : soit par circulation d'un ergol (généralement le carburant) autour du moteur (premiers modèles), soit par pulvérisation interne du comburant sur la paroi (moteurs de dimensions réduites), soit en utilisant ces deux possibilités (moteurs principaux). Souvent, ces moteurs utilisent des ergols cryogéniques, liquides, stockés à très basses températures. Le seul couple d'ergols de ce type utilisé en situation réelle est Oxygène liquide (LOX)/ Hydrogène liquide (LH2).
Moteurs à ergols hypergoliques
Les ergols hypergoliques ont la particularité de s'embraser spontanément lorsqu'ils sont mis en contact, ce qui permet de simplifier une partie du moteur, car le dispositif d'allumage devient alors superflu.
Exemple : le moteur de remontée du module lunaire du programme Apollo, les moteurs de manœuvre de la navette spatiale.
Moteurs à monergol
Les moteurs à monergol n'utilisent pour leur fonctionnement qu'un seul ergol, celui-ci à la particularité de s'auto-enflammer en présence d'un catalyseur ou d'une source de chaleur. Quelques moteurs fonctionnant principalement au Peroxyde d'hydrogène ont vu le jour aux débuts de l'ère spatiale, ils sont encore utilisés dans la construction amateur.
Commentaires personnels : Autant que nous sachions comment et pourquoi ?? Mais ils vont bientôt envoyer un satellite pour comprendre pourquoi tout fout le camp !! Dormez tranquille !! J'espère qu'ils vont trouver des solutions aussi rapides que ces engins.