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m.à j. le : 24-jul-08



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La fusée et ses composants

Une bouteille de Coca, 3 bouts de cartons et voilà la fusée "fonctionnelle" est prète.
Mais la ressemblance avec "l'image" de la fusée est encore lointaine.

Alors aux ailerons, ajoutons une coiffe, soignons la tuyère et installons un parachute .
Et puis on sophistique les réservoirs en fonction du type de Fusées .

Mais qu'elles sont les forces en présence? et comment se passe un vol

Forces en présence
Tout objet immobile est attiré et maintenu au sol par la gravité.
Tout objet en mouvement est soumis, en plus, à une somme de forces dont la résistance à l'avancement est celle qui nous préocupera prioritairement .
Face à ces efforts qui tendent à plaquer notre FHP au sol, nous allons utiliser la réaction en projetant, vers l'arrière de la fusée une combinaison de fluides que nous choisirons pour leur absence de dangerosité primaire pour la sécurité des personnes et de l'environnement .
L'eau pour sa masse
L'air pour sa capacité à être comprimé .

Le principe est donc  d'accumuler dans un réservoir, de l'eau et de l'air sous pression, puis de lacher le tout

Analyse du vol
Examinons les diffèrentes phases du vol
1. PISTON :Ejection de l'eau,  tuyère sur le tube de guidage.
Effet piston : guidage physique
2. HYDRAULIQUE Ejection de l'eau après tube de guidage
Instabilité due à une marge statique négative (C. Poussée Aérodynamique au dessus du C. Gravité) mais guidage par énergie cinétique due à la masse encore importante de la fusée et par les ailerons
Vitesse faible à la sortie du tube, fusée très sensible au vent latéral, mais accélération de plus en plus violente : plusieurs dizaines de G , l'ogive se presse contre le corps de la fusée et s'y coincera si aucun appui positif ne l'en empêche.
Nota : dans les 2 phases ci-dessus l'utilisation de lanceur Gardena petit débit est préjudiciable à la stabilité pour 2 raisons essentielles :
           1. Eventualité d'un mauvais alignement de l'embout et de la bouteille (collage imprécis par ex.) 
           2. Accélération moindre qu'un plein goulot, et donc vitesse d'efficacité des ailerons plus tardive
Il est donc indispensable de soigner tout particulièrement le raccord fusée / base et si la vitesse de décollage vous est indifférente visuellement de préférer le plein goulot ou le Gardena gros débit

3. PNEUMATIQUE Ejection de l'air :
L'accélération diminue rapidement (1/10 de seconde) pour passer à une valeur négative (- plusieurs G).  Le freinage est très violent
Il s'en suit un état d'apesanteur relatif pour les éléments de la fusée et la trainée de l'ogive étant inférieure à la trainée du corps et des ailerons, elle tend à s'écarter de sa bague d'appui. (et ce d'autant plus que la masse, et donc l'énergie accumulée  par l'ogive sera plus important par rapport au corps de la fusée) Ce moment est celui que choisi parfois mon parachute pour s'ouvrir, ou l'ogive se décaler, se coincer, et rabattre violement la trajectoire, au mieux à l'horizontale, au pire vers le sol.
Il est important qu'à ce moment le guidage de l'ogive demeure efficace. (Si l'ogive se décolle, elle doit rester dans l'axe de la fusée, le guidage de l'ogive doit donc être cylindrique sur quelques cm sans perdre de vue qu' à l'apogée, ce guidage ne doit pas être trop rétensif.)
4. PASSIVE ou  Balistique
La décélération diminue ainsi que la vitesse de la fusée qui atteint son apogée. L'état d'impesanteur continue jusqu'à l'apogée
5. APOGEE :
Anarchie totale du vol, selon l'inclinaison de la trajectoire à ce moment.
Anarchie d'autant plus grande que la fusée est verticale.
Marche Ar, flottement. La fusée passe par un état temporaire d'apesanteur.
L'intérieur de l'ogive est en légère dépression par rapport à la pression atmosphérique (effet Ventury pendant la montée). Un effet ventouse plaque l'ogive sur le corps de la fusée. d'où l'importance d'une dépressurisation de l'ogive.
Dès que la pesanteur se fait à nouveau ressentir, utilisation de cette position pour un basculement de l'ogive, et sa désolidarisation du corps de la fusée.

Mon système d'ouverture de parachute fonctionne par centrifugation de la coiffe à l'occasion du retournement ( établi par Bernard de GoMars et LaBulle à l'époque où ce dernier avait mis ce système au point).
-->Quant il y a retournement après recul (retombée en arrière de la fusée à culmination), ça marche encore mieux. La vitesse de rotation en tangage de la fusée est forte et la traînée est négligeable (vitesse faible) (ou même elle va dans le sens de la centrifugation)...
--> Mais quand la fusée culmine en une parabole trop tendue, la vitesse de rotation en tangage nécessaire à la centrifugation n'est pas atteinte (de plus la traînée de la coiffe contribue à la plaquer sur le corps de la fusée).

La fusée reprenant de la vitesse la marge statique la repositionne parallèlement à sa trajectoire (descendante).
Il est impératif qu'à ce moment l'ogive se soit désolidarisée du corps de la fusée pour libérer le parachute. Sinon!....

6. REDESCENTE
La vitesse augmente, l'ogive est à nouveau plaquée ? contre sa bague et la décélération finale prendra en compte la dureté de la cible volontaire ou pas, ainsi que la capacité exceptionnelle à se déformer du PET
Le meilleur CX de l'ogive que celui du corps et de ses ailerons tend à la faire accélérer plus que le reste de la fusée et l'en éloigne. (cf digression ci dessus)
Mais c'est cette même différence qui provoque son décollement à la fin de la phase propulsion hydraulique, mais de manière négligeable, j'espère par par rapport à l'énergie cinétique).
Un lest de la pointe de l'ogive accélère la séparation en même temps qu'il augmente la stabilité du début du vol
Le problème étant que le lest 'haut" provoque un déséquilibre en remontant le centre de gravité propre de l'ogive qui a tendance à quitter sa place lors de mouvements latéraux au départ.
Mais le parachute s'est déployé et la descente rapide mais freinée de l'ensemble offre un spectacle majestueux à nos yeux ébahis

7. CONCLUSION
Il me faut continuer à chercher et tester

 

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