Le Moteur De Fusee Le Plus Performant

[albert einstein]

bonjour a tous j aimerais savoir si quelqu un peux me renseigner ou on est rendu avec la technologie des moteur a fusee, a quel vitesse maximun peux aller une fusee aujourd hui et quel sera le combustible employer. peux-t-on utiliser le nucleaire comme mode de propulsion. merci d avance

[priscos]

le nucléaire sert principalement pour alimenter la sonde en énergie sous forme de pile à combustible.

 

le "moteur" nucléaire que l'on trouve dans les sous marins ou les portes avions serait trop imposant pour une sonde.

moi, j'en ai jamais entendu parlé pour d'autres domaines.

 

le moteur ionique est économe et on prend de la vitesse au fur et à mesure (fait pour le vide).

pour le conventionnel "hydrogène+oxygene" , on prend tres vite de la vitesse mais les réserve s'épuisent tres vite.

 

je sais qu'un avion expérimental a été laché en hautes atmosphères il n'y a pas longtemps et qu'il a battu un record de vitesse.

le problème : la pression de l'air devient tres importante et fait chauffer la "coque".

 

on se retrouve vite devant un problème.....

l'air empèche d'aller tres vite .

plus on augmente la vitesse et plus la chaleur monte rapidemment.

le concorde (si je ne dis pas une Co....e) était refroidit par le carburant.

d'autres vont te le confirmer.....

[roninfight]

Je me suis pas mal panché sur la question. Les moteurs les plus utilisés sont en fait à mélange de doxygène et hydrogène liquide, comme Arianne.

 

Sinon tu as les boostgers a poudre, mais ca vient uniquement en complèment pour les fusées.

 

Le moteur a fission nucléaire fonctionne très bien mais n'est pas utilisé car si on doit faire exploser la fusée, bonjour les retombées

Néanmoins il a quand meme été expérimenté avec succès dans certaines fusées, allumé uniquement en haute altitude et a très bien fonctionné.

 

Après ca c'est pour les fusées.

Les sondes et satellites c'est différent. Ils ont souvent une pile a combustible ou des panneaux solaires pour leur énergi interne et un réserve de gaz ionisé (comportant des ions dans lequel on fait circuler un courrant de faible intensité)

pour les correction de trajectoire.

 

Un projet très prometteur qui n'a pas encore été expérimenté pour la propulsion des sondes est la voile solaire. Plus rapide, plus économique, etc...

 

Voilà voilà

[priscos]

Message écrit par roninfight@May 28 2005, 09:17 AM

Néanmoins il a quand meme été expérimenté avec succès dans certaines fusées, allumé uniquement en haute altitude et a très bien fonctionné.

 

](texte cité)

 

tu m'apprends une chose.

 

peux tu en dire plus sur son fonctionnement ?

[Invité Ortog]

Quote : Les moteurs les plus utilisés sont à mélange hydrogéne/oxygéne

 

 

Heu... Tu es sur de ça ???

 

Je dirai pas comme toi... regarde les fusées russes

En fait trés peu de fusées utilisent ce couple, surtout sur le 1ere étage, je crois qu'il n'y a qu'Ariane 5 et la Navette qui utilise H/O au niveau du sol.

 

On l'utilise sur des seconds ou troisièmes étages (ariane 4, saturne 5 (3eme etage)). C'est sur que c'est le couple qui à le meilleur rendement avec la technologie actuelle, mais qui impose des réservoir énormes et l'utilisation de cryo toujours très problématique ( formation de glace sur les parois, remplissage permanant etc)

 

L'utilisation de H/O au niveau du sol oblige une pression dans la chambre de combustion 50 fois supérieure à celle de l'UDMH. Il faut les turbo pompes qui alimente le tout, c'est donc tout l'environnement du moteur qui doit être high tech. Les pales des turbo pompe de saturne 5 frolaient la vitesse du son. Elle vidait l'équivalent d'une piscine olympique à la seconde... Ca te donne une idée de la technologie.

 

C'était juste une précision.

 

Amicalement

Ortog

[priscos]

c'est vrai quand on regarde le nombre de fusée russe lancée par rapport aux autres ...tu est dans le vrai depuis le début.

 

 

mais dire que la " SOYOUZ" est une référence aujourd'hui ....heu pas vraiment.

une fusée qui date des année 1960 , on à fait mieux aujourd'hui.

 

 

ariane à presque 50% du marché commerciale et aucune ne peut rivaliser au niveau poids transportable.

si le marché militaire n'était pas protégé , je me demande qui prendrais les parts?.

 

et sa question est claire : " la technologie des moteur a fusee, a quel vitesse maximun peux aller une fusee aujourd hui et quel sera le combustible employer".

 

http://www.phy6.org/stargaze/Frockhis.htm

[roninfight]

Message écrit par priscos@May 28 2005, 12:12 PM

c'est vrai quand on regarde le nombre de fusée russe lancée par rapport aux autres ...tu est dans le vrai depuis le début.

mais dire que la " SOYOUZ" est une référence aujourd'hui ....heu pas vraiment.

une fusée qui date des année 1960 , on à fait mieux aujourd'hui.

ariane à presque 50% du marché commerciale et aucune ne peut rivaliser au niveau poids transportable.

si le marché militaire n'était pas protégé , je me demande qui prendrais les parts?.

 

et sa question est claire : " la technologie des moteur a fusee, a quel vitesse maximun peux aller une fusee aujourd hui et quel sera le combustible employer".

](texte cité)

 

Bah c'est ce que je voulais dire. Je ne considère pas les fusées russe comme des modèles aujourd'hui.

Bref pour ce qui est de ta question initaile, je l'ignore, mais je pense que le nucléaire est le moyen qui produit le plus de poussée, quoique H²/O² fonctionne aussi très bien.

 

116 tonnes de poussée le vulcain dévellope dans le vide. Avec un petit calcul on obtient 1 137 960 Newtons de force ascensionnelle. C'est déjà un bon score.

 

 

Pour ce que j'en sais, les moteurs a fisions nucléaire fonctionne comme un réacteur nucléaire classique, sauf que l'énergei libérée n'est plus utilisée pour produire de l'electricté mais chauffe directement les gaz qui servent a la propulsion et les ionïsent pour qu'ils produisent de la poussée lorsqu'ils sortent. Avantage, des réserves d'énergie moins grandes, plus de puissance pour plus longtemps. Inconvéniants, tout les problèmes liés au nucléaire et a ses dangers.

[priscos]

c'est vrai que les dangers sont présents dans chaque système.

 

les boosters à poudre avec la navette.

 

les réservoirs à hydrogène et oxygène ça donne une "belle" bombe.

[roninfight]

Message écrit par priscos@May 28 2005, 12:50 PM

c'est vrai que les dangers sont présents dans chaque système.

 

les boosters à poudre avec la navette.

 

les réservoirs à hydrogène et oxygène ça donne une "belle" bombe.

](texte cité)

 

Oui mais tu te rend compte si comme avec la première ariane 5, elle éclate en haute altitude en plein vol. C'est toute une zone que tu arrose de retombées radioactives. Et si ca explose au décollage, ça fait mal aussi. C'est surtout pour ca que c'est a jamais été vraiment trop utilisé. Mais peut etre qu'on y viendra un jour. Mais avant la fusion, j'en doute.

[albert einstein]

bonjour a tous, comment vous remercier avec tous ces réponses, mais il y a encore quelque chose qui me tracasse ,de quoi est fait une pile a combustible et encore une petite chose excusez-moi pour mon accent,je suis quebecquoi pur laine et je vie a montreal en passant , le litre d essence est a 87$ cents.

[Invité Ortog]

La pile à combustible c'est très compliqué à mettre qu point et très simple à expliquer

 

La société dans laquelle je travaille 3M, dévellope des piles à combustible embarquables sur voiture, qui devraient etre commercialisées d'ici 10 ans

 

Dans le principe, tu as une membrane (c'est la partie dévellopée par 3M) avec d'un coté de l'hydrogène et de l'autre coté de l'oxygène. La membrane récupère de l'Eau et de l'électricité. Cette électricité est produite lors de la formation de l'eau.

 

Tu imagines le marché potentiel... 4 milliards de voitures

 

3M, tu dois connaitre, c'est l'inventeur du ruban adhésif (marque Scotch), du post-it, du scotch Brite, du papier abrasif, et ça a 100 ans

 

Ortog

[priscos]

tu dois aussi lui dire que pour avoir "l'hydrogène" il faut le récupérer et là ça demande de l'énergie.

 

actuellement un pays et un autre (je ne sais plus lequel) peut se permettre de produire de l'hydrogène à volonté : "l'islande" avec ces sources d'eaux chaudes.

car il faut pas mal d'énergies....

 

l'islande veut voir toutes ces voitures passer à la pile à conbustible et le parc est déjà entrain d'être modifié depuis plusieurs années.

 

l'islande suivant un reportage sur la 5 serait le principal fournisseur.

[Yantar]

Le moteur le plus performant au monde actuellement est le RS-68 de Delta IV... de 2 891 kN (289 tonnes). Il consomme de l'hydrogène et de l'oxygène liquide.

 

http://users.skynet.be/Yantar/delta_10.htm

 

Il est battu par celui de Saturn V qui fournissait le double en poussée... Anecdote, sa consommation était de 10 tonnes de carburant à la seconde... C'est que c'est gourmand ces machins là. Un moteur F1 avait une poussée de 6 896 kN (689 tonnes). Il consomme du kérosène et de l'oxygène liquide. C'est le mélange le plus répandu dans les lanceurs. C'est le mélange des Atlas, Saturn, Energiya (le corps central) et pour tous les dérivés de la R7 soviétique (Molniya, Sputnik, Vostok, Voskhod, Soyuz, Polyot).

 

http://users.skynet.be/Yantar/saturn_2.htm

http://users.skynet.be/Yantar/atlas_13.htm

http://users.skynet.be/Yantar/energiya.htm

http://users.skynet.be/Yantar/molniya.htm

http://users.skynet.be/Yantar/vostok.htm

http://users.skynet.be/Yantar/voskhod.htm

http://users.skynet.be/Yantar/sputnik.htm

http://users.skynet.be/Yantar/soyuz_1.htm

 

L'autre mélange très utilisé (Ariane, Proton, Long-March, ...) c'est le UDMH/N2O4

 

http://www.capcomespace.net/dossiers/espac.../lanceurs_D.htm

http://users.skynet.be/Yantar/ariane_1.htm

[roninfight]

Ah bah on a trouvé l'expert, lol. Merci Yantar. Juste une précision pour ceux qu'ils l'ignoraient, le Saturn V n'est plus en service, c'est lui qui a servi lors des missions Appolo quandon avait besoin d'une poussée gigantesque pour envoyer des modules lunaires dans l'espace (ça pèse aussi son poids )

 

Sinon bah si Bush veut toujours retourner dans la Lune, on reviendra peut etre a un type similaire de lanceur, parce qu'aujourd'hui c'est pas avec une Arianne ou un lanceur de navette que l'on pourrait le faire

[priscos]

sympa ce site "Yantar".

 

pourquoi pas utiliser des arianes 5 adaptées?.

elle en est qu'a ces débuts et les variantes sont en cours.

 

cela coûte moins cher de faire évoluer une fusée qui est en fonctionnement que de reprendre l'étude à zéro.

 

ciel et espace en avait fait un sujet je crois.

 

remettre une saturn V "en route" demanderait de reprendre tout à zéro et là ce n'est plus le même prix.

 

enfin si ils ont les moyens pour le faire car avec plus de 600 Milliards de $ de dettes ça va être dur.

[roninfight]

C'est clair que pour le budget ils sont dans la /\censuré/\

 

Mais il faut savoir que Saturn V était presque deux fois plus haut qu'Arianne 5, et délivrait une poussée beaucoup plus grande. Le vulcain d'Arianne est incapable de telle prouesse. De plus il faudrait aussi adapter le pas de tir a la nouvelle taille de l'engin.

 

Il est beaucoup plus facile de tout reprendre a zéro meme si ca prendra du temps.

Mais personnelement, je pense que ce retour sur la lune ne se fera pas, à moins de découvrir quelque chose de vraiment exceptionnel comme une nouvelle source d'énergie ou de nouveaux matériaux, ce qui est très improbable. D'ici là, la lune restera la Reine de la Nuit, brillant de son éclat protecteur et rassurant

[Yantar]

Tout ne dépend pas nécessairement de la poussée au décollage. Prenons l'exemple de Saturn V. Au décollage, elle pèse environ 2700 t et fourni une poussée de 3000 tonnes. En orbite basse, elle pouvait lancer 120 tonnes au moins. Ariane 5ECA, c'est 800 tonnes en arrondissant et 1200 tonnes de poussée. Sa performance sur l'orbite basse est de 20 à 22 tonnes. Si la poussée au décollage est importante, la performance de l'étage supérieur l'est tout autant. Prenons l'exemple d'Ariane 5.

Ariane 5G (EPC équipé de Vulcain 1 + EPS comme étage supérieur): 6900 kg en GTO

Ariane 5ECA (EPC avec Vulcain 2 + ECA): 10 000 kg en GTO

Ariane 5ES (EPC avec Vulcain 2 + EPS): 8000 kg en GTO

Ariane 5GCA (EPC avec Vulcain 1 + ECA): 9000 kg en GTO (version envisagée après l'échec de la première ECA mais abandonnée depuis).

On peut voir que l'étage supérieur change du tout au tout puisque pour la version G, en remplaçant l'EPS par l'ECA, on obtient 2100 kg en plus.

Les données ici peuvent varier d'une source à l'autre.

Pour moi, Ariane 5 n'est pas un lanceur qui aura une longue descendance. Tout simplement parce que son design ne permet pas de changer grand chose. Ce qui n'était pas le cas avec Ariane 1 qui est devenue Ariane 4 par l'adjonction de boosters à poudre et/ou liquide.

Pour ma part, je pense que la prochaine version d'Ariane, appellons Ariane 6, devra être calquée sur le modèle Atlas V, Delta IV. C'est à dire avoir une version de base de petite performance. Pourquoi pas 3000 kg pour la GTO. En fonction des performances, on ajoute le nombre de boosters nécessaires. Pour la version la plus puissance, on accole à l'étage central d'autres étages, un peu à la manière de Delta IV Heavy. Pourquoi pas 4 corps centraux entourant le premier étage. Puis les étages supérieurs réallumables un peu comme c'est envisagé pour Ariane 5ECB. Là, on aurait un lanceur très performant, adapté à la charge utile. Ce qui n'est pas le cas pour Ariane 5. Ariane 5 est un lanceur lourd. Ce qui fait que s'il n'y a qu'un satellite de 3 tonnes prêt, il faut attendre qu'un second le soit pour pouvoir lancer la fusée. Avec Ariane 4, on arrivait à adapter la version en fonction de la charge à lancer. On lançait le satellite de 3 tonnes et celui qui devait l'accompagner attendait d'avoir un autre pour partir avec.

[albert einstein]

bonjour a tous, merci ortog pour tes information,mais je n, ai pas trop compris comment vous calculer la poussé d, une fusée de 27 tonnes, merci

[Yantar]

Message écrit par albert einstein@May 30 2005, 02:42 AM

bonjour a tous, merci ortog pour tes information,mais je n, ai pas trop compris comment vous calculer la poussé d, une fusée de 27 tonnes, merci

](texte cité)

 

L'unité de mesure d'une poussée est le kN, soit l'unité de mesure de la force. Pour simplifier les choses, on parle en kf (kilo force kf = kg), même si ce n'est pas juste en fait. Mais on imagine plus facilement ce que représente 1000 kg. Et 1 kf = 9,81 N. Dixit le livre Ariane et la navette spatiale paru en 1982. L'exemple donné par ce livre est celui de Viking V d'Ariane. Il fournit une poussée de 607500 N, soit 61926 kg (62 tonnes). 62 tonnes, c'est plus évocateur que 607500 N

[albert einstein]

bonjour a tous, merci yantar tu est sympa.maintenant je comprend mieux pouquoi les fusées sont si enorme au decolage.

[Invité Ortog]

Salut a tous,

 

En ce qui conserne l'hydrogène de la pile à combustible, il n'y a pas besoin de beaucoup d'énergie pour avoir l'hydrogène.

Cela serai le cas si on cassait électriquement des molécules d'eau pour récupérer deux atomes d'hydrogène pour 1 atome d'oxygène. mais ce n'est pas le cas pour ce qui est actuellement en dévellopement.

Pour faire simple, il est plus rentable de casser chimiquement une molécule de produit fossile genre CH4 ou tu récupères 4 atomes d'hydrogène, tu recraches un de carbone. La pile à combustible recréant de l'eau en prenant deux atome d'oxygène dans l'air ambiant.

 

Le seul problème, c'est que la méthode utilise encore des matèriaux fossiles, et donc, est très polluante.

 

 

Yantar, ton site est vraiment et sincerement SUPER !

 

Ortog

[Yantar]

Mici Ortog. Mais dur dur parce que pour trouver des données identiques d'une source à l'autre, c'est la croix et la banière... Mais bon, il y a toujours moyen de trouver quelque chose d'assez correct. Et j'en prépare un nouveau sur le système solaire. Celui sur l'espace est en repos un moment, le temps de travailler sur les autres fusées. Celà va prendre un peu de temps mais courant de l'été, de nouvelles pages seront en ligne et j'espère qu'il sera fini ou presque d'ici la fin de l'année...

[albert einstein]

salut a tous ok, très détailler comme explication merci beaucoup... Mais j,aimerais savoir à quelle vitesse peut filer un tel engin spatial. Quelle est la vitesse maximum

[albert einstein]

salut et j,aimerais savoir , A partir du principle de la bombe à hydrogène,EST-il possible de fabriquer un moteur très performent pour les vols spatiaux Un genre de réacteur à hydrogene

[hebus]

le principe de la bombe a hydrogène, c'est la fusion nucléaire, et on est loin de la maitriser... le projet ITER de fusion controlé doit creer un tore pour faire des essais....

 

mais la propulsion par fusion nucléaire, j'ai bien peur que ce ne soit pas avant un bon siècle...

[albert einstein]

Merci hebus un bon siècle Bon alors , une autre petite question qui me ronge est;;;si avec un engin d,aujourd,hui,je parle de la navette ou une fusée saturne 5,je me met à tourner autour de la terre, les moteurs à pleine puissance.Quelle serait la vitesse approximative de l,engin,et peut-on continuer à accélérer avec seulement,la rotation de la terre , comme vitesse d,accélération,et s,en servir comme une genre de catapulte pour nous expédier aux confins de l,espace

[lambda0]

Message écrit par hebus@Jun 20 2005, 10:41 PM

le principe de la bombe a hydrogène, c'est la fusion nucléaire, et on est loin de la maitriser... le projet ITER de fusion controlé doit creer un tore pour faire des essais....

 

mais la propulsion par fusion nucléaire, j'ai bien peur que ce ne soit pas avant un bon siècle...

](texte cité)

 

 

Ca dépend...

En parlant de fusion nucléaire, on pense toujours à la fusion en confinement magnétique, le principe d'ITER, et là, effectivement, c'est pas gagné. Même en supposant qu'on arrive à réaliser l'ignition, le circuit magnétique et l'enceinte pèseraient à eux seuls des centaines de tonnes, ce qui en fait un système peu adapté à la propulsion spatiale (mais il y a quand même des études dessus).

Mais il y a une autre voie qui semble beaucoup plus praticable : la fusion en confinement inertiel. Les Etats-Unis travaillent là dessus depuis longtemps (et la France aussi, mais pour des applications militaires).

Dans le principe, on part d'une bille d'environ 2mm de diamètre, constituée de D-T ou He3-D, et on amène l'énergie par une impulsion laser très puissante (des TW). Celà provoque un échauffement brutal de la bille, une compression très rapide, en quelques nanosecondes, suffisante pour enclencher la réaction de fusion.

Ca revient à créer une mini-explosion thermonucléaire (alors qu'un Tokamak n'a rien d'explosif), et dans un système de propulsion, c'est l'échappement des produits de fusion, guidés par un champ magnétique, qui produit la poussée.

Un tel système ne nécessite pas d'enceinte très massive. La partie la plus complexe est le laser qui produit l'impulsion, mais on peut le remplacer par un dispositif beaucoup plus compact : un faisceau d'anti-protons.

Il est tout à fait probable que ce type de dispositif sera testé en laboratoire d'ici 20 ans, si ce n'est pas déjà en cours (la NASA a déjà financé le développement de toutes sortes de dispositifs pour confiner et manipuler les anti-protons).

 

A+

[Invité Ortog]

Je suppose qu'il faudre des milliards de minuscules explosions pour faire avancer le vaisseau... peut-etre plusieurs à la seconde.

 

Questions : Tu fais comment pour avoir une énergie de plusieurs TeraWatt par secondes ? Est-on sur, comme pour Iter du reste, de gagner autant d'energie que ce qui est nécessaire pour allumer la réaction ?

 

Au total du principe (c'est a dire avec le réacteur qui créera l'énergie pour l'allumage de la réaction(iter) ou qui alimentera les lasers (inertiel)), tu te retrouveras avec une masse énorme à pousser, quelque soit le principe de fusion retenu.

 

Si j'ose une analogie, Il y a eu l'époque des galères, ou la propulsion était physique.

Il y a eu l'époque des grands voiliers, découvreurs du globe.

Aujourd'hui, il y a les bateaux propulsés par des moteurs.

 

Et bien, notre propulsion ressemble à la galère romaine.

On espère beaucoup de la voile

mais comme les romains à l'époque des galères, on ignore tout du fonctionnement des moteurs qui propulseront nos vaisseaux dans quelques siécles.

 

Ortog

[lambda0]

Rep Ortog

 

La cadence envisagé est de l'ordre d'une dizaine de billes par seconde.

Quant à l'impulsion laser, il s'agit d'une puissance crête : des TW pendant quelques ns, donc au final, l'énergie requise n'est pas si énorme et peut être fournie par un petit réacteur à fission de quelques MW couplé à des condensateurs.

Mais je disais aussi que le système final utiliserait plus probablement un faisceau d'anti-protons. On utilise les lasers pendant la phase mise au point.

En ce qui concerne le bilan énergétique, il faut considérer que ça n'a rien à voir avec un réacteur destiné à produire de l'électricité : on expulse directement les produits de fusion. Le seuil de fonctionnement est donc beaucoup plus bas, sachant que le rendement des systèmes de conversion en énergie électrique est de l'ordre de 30% à 40% au mieux.

Un tel réacteur n'aurait vraiment rien à voir avec une centrale électrique terrestre, et d'ailleurs, on n'envisage pas l'utilisation de la fusion en confinement inertiel pour produire de l'électricité.

 

A+

[lambda0]

Voici un peu plus de doc pour illustrer mon propos.

 

http://gltrs.grc.nasa.gov/reports/1996/TM-107030.pdf

Un schéma de principe de moteur à fusion en confinement magnétique est donné sur la figure 4, p9. Le principe du confinement inertiel est donné en p11.

 

Le document suivant est une étude un peu plus avancée d'un vaisseau mu par un moteur à fusion.

http://trajectory.grc.nasa.gov/aboutus/pap...IAA-98-3591.pdf

 

Encore un autre principe :

http://fusion.ps.uci.edu/artan/Papers/CBFR...ePropulsion.pdf

 

Il n'y a pas de recherche dans ce domaine en Europe, ce qui explique qu'on en parle assez peu, mais cette recherche est très active aux Etats-Unis et implique non seulement la NASA mais tout un réseau de laboratoires universitaires.

J'ai noté que de plus en plus de documents relatifs à la production et à l'utilisation des anti-protons sont classifiés (ces articles sont référencés dans d'autres, donc on sait qu'ils existent, mais on ne les trouve jamais en accès libre, et je n'ai jamais reçu de réponse de la NASA pour les avoir).

 

Je pense que la première moitié du siècle verra surtout le développement de la propulsion plasmique, mais que la propulsion par fusion pourrait être expérimentée en vol dès le seconde moitié du siècle.

 

Affaire à suivre...