Question gravité et réservoir
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J'aurais une question à propos des réservoirs de carburants d'un astronef en apesanteur : lorsqu'il n'y a plus de gravité,c'est l'autre interaction fondamentale qui domine,à savoir la force électrostatique et c'es pourquoi lorsque,dans un avion zéro G on arrive à simuler l'apesanteur,on peut constater que l'eau d'une bouteille s'"accroche" aux parois de la bouteille. J'imagine qu'il en est de même pour le carburant dans les réservoirs d'un vaisseau en apesanteur. Je me demande alors si cela n'aurait pas d'effet sur l'équilibrage du vaisseau lors des manœuvres orbitales. Quelqu'un pourrait il m'éclairer ?
Francespace- Messages : 48
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Francespace a écrit:J'aurais une question à propos des réservoirs de carburants d'un astronef en apesanteur : lorsqu'il n'y a plus de gravité,c'est l'autre interaction fondamentale qui domine,à savoir la force électrostatique et c'es pourquoi lorsque,dans un avion zéro G on arrive à simuler l'apesanteur,on peut constater que l'eau d'une bouteille s'"accroche" aux parois de la bouteille. J'imagine qu'il en est de même pour le carburant dans les réservoirs d'un vaisseau en apesanteur. Je me demande alors si cela n'aurait pas d'effet sur l'équilibrage du vaisseau lors des manœuvres orbitales. Quelqu'un pourrait il m'éclairer ?
Tu imagines très bien :) et c'est un des casse- têtes auquel sont confrontés les spécialistes en réservoirs et tuyauteries du spatial
Effectivement les liquides peuvent se coller en boule n'import’ où dans le réservoir. :scratch:
Voir cet extrait d'un brevet pour résoudre ce problème:
http://www.google.com/patents/EP0042784A2?
- Spoiler:
- Pour des satellites stabilisés trois-axes, il n'existe pas de direction privilégiée de l'accélération ambiante. Aussi, l'ergol peut se trouver en un endroit quelconque du réservoir tout en restant en contact avec la paroi. Un premier problème qui se pose est alors d'établir dans tous les cas une continuité liquide entre la paroi du réservoir et la sortie de celui-ci
Giwa- Donateur
- Messages : 12848
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Age : 81
Localisation : Draguignan
Encore un additif à ce sujet . On est confronté au même probléme lors des séparations entre étages lors des courtes phases non propulsées où on se trouve aussi en chute libre, donc en microgravité
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fusée_(astronautique)
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fusée_(astronautique)
- Spoiler:
La séparation des étages
…. Après séparation, des fusées de tassement (ullage rocket en anglais) de faible puissance peuvent être allumées pour plaquer les ergols liquides au fond du réservoir et permettre une alimentation des moteurs principaux au démarrage malgré l'apesanteur.
Giwa- Donateur
- Messages : 12848
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Age : 81
Localisation : Draguignan
Merci pour ces renseignements,cela semble en effet être un casse tête mais c'est ce qui rend le métier d'ingénieur aussi attirant !
Francespace- Messages : 48
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Age : 28
Localisation : France
Cependant,j'imagine que cela ne pose pas de problème lorsque le moteur pompe le carburant ? (les pompes des réacteurs doivent être assez puissantes,mais je n'ai jamais trouver d'articles à ce sujet).
Francespace- Messages : 48
Inscrit le : 16/09/2011
Age : 28
Localisation : France
Pour ce qui est des "pompes" tu peux rechercher à partir de ceci :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Turbopompe
Pour "plaquer" un ergol au fond de son réservoir (et donc aussi sur la bouche de la canalisation où il est aspiré), on utilise souvent la pression d'un gaz (hélium par exemple) dans la partie haute du réservoir.
voir l'article sur l'étage principal cryotechnique (EPC) d'Ariane 5 :
http://www.capcomespace.net/dossiers/espace_europeen/ariane/ariane5/caracteristiques.htm
http://fr.wikipedia.org/wiki/Turbopompe
Pour "plaquer" un ergol au fond de son réservoir (et donc aussi sur la bouche de la canalisation où il est aspiré), on utilise souvent la pression d'un gaz (hélium par exemple) dans la partie haute du réservoir.
voir l'article sur l'étage principal cryotechnique (EPC) d'Ariane 5 :
http://www.capcomespace.net/dossiers/espace_europeen/ariane/ariane5/caracteristiques.htm
montmein69- Donateur
- Messages : 20962
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Francespace a écrit:Cependant,j'imagine que cela ne pose pas de problème lorsque le moteur pompe le carburant ? (les pompes des réacteurs doivent être assez puissantes,mais je n'ai jamais trouver d'articles à ce sujet).
Si, il y a problème, car une pompe à liquide ne peut fonctionner qu'avec un liquide et non un gaz.
Sans liquide, elle perd son efficacité et il faut la réamorcer en réintroduisant du liquide par un autre moyen en plaquant par exemple l'ergol au fond du réservoir au moyen d'une fusée de tassement (ullage rocket) (voir mon post précédent) .
Cette fusée de tassement propulse le corps de la fusée vers l'avant ce qui fait glisser l'ergol liquide dans le réservoir vers l'arrière selon le principe de l'inertie.
On favorise aussi ce tassement par la pression d'un gaz sur la partie supérieure du réservoir pour éviter le désamorçage lors du fonctionnement (voir le post de montmein69)
Giwa- Donateur
- Messages : 12848
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Age : 81
Localisation : Draguignan
Il faut absolument éviter des phénomènes de cavitation (sortes de grosses bulles de gaz dans l'ergol liquide) car cela peut détruire la pompe, la chambre de combustion, la tuyère.
Tu peux faire une recherche avec "ballotement ergol dans reservoir"
Comme signalé déjà il existe plusieurs techniques pour "plaquer' l'ergol au fond du réservoir et assurer une alimentation régulière. Notamment selon qu'il s'agit d'un premier étage (la gravité s'exerce au début du vol) .... ou bien d'un étage supérieur qui doit s'allumer et fonctionner avec une gravité réduite.
Autre phénomène lié au ballotement d'ergols et pouvant aboutir à de gros ennuis : l'effet POGO qui joue sur la structure mécanique du lanceur. Ce sujet a été abordé dans le forum :
http://www.forum-conquete-spatiale.fr/t6180-effet-pogo
Tu peux faire une recherche avec "ballotement ergol dans reservoir"
Comme signalé déjà il existe plusieurs techniques pour "plaquer' l'ergol au fond du réservoir et assurer une alimentation régulière. Notamment selon qu'il s'agit d'un premier étage (la gravité s'exerce au début du vol) .... ou bien d'un étage supérieur qui doit s'allumer et fonctionner avec une gravité réduite.
Autre phénomène lié au ballotement d'ergols et pouvant aboutir à de gros ennuis : l'effet POGO qui joue sur la structure mécanique du lanceur. Ce sujet a été abordé dans le forum :
http://www.forum-conquete-spatiale.fr/t6180-effet-pogo
montmein69- Donateur
- Messages : 20962
Inscrit le : 01/10/2005
Age : 73
Localisation : région lyonnaise
Est il déjà arrive que les carburants d'un lanceur changent d'état en cours de vol (surtout l'oxygéne dont la température d'ébullition est très basse) sous des effets de pression ou de température (en 10 minutes on passe quand même d'un milieu tempéré à un milieu extrême) ?
Francespace- Messages : 48
Inscrit le : 16/09/2011
Age : 28
Localisation : France
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