"Je vais assister à un lancement d'Ariane"

Space Opera a écrit:Le bruit intrinsèque est directement proportionnel à la poussée d'une fusée ?

Au col de la tuyère la vitesse des gaz est égale à la vistesse du son. Ensuite, dans le divergent, la vitesse des gaz augmente (et devient don supersonique) alors que la pression baisse pour devenir égale à la pression ambiante (*) en sortie de tuyère (autrement les gaz "déborderaient" et deviendraient inefficaces - c'est vrai pour les moteurs qui travaillent ds le vide car la pression des gaz est fatalement supérieure à celle du vide). D'ailleurs si on veut que la vitesse des gaz augment il faut bien faire baisser la pression.

Qui dit supersonique, dit onde de choc et cette onde de choc (donc de "bruit", est bien évidemment proportionnelle au nombre de molécules de gaz éjectées à vitesse supersonique. Plus il y aurait d'avions qui passeraient le mur du son ensemble, plus ça ferait du bruit ...
En quelque sorte.
Mais, car il y a un "mais", il ne faut confondre intensité et puissance (watt au m2) du son. Et c'est là qu'il y aura une différence entre les grosses et les petites fusées. En effet on ne peut ajouter les décibels mais, par contre, on peut additionner les watts qui seront plus ou moins absorbés par l'atmosphère en fonction de leur nombre.


(*) enfin, plus ou moins car ça dépend jusqu'à quelle altitude doit fonctionner le moteur. En général c'est un compromis et c'est pourquoi les moteurs des étages supérieurs ont des tuyères très larges.

PS : on peut ajouter, mais c'est une évidence, que le bruit décroît comme le carré de la distance. Donc, si Léo est deux fois plus éloigné que son papa, il entendra quatre fois moins de bruit et il ne verra la fusée que deux fois plus petite (il y gagnera, en fait)

Et notre oreille est plus sensible aux variations en intensité ou en puissance ?

Space Opera a écrit:Et notre oreille est plus sensible aux variations en intensité ou en puissance ?

Là il faudrait la réponse d'un spécialiste car je ne suis pas oreillegologue.
;)

Une fusée produit beaucoup plus d'infrasons que de sons audibles par l'oreille humaine... faudrait voir la réaction d'un éléphant !

SpaceNut a écrit:Une fusée produit beaucoup plus d'infrasons que de sons audibles par l'oreille humaine... faudrait voir la réaction d'un éléphant !

Au niveau de la "puissance" d'un son, je ne sais pas quels sont les plus énergiques, des ultrasons ou des infrasons (je crois que c'est les infrasons produit par les turbopompes qui prosuisent l'effet POGO qui avait provoqué la destruction d'une Diamant)

Il me semble qu'on peut donner assez facilement un ordre de grandeur de la puissance sonore sur tout le spectre : c'est la puissance emportée par les gaz éjectés par la fusée, puisque finalement cette puissance se dilue par des ondes de compression dans l'atmosphère, ou dans le sol au moment du décollage.
Donc P=m.v²/2, m étant le débit et v la vitesse d'éjection.
Par contre, ça ne dit rien sur la distribution spectrale, et en particulier sur ce qui est audible, qui doit bien dépendre du moteur et de toutes sortes de paramètres.
Au total, sur tout le spectre, ça fait des GW...

Je ne suis pas très sûr du raisonnement quand même...

A+

lambda0 a écrit:Il me semble qu'on peut donner assez facilement un ordre de grandeur de la puissance sonore sur tout le spectre : c'est la puissance emportée par les gaz éjectés par la fusée, puisque finalement cette puissance se dilue par des ondes de compression dans l'atmosphère, ou dans le sol au moment du décollage.
Donc P=m.v²/2, m étant le débit et v la vitesse d'éjection.
Par contre, ça ne dit rien sur la distribution spectrale, et en particulier sur ce qui est audible, qui doit bien dépendre du moteur et de toutes sortes de paramètres.
Au total, sur tout le spectre, ça fait des GW...

Je ne suis pas très sûr du raisonnement quand même...

A+

MW surement

Une bonne partie de la puissance doit être aussi dissipée sans créer d'onde de compression, notamment en quantité de chaleur, sans compter qu'il doit y avoir des superpositions destructrices d'ondes.

Space Opera a écrit:Une bonne partie de la puissance doit être aussi dissipée sans créer d'onde de compression, notamment en quantité de chaleur ...

oui, parce qu'il faut bien, malgré tout, qu'une partie de l'énergie serve à faire avancer la fusée
:)

euh finalement je crois bien que c'était agami mon site.
Par contre je veux bien croire qu'une Ariane5 ça doit arracher plus qu'un Ariane4. ca doit être un sacré spectacle.

Patrick R2 a écrit:

Space Opera a écrit:Une bonne partie de la puissance doit être aussi dissipée sans créer d'onde de compression, notamment en quantité de chaleur ...

oui, parce qu'il faut bien, malgré tout, qu'une partie de l'énergie serve à faire avancer la fusée
:)

Ben justement, la puissance qui se retrouve dans le jet de propulsion est celle qui n'est pas communiquée à la fusée...
Et comme les propergols représentent l'essentiel de la masse au décollage, la plus grande partie de l'énergie se retrouverait plutôt sous forme d'énergie cinétique des gaz éjectés, et moins en énergie cinétique de la fusée... (à vérifier, c'est fonction de la vitesse d'éjection).

Mais c'est vrai qu'on s'intéresse plus à ce que devient la fusée, la poussée, son accélération, sa vitesse finale, etc. qu'à ce que devient l'énergie cinétique emportée par les gaz d'éjection...

EDIT: mais ce qui compte pour les effets sonores est la vitesse d'éjection par rapport à la masse atmosphérique, or la vitesse de la fusée augmentant, cette vitesse relative diminue.
Hum, tout celà demande réflexion...

lambda0 a écrit: Mais c'est vrai qu'on s'intéresse plus à ce que devient la fusée, la poussée, son accélération, sa vitesse finale, etc. qu'à ce que devient l'énergie cinétique emportée par les gaz d'éjection...

Je vais dire une lapalissade mais c'est le principe même de la réaction ... Si les gaz d'éjection n'avait pas d'énergie cinétique, la fusée ne partirait pas

Oui, oui, bien sûr.
Je parlais surtout de la façon dont l'énergie cinétique des gaz se dilue dans l'atmosphère. Et quand la fusée décolle, la vitesse relative des gaz par rapport à l'atmosphère est maximale. Quand la fusée atteint plusieurs km/s, cette vitesse relative diminue jusqu'à s'annuler et la contribution du jet de propulsion au bruit diminue. Et celà doit aussi affecter le spectre sonore.

Je trouvais intéressant d'essayer de comprendre d'où provient réellement le bruit d'une fusée, et comment les différentes contributions évoluent dans le temps.

A+

lambda0 a écrit:Oui, oui, bien sûr.
Je parlais surtout de la façon dont l'énergie cinétique des gaz se dilue dans l'atmosphère. Et quand la fusée décolle, la vitesse relative des gaz par rapport à l'atmosphère est maximale. Quand la fusée atteint plusieurs km/s, cette vitesse relative diminue jusqu'à s'annuler et la contribution du jet de propulsion au bruit diminue. Et celà doit aussi affecter le spectre sonore.

Je trouvais intéressant d'essayer de comprendre d'où provient réellement le bruit d'une fusée, et comment les différentes contributions évoluent dans le temps.

A+

Dans un de mes messages d'hier ( 08:28 ), j'écrivais que le jet étant supersonique, chaque molécule éjectée produisait des "bang", comme autant d'avions qui voleraient bien au-delà de la vitesse du son. Et comme cette éjection de molécules est continue, il y a un "bang" continu ...

Argh, très juste...
Mais quand la vitesse de la fusée par rapport à la masse atmosphérique atteint l'ordre de grandeur de la vitesse d'éjection, a-t-on toujours cette onde de choc ??

EDIT: de toute façon, on doit déjà pratiquement être dans l'espace à ce moment là... Donc ma question n'a peut-être pas de sens...

lambda0 a écrit:Argh, très juste...
Mais quand la vitesse de la fusée par rapport à la masse atmosphérique atteint l'ordre de grandeur de la vitesse d'éjection, a-t-on toujours cette onde de choc ??

EDIT: de toute façon, on doit déjà pratiquement être dans l'espace à ce moment là... Donc ma question n'a peut-être pas de sens...

N'importe comment, tu as alors deux entité en sens opposés : la fusée et ses gaz éjectés. La fusée probvoque un bang à chaque Mach (si elle est encore ds l'atmosphère, comme tu le fais remarquer). Pour les gaz c'est la même chose

Patrick R2 a écrit:Dans un de mes messages d'hier ( 08:28 ), j'écrivais que le jet étant supersonique, chaque molécule éjectée produisait des "bang", comme autant d'avions qui voleraient bien au-delà de la vitesse du son. Et comme cette éjection de molécules est continue, il y a un "bang" continu ...

Je suis pas convaincu de l'exactitude de cet image, car déjà à température ambiante, les molécules d'air sans qu'il n'y ait aucun vent, sont supersoniques. La mécanique des fluides doit pouvoir expliquer ce mouvement de "groupe", mais je ne pense pas que l'analogie avec le mur du son soit très rigoureuse...

Space Opera a écrit: Je suis pas convaincu de l'exactitude de cet image, car déjà à température ambiante, les molécules d'air sans qu'il n'y ait aucun vent, sont supersoniques.

C'est le mouvement Brownien ? En tout cas on ne les entend pas. Peut-être que c'est logique dans un milieu ayant la densité de l'atmosphère

Space Opera a écrit: La mécanique des fluides doit pouvoir expliquer ce mouvement de "groupe", mais je ne pense pas que l'analogie avec le mur du son soit très rigoureuse...

Peut-être, mais une chose est certaine : les gaz à la sortie du divergent sont supersoniques et peut-être que le débit des gaz intervient localement dans l'émission du "bruit" ?

Patrick R2 a écrit:C'est le mouvement Brownien ? En tout cas on ne les entend pas. Peut-être que c'est logique dans un milieu ayant la densité de l'atmosphère

Le mouvement des particules peut être dans certains modèles considéré comme Brownien.
En ce qui concerne l'air qui ne fait pas de bruit c'est tout simple: l'air qui t'entoure à l'heure où tu lis ces lignes est composé de particules supersoniques, c'est sur... mais ces particules d'air se déplacent dans le vide ne l'oublions pas. C'est là encore une vision simplifiée des choses, mais il est tout à fait logique que ces particules qui se rentrent dedans à chaque instant à des vitesse largement supersoniques ne font pas de bruit, puisque le "milieu de ces particules" est le vide.

Effectivement, il ne faut peut-être pas parler des molécules mais raisonner sur les éléments de volume du jet supersonique qui sont en contact avec le milieu extérieur, éléments de volumes petits devant les dimensions du jet, mais contenant suffisamment de molécules pour la description statistique.
Sinon, la description microscopique de ces phénomènes doit être encore bien plus complexe.
Mais bon, mes connaissances de mécaniques des fluides commencent à dater...

A+

Space Opera a écrit:  Le mouvement des particules peut être dans certains modèles considéré comme Brownien.
En ce qui concerne l'air qui ne fait pas de bruit c'est tout simple: l'air qui t'entoure à l'heure où tu lis ces lignes est composé de particules supersoniques, c'est sur... mais ces particules d'air se déplacent dans le vide ne l'oublions pas.

Bon, ça me rassure. J'ai éteint la radio mais je n'entends rien.
;)
Plaisanterie mise à part, j'avais oublié, en effet, la nature du milieu à l'échelle moléculaire

Space Opera a écrit: ... C'est là encore une vision simplifiée des choses, mais il est tout à fait logique que ces particules qui se rentrent dedans à chaque instant à des vitesse largement supersoniques ne font pas de bruit, puisque le "milieu de ces particules" est le vide.

Du coup, c'est cohérent.
Merci

lambda0 a écrit:Mais bon, mes connaissances de mécaniques des fluides commencent à dater...

A l'échelle microscopique, il faut faire un savant mélange de physique statistique et de méca des fluides, de quoi se casser la tête pas mal d'heure (en connaissance de cause, j'ai rarement mangé autant d'aspirine qu'avec ce genre de problème)...

au fait, le son se déplace par effet de champ, non ?

Ca y est, je suis de retour dans mes quartiers. Voyage sympa, avec à la clef le décollage d'ariane 5 ECA. :shock:
Par contre, desolé pour vous, le temps n'était pas beau, je n'ai pris aucune photo
il ne vous reste plus qu'à vous y rendre ;) , en plus la visite des installations (gratuite !!) est très intéressante et il y a beaucoup de chose à voir (iles du salut, ibis rouge, caïman ...) 8)

Bref, je conseille le voyage à tout le monde :D

Nota à ma petite soeur : pense à m'inviter pour le premier décollage soyouz :bounce:

vp a écrit:Ca y est, je suis de retour dans mes quartiers. Voyage sympa, avec à la clef le décollage d'ariane 5 ECA. :shock:
Par contre, desolé pour vous, le temps n'était pas beau, je n'ai pris aucune photo
il ne vous reste plus qu'à vous y rendre ;) , en plus la visite des installations (gratuite !!) est très intéressante et il y a beaucoup de chose à voir (iles du salut, ibis rouge, caïman ...) 8)

Bref, je conseille le voyage à tout le monde :D

Nota à ma petite soeur : pense à m'inviter pour le premier décollage soyouz :bounce:

Et bien voilà la réponse à mon autre message

Heureux que tu sois de retour parmi nous

Tu sais très bien que tu es toujours le bienvenu. Donc pour le premier lancement Soyuz, je t'accueille sans problème. Cela dit, il va falloir patienter encore un peu :D