Poussée
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Introduction

Forces aérodynamiques s'exerçant sur un avion

En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur, dans le sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par...) inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un...) de l'avancement.

Poussée exercée par un moteur à réaction (Un moteur à réaction est un moteur reposant sur la projection d'un gaz ou d'un liquide produisant une poussée. La projection créé une force en réaction décalé de 180°, cette force est nommée...) type moteur-fusée (Les moteurs-fusées sont des moteurs à réaction utilisés sur les fusées, dont certains sont prévus pour fonctionner aussi bien dans, que hors de...)

La poussée ou plus exactement la force de poussée est le résultat de l'éjection des particules constituant les gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume...) éjectés vers l'arrière de la fusée (Fusée peut faire référence à :). En fait, la poussée est le résultat de la conversion de l'énergie thermique (L'énergie thermique est l'énergie cinétique d'un objet, qui est due à une agitation désordonnée de ses molécules et de ses atomes. Les transferts d'énergie thermique entre corps sont appelés transferts de chaleur et jouent un rôle...) prenant naissance dans la chambre de combustion (Une chambre de combustion est une enceinte capable de résister à des changements de pression et de température brusques, dans laquelle on déclenche volontairement une combustion entre des éléments chimiques déterminés....) du moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce...) et se transformant en énergie cinétique (L'énergie cinétique (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force vive) est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement. L’énergie cinétique d’un corps est égale au travail nécessaire pour...) lors du trajet du flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus...) de gaz tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) au long de la tuyère (Une tuyère ou tuyère propulsive, dans le domaine de l'astronautique, est un conduit (appelé aussi divergent) de section conique (fusées de feu d'artifice) ou oblongue (tuyères de missiles, et lanceurs), placé à la...).

Thermiquement parlant, la poussée dépend des conditions de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) et de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie...) au foyer du moteur.

La relation donnant la valeur de la force de poussée est la suivante :

F = ve.qm + A1.(P1Pa)

dans laquelle :

F, poussée en newtons (N)
ve, vitesse (On distingue :) d'éjection des gaz en m/s
qm, débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers d'une surface quelconque.) massique en kg/s
A1, aire de la section de sortie de la tuyère en mètres carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la même mesure. Un carré est à la fois un rectangle et un...)
P1, pression à la sortie de la tuyère en Pa
Pa, pression ambiante ou pression à l'extérieur en Pa

Cette relation se simplifie lorsque P1 = Pa et devient F = ve.qm dans ce cas précis on dit que la tuyère est adaptée ou que le régime de fonctionnement est adapté. C'est dans ce régime que le moteur de fusée a son meilleur rendement.

Variation de la poussée avec l'altitude

Si on écrit la formule de la poussée de la façon suivante :

F = F0 + A1.(P0Ph)

dans laquelle :

F, poussée à l'altitude h
F0, poussée au niveau de la mer (Le niveau de la mer est la hauteur moyenne de la surface de la mer, par rapport à un niveau de référence adéquat.)
P0, pression au foyer
Ph, pression à l'altitude h
A1, aire de sortie de la tuyère

L'étude de cette relation nous montre qu'effectivement, la poussée varie avec l'altitude et que la section de sortie de la tuyère sera d'autant plus grande que le moteur sera conçu pour des altitudes élevées.

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