Poussée

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[modifier] Définitions

En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur (à hélice ou à réaction) dans le sens inverse de l'avancement (voir entre autres l'article propulsion des aéronefs).

Cas particulier de la poussée exercée par un moteur à réaction type moteur-fusée :

La poussée ou plus exactement la force de poussée est le résultat de l'éjection des particules constituant les gaz éjectés vers l'arrière de la fusée. En fait, la poussée est le résultat de la conversion de l'énergie thermique prenant naissance dans la chambre de combustion du moteur et se transformant en énergie cinétique lors du trajet du flux de gaz tout au long de la tuyère. Thermiquement parlant, la poussée dépend des conditions de pression et de température au foyer du moteur.

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

F = v_e.q_m + A₁.(P₁ − P_a)

dans laquelle :

F, poussée en newtons (N)

v_e, vitesse d'éjection des gaz en m/s

q_m, débit massique en kg/s

A₁, aire de la section de sortie de la tuyère en mètres carré

P₁, pression à la sortie de la tuyère en Pa

P_a, pression ambiante ou pression à l'extérieur en Pa

Cette relation se simplifie lorsque P₁ = P_a et devient F = v_e.q_m 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.

[modifier] Variation de la poussée avec l'altitude

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

F = F₀ + A₁.(P₀ − P_h)

dans laquelle :

F, poussée à l'altitude h

F₀, poussée au niveau de la mer

P₀, pression au foyer

P_h, 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.