La poussée | Aaafasso

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La "force" d'un moteur de fusée s'appelle son poussée. La poussée est mesurée en "livres de poussée" aux États-Unis et en Newton sous le système métrique (4,45 Newtons de poussée est égal à 1 livre de poussée). Une livre de poussée est la quantité de poussée qu'il faudrait pour maintenir un objet d'une livre immobile contre la force de la Terre. Ainsi, l'accélération de la gravité est de 32 pieds par seconde par seconde (21 mph). Si vous flottiez dans l'espace avec un sac de et que vous jetiez une balle de baseball par seconde à 21 mph, vos balles de base généreraient l'équivalent d'une livre de poussée. Si vous deviez lancer les balles de baseball à 42 mi / h, vous produiriez alors 2 livres de poussée. Si vous les lancez à 2100 km / h (peut-être en les tirant avec une sorte de fusil de baseball), vous générez alors 100 livres de poussée, et ainsi de suite.

L'un des problèmes amusants que les fusées ont est que les objets que le moteur veut lancer pèsent réellement quelque chose, et la fusée doit transporter ce poids. Alors disons que vous voulez générer 100 livres de poussée pendant une heure en lançant une balle de baseball toutes les secondes à une vitesse de 2100 km / h. Cela signifie que vous devez commencer avec 3 600 balles de baseball de 1 livre (3 600 secondes dans une heure) ou 3 600 livres de balles de baseball. Comme vous ne pesez que 100 livres, vous pouvez constater que le poids de votre "carburant" est supérieur au poids de la charge utile (vous). En fait, le carburant pèse 36 fois plus que la charge utile. Et c'est très commun. C’est pourquoi vous devez disposer d’une énorme fusée pour pouvoir envoyer une petite personne dans l’espace: vous devez transporter beaucoup de carburant.

Vous pouvez voir très clairement l’équation du poids sur la navette spatiale. Si vous avez déjà vu le lancement de la navette spatiale, vous savez qu'il y a trois parties:

  • L'orbiteur
  • Le grand réservoir externe
  • Les deux boosters solides (SRB)

L'Orbiter pèse 165 000 livres vides. Le réservoir externe pèse 78 100 livres vides. Les deux boosters solides pèsent 185 000 livres vides chacun. Mais alors vous devez charger dans le carburant. Chaque SRB détient 1,1 million de livres de carburant. Le réservoir externe contient 143 000 gallons d'oxygène liquide (1 359 000 livres) et 383 000 gallons d'hydrogène liquide (226 000 livres). Le véhicule dans son ensemble – navette, réservoir externe, boîtiers de propulseurs à propergol solide et carburant – a un poids total de 4,4 millions de livres au lancement. 4,4 millions de livres pour obtenir 165 000 livres en orbite, c'est une grosse différence! Pour être juste, l'orbiteur peut également transporter une charge utile de 65 000 livres (jusqu'à 15 x 60 pieds), mais cela reste une grande différence. Le carburant pèse presque 20 fois plus que l’Orbiter (source: Manuel de l’opérateur de la navette spatiale).

Toute cette quantité de carburant est rejetée à l'arrière de la navette spatiale à une vitesse d'environ 6 000 mi / h (les vitesses typiques de sortie des fusées pour fusées chimiques varient entre 5 000 et 10 000 mi / h). Les SRB brûlent environ deux minutes et génèrent environ 3,3 millions de livres de poussée au lancement (soit une moyenne de 2,65 millions de livres sur la combustion). Les trois moteurs principaux (qui utilisent le carburant dans le réservoir externe) brûlent pendant environ huit minutes, générant chacun une poussée de 375 000 livres au cours de la combustion.

Dans la section suivante, nous examinerons le mélange de carburants dans les fusées à combustible solide.

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