Question gravité et réservoir

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Message Sam 3 Nov 2012 - 12:35


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
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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?

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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)
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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
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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).
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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
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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)
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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 :
https://www.forum-conquete-spatiale.fr/t6180-effet-pogo
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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
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