moteur ionique le fonctionnement

bonjour, je m'intérrese au fonctionnement du moteur ionique(dans le cadre d'un tpe), comme je sais que certain d'entre vous sont des experts sur ce sujet.Bon je connais en gros son fonctionnement mais je ne connais pas tous présisément, c'est a dire: -des matériaux composant la grille?
-le déroulement de l'ionisation. l'accélération, et la neutralisation?
-l'energie electrique fournit par les panneaux solaire, les améliorations attendus sur les panneaux?
-Les ions utiliser (xénon, platine),les avantages de l'un par rapport aux autres?
-les différents moteurs actuelle ,les moteurs en developpement,l'avenir de la propulsion ionique?
-Les ions sont contenus dans quel matériaux?

je deja chercher sur wikipédia et beaucoup d'autre site, mais j'ai pas trouver de reponse présise.

merci d'avance pour vos r-eponse

Bonjour, et bienvenu par ici !

Vaste sujet... il existe plusieurs types de moteurs ioniques, basés sur des principes assez différents, avec ou sans grille.
Voici une première introduction :
http://fluid.ippt.gov.pl/sbarral/aboutep.html

Tu peux déjà parcourir les discussions de ce forum, décrivant certains moteurs,comme le moteur ionique à grille, à effet Hall, le moteur MPD, le VASIMR, etc.
La réponse à tes questions dépend vraiment du type de moteur : par exemple, les ions utilisés peuvent être aussi bien de l'hydrogène ou du lithium, que du xénon, argon, krypton, ammoniac, etc.
Et il y a également une grande variété de procédés d'ionisation, accélération, etc.
Tu peux soit te limiter à l'étude d'un moteur particulier, le moteur à grille tel que celui utilisé sur la sonde Deep Space1 par exemple, soit faire un exposé un peu plus général sur les différents types de moteurs ioniques.
Le moteur ionique à grille est décrit ici par exemple :
http://fluid.ippt.gov.pl/sbarral/ion.html

Le moteur ionique à grille NSTAR, utilisé sur Deep Space 1 :
http://www.boeing.com/defense-space/space/bss/factsheets/xips/nstar/ionengine.html

Un site en français, ce qui est assez rare :
http://archedenoelle.free.fr/ionique.htm
A ne pas confondre : l'image affichée à côté du titre "moteur ionique" n'est pas un moteur à grille mais un moteur à effet Hall.

A+

Pour le moteur à effet Hall, les puristes préfèrent la dénomination "moteur plasmique" afin de le différencier du moteur ionique à grille, moins puissant et moins robuste.

Il faudrait aussi parler des FEEP (Field Emission Electric Propulsion) ou moteurs à "effet de champ".

http://www.onera.fr/actualites/2006-012.php

J'ai aussi en mémoire un moteur électrique de très très faible poussée (euphémisme) qui sublimait du graphite, mais je ne me souviens plus des détails.

Aspic a écrit:Pour le moteur à effet Hall, les puristes préfèrent la dénomination "moteur plasmique" afin de le différencier du moteur ionique à grille, moins puissant et moins robuste.
Il faudrait aussi parler des FEEP (Field Emission Electric Propulsion) ou moteurs à "effet de champ".
http://www.onera.fr/actualites/2006-012.php
J'ai aussi en mémoire un moteur électrique de très très faible poussée (euphémisme) qui sublimait du graphite, mais je ne me souviens plus des détails.

C'est vrai que la terminologie est un peu floue à ce niveau.
L'usage est qu'on parle souvent de "moteur ionique" pour désigner le moteur à grille et de "moteur plasmique" pour le moteur à effet Hall, sans que ce soit systématique.
Mais dans les deux cas (moteur à grille et moteur Hall), les ions sont accélérés séparément des électrons, et la neutralisation se fait à l'extérieur du moteur, alors que les vrais moteurs plasmiques (vasimr par exemple) accélèrent et éjectent un plasma neutre, ions et électrons ensembles.
Dans des articles de vulgarisation, on parle aussi indistinctement de propulsion ionique dans tous les cas, ce qui n'est pas absurde non plus si on considère que la poussée provient essentiellement des ions, et marginalement des électrons.
Mais bon, c'est un détail de terminologie

Pour le FEEP, c'est encore un autre principe, et il me semblait que ses caractéristiques le destinait plutôt au contrôle d'attitude de précision.

A+

Merci pour l'accueil
Je voudrais faire mon exposer sur le moteurs ionique a effet de Hall et aussi sur le moteur plasmique(c'est à dire être générale) :D .
Mais rentrer dans les details, les procédés, les lois de physique présent dans le systéme, etc...


MERCI Lambda0 et Aspie de m'avoir repondu.

pardon du moteur plasmique et le moteur à grille

locust99 a écrit:pardon du moteur plasmique et le moteur à grille

Avant tout sois le bienvenu parmi nous, c'est un toujours plaisir de pouvoir aider et discuter avec un passionné. Pour ma part je ne peux répondre à ta question car cela dépasse mon domaine de connaissance.

Je voudrais aussi juste te dire qu'en cas d'erreur ou d'oubli dans l'un de tes textes tu peux le rééditer pour le modifier. Bouton EDITER en haut à droite du message.

Voila. Et encore merci pour ta venue parmi nous.

Comme tu le dit je suis un passionné l'aérospatiale, et surtout par cette conquète qui devient de plus en plus excitante avec le retour sur la lune et surtout d'y installer une base.


La prochaine fois je penserait au boutons éditer.


Merci de ton accueil

locust99 a écrit:pardon du moteur plasmique et le moteur à grille

Le lien en français donné plus haut explique assez bien le principe de fonctionnement du moteur à grille (quelques fautes de français, mais l'essentiel y est) :
http://archedenoelle.free.fr/ionique.htm

Dans ce cas, les particules sont accélérés par un champ électrique résultant d'une différence de potentiel entre deux grilles : f = q.E
C'est le même principe que dans un téléviseur, à la différence près que dans un téléviseur, on accélère des électrons, alors que dans ce moteur, on accélère des ions.
Le gaz utilisé dans les moteurs à grille actuels est le xénon, mais ça pourrait aussi marcher avec de l'argon ou du krypton, avec des performances différentes.

Un autre principe de moteur ionique, qui a été évalué à l'ESA :
http://www.esa.int/gsp/ACT/propulsion/DS4G_thruster.htm

A+

c'est vrai que le site francais explique beaucoup de choses ,mais je comprend pas certains lois de physique utiliser sur ce systéme :shock: ,tu ne connait pas quelques sites qui pourraient m'aider ;) (sur la physique des plasmas, magnétiques etc...).




CIAO

vasmir est-il un moteur ionique?

locust99 a écrit:c'est vrai que le site francais explique beaucoup de choses ,mais je comprend pas certains lois de physique utiliser sur ce systéme :shock: ,tu ne connait pas quelques sites qui pourraient m'aider ;) (sur la physique des plasmas, magnétiques etc...).

CIAO

Le mieux est peut-être de te limiter au moteur à grille, dont le fonctionnement est le plus simple, et de te contenter de mentionner l'existence des autres sans trop descendre dans le détail de leur fonctionnement, qui peut être assez complexe.
Si tu me dis dans quelle classe tu es, je peux essayer de trouver un site assez explicatif, du niveau correspondant.
En gros, tu as besoin de connaître :
- quelques propriétés du champ électrique et magnétique
- la relation fondamentale de la dynamique (f = m.a)
- la force de Lorentz (f = q(E + vXB))
- définir ce qu'est l'impulsion spécifique d'un système de propulsion

Il y a des cours de physique ici (niveau lycée) :
http://eunomie.u-bourgogne.fr/elearning/ressources-lycee.html

A+

je suis en premiére S spécialité science de l'ingénieur,merci pour le lien sa m'aidera pour le tpe, mais je pense qu'il me sera utile parfois (je perd svt mes cours), comme tout les matiéres sont présentes, je suis d'accord au sujet que mon tpe sera principalement basé sur le moteur à grille :D .

merci je connais maintenant mieux les principes de fonctionnement du moteur à grille.
Je n'arrive pas a trouver des sites précisant le fonctionnement et les caractéristiques(pour des comparaisons avec le champs magnétique de la télé, et le champs électrique de ds-1 avec les champs électrique des accélérateurs à particule) du moteur nstar de deep space-1 (comme c'est le plus connu des moteur à grille).

locust99 a écrit:merci je connais maintenant mieux les principes de fonctionnement du moteur à grille.
Je n'arrive pas a trouver des sites précisant le fonctionnement et les caractéristiques(pour des comparaisons avec le champs magnétique de la télé, et le champs électrique de ds-1 avec les champs électrique des accélérateurs à particule) du moteur nstar de deep space-1 (comme c'est le plus connu des moteur à grille).

Quelques infos ici :
http://en.wikipedia.org/wiki/Deep_Space_1
http://en.wikipedia.org/wiki/Electrostatic_ion_thruster
http://en.wikipedia.org/wiki/Ion_thruster
Il y a les valeurs de tension d'accélération, poussée, vitesse d'éjection, etc.
Tu peux aussi fouiller dans les pdf donnés en référence à la fin de la page.

Bonne lecture :D

EDIT: je m'aperçois que les articles wikipedia en anglais sur le moteur à grille sont d'un bien meilleur niveau que les versions wikipedia françaises, qui comportent souvent des erreurs et sont très vagues dans l'explication du fonctionnement. Je ne sais pas si tu es très à l'aise en anglais scientifique et technique, mais ça vaut la peine de faire un petit effort pour lire les articles originaux en anglais...

d'accord je vais faire l'effort c'est que du bien, j'apprend l'anglais tout en travaillant sur le tpe, une pierre deux coups :).

Est ce que je pourrais tenir 30 minutes devant le jury sur le moteur a grille?

Tu peux également voir là :
https://www.forum-conquete-spatiale.fr/Technique-c5/Autres-f21/Revue-de-l-AIAA-telechargeable-en-ligne-t2510.htm
C'est d'un niveau assez abordable je pense.

locust99 a écrit:Est ce que je pourrais tenir 30 minutes devant le jury sur le moteur a grille?

30 minutes, c'est court ! Pour peu que tu aborde les principes, l'historique, des exemples et les perspectives d'évolution, ça ne laisse que 7,5 minutes en moyenne sur chacun de ces 4 points !

Pour vérifier si tu as rassemblé assez d'éléments, fait une petite répétition en situation en laissant ta montre ou ton téléphone (en mode silencieux !) sur un coin du bureau. Tu pourras ainsi savoir à quel point de ton plan tu dois être au bout de 10 puis 20 minutes. Le jour ou tu seras devant le jury, tu pourras détailler plus ou moins telle ou telle partie de ton exposé selon que tu es en avance ou en retard sur le déroulement théorique.

Parmi les éléments que j'utilisais dans les exposés pour lesquels le temps m'était compté pour ajuster mon temps de parole, j'ai remarqué l'utilité des schémas, illustrations et exemples : suivant la marche de ton exposé, tu rentre plus ou moins dans les détails et les commentaires.

N'hésites pas non plus à demander leur avis à des personnes extérieures à qui tu présenteras l'ébauche de ton exposé : elles pourront te dire si telle ou telle partie mérite d'être plus développée.


Et ne t'en fais pas trop : la plupart du temps, je me suis aperçu qu'il est plus difficile de ne pas être trop long que de ne pas être trop court ;)

spacedreamer a écrit:...
Et ne t'en fais pas trop : la plupart du temps, je me suis aperçu qu'il est plus difficile de ne pas être trop long que de ne pas être trop court ;)

En effet, j'étais souvent trop long au début (quel que soit le sujet). Le risque c'est de bacler la fin pour finir dans les temps et donc perdre ses interlocuteuirs dans ce qui est souvent l'élément essentiel que l'on a dire.


Mais il est vrai que si c'est un jury, (pas nécessairement de réel connaisseur du sujet, il est bon de bien planter le "décors" quand même)

spacedreamer a écrit:
N'hésites pas non plus à demander leur avis à des personnes extérieures à qui tu présenteras l'ébauche de ton exposé : elles pourront te dire si telle ou telle partie mérite d'être plus développée.

Là, j'ai un doute. J'ai jamais eu mon premier "panel" d'auditeurs à l'image des mes auditeurs réels !

Mais c'est clair, qu'il faut le répéter un peu et en situation, surtout si c'est le premier!

Petite devinette pour voir ceux qui ont suivi et compris une petite subtilité du principe d'action-réaction :
Dans un moteur fusée classique, les molécules des gaz chauds heurtent les parois de la chambre de combustion, et surtout de la tuyère, ce qui transmet la poussée : par contact matériel.
Dans un moteur ionique, idéalement, il n'y a aucun contact matériel entre les ions et la structure mécanique du moteur (dans la pratique, il y en a quand même un peu, mais c'est un effet indésirable, car celà génère des problèmes d'érosion). Et même dans tous les moteurs plasmiques, on se donne beaucoup de mal pour que le plasma ne touche pas les parois.
Comment et où exactement est donc générée la poussée (dans le cas du moteur à grille, pour simplifier) ?

locust99: pas de panique, il y a peu de chance qu'un prof de lycée soit assez vicieux pour poser cette question, ce n'est pas indispensable à ton exposé, je pose aussi le problème aux autres.

Solution dans quelques jours si personne n'a trouvé, je pars en déplacement
:blbl:

hmmm t'es sure que c'est exactement ça ;)

lambda0 a écrit:Petite devinette pour voir ceux qui ont suivi et compris une petite subtilité du principe d'action-réaction :
Dans un moteur fusée classique, les molécules des gaz chauds heurtent les parois de la chambre de combustion, et surtout de la tuyère, ce qui transmet la poussée : par contact matériel.
Dans un moteur ionique, idéalement, il n'y a aucun contact matériel entre les ions et la structure mécanique du moteur (dans la pratique, il y en a quand même un peu, mais c'est un effet indésirable, car celà génère des problèmes d'érosion). Et même dans tous les moteurs plasmiques, on se donne beaucoup de mal pour que le plasma ne touche pas les parois.
Comment et où exactement est donc générée la poussée (dans le cas du moteur à grille, pour simplifier) ?

locust99: pas de panique, il y a peu de chance qu'un prof de lycée soit assez vicieux pour poser cette question, ce n'est pas indispensable à ton exposé, je pose aussi le problème aux autres.

Solution dans quelques jours si personne n'a trouvé, je pars en déplacement
:blbl:

Pas forcément besoin de contact pour qu'une force soit appliquée.
Dans le cas de la propulsion chimique, c'est la pression et donc les chocs qui sont la source des forces appliquées sur la fusée.
Dans le cas d'une propulsion électrique, ce sont des forces électro-magnétiques (Forces de Lorentz ?) qui sont appliquées par un champs magnétique sur une particule chargée. Dans ce sens, c'est pour propulser les gaz et par réaction (puisqu'il y a toujours une réaction d'un corps sur l'autre) lorsque le moteur "pousse" les gaz, les gaz "poussent" le moteur et donc la fusée avec la même quantité de mouvement...

Ça doit-être une chose dans le style que tu voulais comme réponse lambda0, non ?

La poussée depend des conditions de pression et de température au foyer du moteur(c'est de l'energie thermique qui devient de l'energie cinétique).Dans le moteur plasmique, les ions sont dirigés par les champs magnétiques, la pression du gaz sortant est supérieur à la pression dans l'espace se qui fait que A1.(P1 − Pa) >0, l'éjection est produit par les champs éclectrique, alors ve>0 et le débit est biensur pas plus petit que 0.Tous cela fait qu'il y a une pousée.

Je pense que la raison pourquoi il y a aucun contacte matériel est qu'il y a un champ magnétique, comme dans ITER les champs magnétique protégent les parois.