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RÉSUMÉ
Les systèmes de propulsion aérospatiaux (avions, fusées, missiles, sondes, satellites...) sont généralement de deux types : les réacteurs et les propulseurs à hélice. Les réacteurs fonctionnent grâce à l'expulsion à grande vitesse du produit de la combustion d'ergol, tandis que les autres utilisent le brassage d'un débit important de l'air ambiant (au moyen d'hélices, par exemple). Cet article présente différentes catégories de propulseurs et définit les principales grandeurs utilisées dans le domaine de la propulsion, par exemple l'impulsion spécifique ou l'indice constructif. Les grandes tendances industrielles sont également évoquées.
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Marc BOUCHEZ : Diplômé de l'École catholique d'arts et métiers de Lyon et de l'École supérieure des techniques aérospatiales - Ingénieur au département Aérodynamique-Propulsion-Létalité de MBDA France - Professeur vacataire de propulsion dans plusieurs universités et grandes écoles
INTRODUCTION
L'ensemble des articles [BM 3 000] à [BM 3 003] se veut une introduction aux systèmes propulsifs d'avions, fusées, missiles, sondes, satellites... Le présent article, premier de la série, fournit le minimum indispensable sur le sujet.
Les articles suivants permettront de rappeler les notions essentielles du vol, les formules d'aérodynamique et de thermodynamique qui sont utilisées en propulsion, au stade avant-projet, ainsi que les différents niveaux de modélisation, les lois de conception simplifiées pour une croisière, une accélération, un vol balistique initialement propulsé.
Un intérêt particulier est porté dans ce traité au lien avec la conception du véhicule volant dont on veut étudier la propulsion et aux ordres de grandeur des paramètres liés à un niveau donné de technologie.
Les exemples et les données fournis sont tirés de la littérature ouverte, parfois volontairement laissés en langue anglaise, les applications de ces moteurs conduisant forcément à des restrictions sur certains points particuliers des systèmes propulsifs d'un point de vue commercial ou militaire.
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VERSIONS
- Version archivée 2 de oct. 2018 par Marc BOUCHEZ
- Version courante de déc. 2025 par Marc BOUCHEZ
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Notations et principales grandeurs usuellesArticle inclus dans l'offre
"Machines hydrauliques, aérodynamiques et thermiques"
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2. Concevoir un système de propulsion aéronautique ou spatial
Les disciplines en jeu dans la propulsion sont essentiellement celles de la mécanique : thermodynamique, balistique, chimie, thermochimie, thermique, résistance des matériaux, mécanique des fluides, mécanique générale, dynamique...
La conception d'un système propulsif fait appel à de nombreux compromis et ne doit pas se réduire aux performances (poussée, consommation) et à la masse (nécessairement à minimiser puisqu'il s'agit de voler !). Les paramètres économiques et de plus en plus écologiques (pour l'aviation civile voire militaire mais aussi pour les lanceurs spatiaux et les missiles, au moins pour la fin de vie du produit) ont pris une place importante sinon prépondérante (figure 10).
Parmi les tendances actuelles, outre les aspects écologiques, on peut noter la diminution du nombre de pièces.
Pour caractériser facilement telle ou telle caractéristique spécifiée ou obtenue pour un système propulsif (poussée, Isp , indice structural, encombrement, signatures...), les spécialistes ont recours à différentes définitions qui sont rappelées ici.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ANDERSON (J.D.) Jr - Introduction to Flight. - Fourth Edition, Mc Graw Hill (2000).
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(2) - Recherche et technologie dans le groupe Snecma, propulsion aéronautique. - Revue Scientifique et Technique de la Défense, no 59, mars 2003.
-
(3) - Collectif, sous la direction de JENSEN (G.E.), NETZER (D.W.) - Tactical Missile Propulsion. - Progress in Astronautics and Aeronautics, vol. 170, AIAA (1996).
-
(4) - GORDON (S.), McBRIDE (B.) - Computer Program for Calculation of Complex Chemical Equilibrium Compositions and Applications. - NASA Reference Publication 1311 (1994).
-
(5) - RAYMER (D.P.) - Aircraft Design : a conceptual approach. - AIAA education series, second edition (1992).
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(6) - ISAKOWITZ (S.J.) - International Reference Guide to Space Launch Systems. - AIAA, second edition (1991).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Introduction.
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Effet de la propulsion pour quelques missiles et classifications des différents propulseurs.
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Lois simplifiées pour le dimensionnement et exercices d'applications.
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Mécanique des fluiles
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Matériaux énergétiques
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Combustion en écoulement supersonique - Turbulence. Applications....
ANNEXES
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![L'horloge ultra-précise Pharao prête pour un départ en 2016 dans l'espace [AFP]](https://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/wp-content/uploads/old_medias/articles/286915/L-horloge-ultra-precise-Pharao-prete-pour-un-depart-en-2016-dans-l-espace-AFP.jpg)
