Propulsion aérospatiale - Outils mathématiques et physiques

1 - Rappels et grandeurs utiles

• 1.1 - Grandeurs liées à la vitesse
  Figure 1 - Évolution de la traînée de deux munitions génériques en fonction du Mach (strioscopie de l’Institut Saint-Louis)
• 1.2 - Atmosphère standard
  Figure 2 - Évolution de la température statique avec l’altitude et calcul de la vitesse du son Figure 3 - Atmosphère OACI jusqu’à 20 km d’altitude Figure 4 - Modèle exponentiel d’atmosphère
• 1.3 - Grandeurs d’arrêt de l’écoulement
  Figure 5 - Diagramme de Mollier de l’air sec en équilibre Figure 6 - Utilisation du diagramme de Mollier de l’air pour calculer les grandeurs statiques et d’arrêt d’un vol à Mach et à altitude donnés Figure 7 - Cas d’un vol à Mach 1 et à Mach 6 : grandeurs statiques et grandeurs d’arrêt Tableau 1
• 1.4 - Formules utiles pour un gaz idéal
  Figure 8 - Diagramme de Mollier d’un gaz à chaleur massique constante Figure 9 - Évolution avec le Mach du rapport entre les valeurs statique et d’arrêt de T et les valeurs P Tableau 2 Tableau 3
• 1.5 - Effets de gaz réel
  Tableau 4
• 1.6 - Pression dynamique et coefficients adimensionnels aéropropulsifs
  Figure 10 - Vue d’une soufflerie supersonique (Onera) Figure 11 - Courbes de Cx de la littérature
• 1.7 - Écoulement monodimensionnel permanent d’un gaz compressible
  Figure 12 - Définition de la section courante de passage A et de la section critique Ac Figure 13 - Évolution de la fonction A/Ac en fonction du Mach et de γ Figure 14 - Écoulement subsonique/supersonique avec passage par un col Tableau 5

2 - Rappels et définitions

• 2.1 - Performances (poussée, impulsions…)
  Figure 15 - Forces en vol propulsé, axes de référence Figure 16 - Équilibre des forces sur un lanceur spatial Figure 17 - Cinquante ans d’évolution de la consommation des turboréacteurs d’avion de ligne (d’après [1])
• 2.2 - Rendement thermopropulsif
  Figure 18 - Décomposition du rendement thermopropulsif Figure 19 - Rendement propulsif de différents moteurs à turbomachine Figure 20 - Évolution du rendement thermopropulsif avec la vitesse de vol
• 2.3 - Taux de dilution
• 2.4 - Signatures
  Figure 21 - Bandes spectrales et SIR Figure 22 - Visibilité de jets de propergols solides en fonctionnement (Royal Ordnance)
• 2.5 - Coefficients structuraux
  Figure 23 - Indice constructif de moteurs à propergol solide en fonction des années (document MBDA) Figure 24 - Effet de la masse des ergols sur l’indice constructif d’un étage de lanceur spatial consommable
• 2.6 - Combustion
  Figure 25 - Schématisation de la combustion dans le moteur
• 2.7 - Pression et réaction
  Figure 26 - Poussée d’un moteur-fusée Figure 27 - Poussée d’un statoréacteur Tableau 6

3 - Conclusion

4 - Glossaire