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RÉSUMÉ
Il existe différentes méthodes de propulsion spatiale, le choix se fait en fonction de l'utilisation souhaitée. Les propulseurs sont classés selon plusieurs critères : technologiques, fonctionnels, ou encore suivant le processus chimique de la réaction. Dans cet article, sont présentés les principaux types de systèmes propulsifs aérospatiaux (turbopropulseurs, motopropulseurs, turboréacteurs, moteurs à détonation, turbofusées...) ainsi que certaines de leurs caractéristiques (type de réaction, zone d'utilisation, domaine de Mach...). Le dossier s'intéresse plus particulièrement au choix de propulsion pour les missiles (antimissiles, antinavires…), suivant le type de mission réalisée.
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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
Le présent article présente les principaux types de systèmes propulsifs ainsi que leurs caractéristiques. Il montre différentes applications à des systèmes de missiles de divers types : suivant la mission, il vaut mieux utiliser tel ou tel type de système propulsif.
Un intérêt particulier est porté 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, 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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- Version courante de déc. 2025 par Marc BOUCHEZ
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2. Classification et présentation des grands types de propulseurs
2.1 Classification
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Classification « technologique »
Une première façon de classer les types de propulseurs, dite « technologique » dans les encyclopédies du XXe siècle, est basée sur le fait que le moteur comporte tel ou tel type de pièces en mouvement (figure 7).
Cette classification permet d'expliquer pourquoi le moteur aérobie où l'air circule de façon continue sans organe tournant s'appelle bien un statoréacteur car il s'agit d'un appareil statique (à la différence d'une turbomachine), et non un « stratoréacteur », même s'il est utilisé dans la stratosphère.
Nota :le mot « statoréacteur » a été, pour la raison qui vient d'être donnée, créé par Maurice Rog, contre l'opinion de René Leduc qui préférait « tuyère thermopropulsive ».
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Classification « fonctionnelle »
Une deuxième classification, appelée parfois « fonctionnelle », distingue les moteurs qui emportent leur comburant et ceux qui utilisent l'air ambiant (figure 8).
On appelle aérobies (airbreathing en anglais) les moteurs qui puisent leur comburant dans l'air. On a vu dans les applications des paragraphes précédents l'intérêt de ce type de systèmes propulsifs dès que la portée devient importante et que le vol se fait dans l'atmosphère.
Pour les missiles, les principales caractéristiques de ces deux classes de moteurs sont données sur la figure 9.
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Classification basée sur le processus chimique
Le renouveau des systèmes propulsifs dans lesquels l'apport d'énergie est réalisé par une détonation conduit à proposer une troisième classification basée sur cette différence (figure 10). Celle-ci est équivalente à un processus réactif à volume constant, soit un cycle thermodynamiquement plus efficace qu'une combustion à pression constante. On avance un avantage thermodynamique de 20 % toutes choses égales par ailleurs.
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Classification basée sur le caractère permanent...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ANDERSON (J.D.) Jr - Introduction to Flight. - Fourth Edition, Mc Graw Hill (2000).
-
(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).
-
(6) - ISAKOWITZ (S.J.) - International Reference Guide to Space Launch Systems. - AIAA, second edition (1991).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Effet de la propulsion pour quelques missiles et classifications des différents propulseurs.
-
Lois simplifiées pour le dimensionnement et exercices d'applications.
-
Combustion en écoulement supersonique - Turbulence. Applications.
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ANNEXES
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