« Vol balistique et missiles balistiques » : différence entre les versions

Contenu supprimé Contenu ajouté
Aucun résumé des modifications
Aucun résumé des modifications
Ligne 94 :
Le principe de la propulsion des fusées est celui du recul d'une arme à feu. Physiquement, il s’agit de conservation de la quantité de mouvement.
 
[[File:Missile balistique 2.pdf|thumbright|Bloc de poudre| Coupe de la partie propulsive d’un réservoir de propergol solide (schéma approximatif).500px]]
 
Dans une fusée, si l’on projette d’un côté une masse (celle des gaz de combustion que l'on croît à tort légère) avec une vitesse (les gaz au sortir de la tuyère ont une vitesse énorme), alors la fusée est mis en mouvement de l’autre côté. La génération des gaz provient d'une réaction chimique très forte entre un comburant et un combustible, dits ergols ou propergols (ergols de propulsion). La fusée avance et rien ne l'empêche d'avancer encore. Elle va de plus en plus vite parce qu'on éjecte longtemps et toujours très vite de très grandes quantités de gaz :
Ligne 104 :
[[File:SolidRocketMotor-fr.svg|right|300px]]
 
La génération suivante pallie cet inconvénient majeur. Les ergols sont alors dits « stockables » car ils peuvent rester un temps significatif dans les réservoirs. Ils n’en présentent pas moins un réel danger, surtout quand ils sont embarqués dans des sous-marins.<ref Ainsi legroup="note">Le sous-marin soviétique K-219 a-t-il sombré au large des Bermudes à la suite d’un incendie causé par une fuite d’ergols liquides.</ref>
 
Les missiles balistiques sont aujourd'hui propulsés par des ergols solides<ref group="note">Le Tome 6 de l'''Encyclopédie des sous-marins français'' détaille {{p.|226}} et suiv. la propulsion à poudre. Il présente la photographie du bobinage du réservoir du premier étage du missile balistique français en service, le M51, dans son atelier de fabrication.</ref>. Le bloc de propergol est mis à feu par un allumeur. La surface d’allumage est conçue pour provoquer un dégagement de gaz relativement constant et donc une poussée uniforme. Le propergol qui n’a pas encore brûlé sert de protection thermique au réservoir (schémas approximatifs ci-contre).
 
===Réaliser un étage ===
S'il peut paraître plus simple de n'avoir qu'un seul étage de propulsion, cette configuration n’est pas réalisable en l’état actuel et prévisible de la technologie (voir ci-dessous).
 
[[File:Missile balistique 3.pdf|right|400px]]
 
Un missile balistique est composé de plusieurs étages même si chaque étage doit disposer d’un allumeur, d’une tuyère et d’autres équipements connexes et que cela augmente le poids au décollage (Équation de Tsiolkovski). Chaque étage est essentiellement constitué par leun réservoir de propergol conçu en fibre de verre, de kevlar ou de carbone pour alléger au maximum la masse du missile balistique, et d'éléments structuraux qui se placent de chaque côté du réservoir de propergol.
 
On y ajoute ce qui est nécessaire à l'étage et qui ne servira donc plus quand il sera vide : des équipements électroniques et des piles de puissance. Celles-ci alimentent des vérins électriques fixés à la tuyère ou une petite station d'huile s'ils fonctionnent à l'huile. Leurs mouvements dévient le jet de gaz et permettent le pilotage du missile balistique.
La réalisation de butées flexibles qui assurent l’étanchéité, la tenue à la chaleur de la flamme et la reprise des efforts mécaniques créés par la tuyère est le point délicat des propulseurs à poudre. Dans les missiles balistiques de technologie moins avancée on utilise, pour dévier le jet, des injections de gaz dans la tuyère fixe percée, desde trous judicieusement disposés. Ou bien on fait tourner la tuyère, un joint rotatif étant plus accessible qu'un joint souple. Avec ce dernier, capable de résister à des températures de quelques milliers de degrés Celsius tout en conservant des caractéristiques mécaniques convenables et la mobilité nécessaire, la tuyère devient orientable dans tous les sens.
 
=== Assembler plusieurs étages ===
Accéder à de très grandes vitesses c'est concentrer la propulsion sur la masse utile, et donc l'arme. Il faut alléger continûment le missile balistique de toute masse devenue inutile : à l'évidence, celle des réservoirs quand ils sont vides.
On ne peut alléger un missile balistique à un seul étage,. dontIl sera lourd de sa la structure en fin de combustion sera trop lourde. Un tel engin n'atteindra jamais une très grande vitesse. Le calcul de l'accroissement de vitesse fourni par la force de propulsion montre que l'on ne peut accéder à des vitesses élevées qu'en construisant une fusée à plusieurs étages. Elle se déleste de masses à vide des étages qui ont consommé leurs ergols et qu'il est inutile de continuer à accélérer. Seule la partie restante est accélérée, ce qui permet d'arriver aux vitesses requises.
 
La masse du missile décroit donc au fur et à mesure que le propergol est consommé et l'étage séparé. Dans un missile à plusieurs étages, chaque étage fonctionne jusqu'à ce qu'il ne contienne plus de propergol. En fin de parcours propulsé, il n'y plus d'étages et donc plus de missile balistique.
 
===Séparer les étages pendant le vol===
C'est ce que montre le schéma ci-contre qui présente la « vie » du missile balistique tout au long de son vol qui dure environ, on l'a dit, trois minutes pour les très longue portée, une minute et demie à deux minutes pour les portées intermédiaires et autour d'une minute pour les courtes portées. À la fin de ces quelques minutes il n'y a plus qu'une arme (ou des armes) dans l'espace.
[[File:Missile balistique 4.pdf|left|550px]]
 
Ligne 183 :
 
===Portées===
Par ailleurs il existe deux angles de tir (à gauche ci-dessous) qui, pour une même vitesse, permettent d’atteindre d’une part un point le plus lointain possible, à la distance maximum de tir donc, et d’autre part un point le plus proche. La portée de l'arme se situe entre ces deux extrêmes. Le point le plus proche n’est pas à une distance nulle. En effet la trajectoire qui doit être une ellipse interdit - pour qu’elle soit réalisable - une distance de tir extrêmement proche du point où l’arme été lancée [[File:Missile balistique 24.png|left|300px]].
[[File:Missile balistique 1.pdf|right|650px]]
 
Ligne 191 :
 
Un missile dit de très longue portée fournit à l'arme une vitesse au lancement un peu inférieure à la vitesse de satellisation qui lui donne une portée allant dede1000 {{unité/2|1000|à=10000 10.000|km}} avec la même vitesse à l’arrivée dans l’atmosphère, soit {{unité|7|km/s}} ou {{unité|25000|km}}25.200km/h ou encore Mach 20 (chiffres approximatifs, figure 1). Même après le freinage dû au parcours atmosphérique (10 secondes environ, voir plus bas) la vitesse de l'arme alors qu'elle va exploser interdit à tout missile de défense anti-aérienne quel qu’il soit de l’intercepter et de la détruire<ref group="note">Les missiles tactiques destinés à la destruction des avions (vitesse d’environ Mach 2) peuvent être améliorés pour détruire des cibles plus rapides (Mach 3 à 4) qui correspondent aux vitesses fournies par les missile balistiques lents. Dans l’état actuel de la technologie ils sont incapables de détruire une arme de vitesse bien plus grande lancée par un missile balistique abouti (voir plus bas : défense anti missiles balistiques)</ref>. Un tel missile balistique est un outil militaire redoutable.