Projet de modélisation

Bonjour à tous,

Suite à ma présentation, voici la raison de ma venue

A l'instar de Romain.R qui avait fait un post il y a quelques temps sur ce même sous-forum, je dois valider mon projet de travaux d'initiative personnelle encadré (TIPE).

Mon projet étant le suivant:
A partir de la prise de mesure de la force exercée par un moteur Estes D12-0 au cours du temps, je cherche à modéliser le vol d'une fusée de modélisme et si possible d'aller jusqu'à dimensionner la taille d'un EAP d'Ariane 5 afin de correspondre à un vol commercial (càd 70 km d'altitude en 2 minutes 10 si je me trompe pas)

Soit.
La prise de mesure étant faite, j'ai fait mes premières simulations du booster seul : ce qui donne des résultats pas trop absurdes par rapport aux résultats de OpenRocket.

Cependant, pour la partie modélisation du vol d'une fusée de modélisme, j'aimerai avoir un peu de Data, afin de pouvoir confronter mon modèle à la pratique et à OpenRocket.

Ainsi je viens à vous pour avoir un peu de votre expérience...

Si vous le voulez bien, alors, voici ce qui m'intéresserait :
- si vous utilisez la gamme D12 de chez Estes, quelles caractéristiques vous avez lors du lancement ? (masse, taille, longueur, rayon...)
- Pour un premier jet j'ai simulé avec une masse de 200g, une longueur de 60 cm et un rayon de 3cm pour un cx de 0.1 (approximations trouvées sur Wikipédia), cela vous choque-t-il ?

- à quelle altitude estimez-vous l'apogée de vos vols ? Pour ces vols, quel est le temps de poussée de vos lanceurs ? Quels sont les lanceurs utilisés ? (afin que je puisse voir si un des moteurs a le même profil que le D12)

- pour ceux qui vont vraiment dans le détail technique: auriez vous une estimation du cx (coefficient de trainée) d'une fusée de modélisme ?


Voilà, c'est à peu près ce qui me vient en tête pour l'instant.

Merci d'avance pour vos réponses.

Je vous souhaite une bonne continuation, et bon vol !

PS: comme évoqué dans ma présentation, je n'ai jamais fait d'astromodélisme, je vous prie de m'excuser pour toutes les imprécisions...

bonjour Corentin, beau projet pour ton TIPE. Avant de répondre à toutes tes questions, j'aimerais reprendre quelques points avec toi et avoir quelques précisions:
si j'ai bien compris, tu ne veux faire une simulation que pour 1 seul booster d'ariane 5?
ou est-ce que tu veux lancer une ariane 5 complète avec ses 2 boosters?
perso, je n'utilise pas le D12, mais les D9 de chez Klima, qui ont une poussée plus longue.
https://www.raketenmodellbau-klima.de/Raketenmodellbau/Motoren-Treibsaetze.htm?shop=raketenklima&SessionId=&a=catalog&t=23&c=712&p=712
ensuite, pour la coiffe de la fusée, veux-tu utiliser la même que pour les EAP ou veux-tu en modéliser d'autres pour ton projet?
en astromodélisme, nous avons besoin de mettre des ailerons sur nos fusées, pour la stabilité de celles-ci, quand est-il pour ton projet?
pour ce qui est de la simulation de nos vols, nous utilisons Openrocket ou Rocksim, donc si tu me donne suffisamment d'info, sur ton projet, je pourrai te préparer quelques exemples de simulation.

Bonjour Philippe,

Voici mes réponses à vos questions:

philippehuguenin a écrit:
si j'ai bien compris, tu ne veux faire une simulation que pour 1 seul booster d'ariane 5?
ou est-ce que tu veux lancer une ariane 5 complète avec ses 2 boosters?
[...]
ensuite, pour la coiffe de la fusée, veux-tu utiliser la même que pour les EAP ou veux-tu en modéliser d'autres pour ton projet?

Actuellement, j'ai pour idée (et je l'ai fait mais il faut que je peaufine un peu tout ça) de prendre les caractéristiques d'un vol Ariane 5 (le vol VA 247 pour être précis), les appliquer à mes résultats (donc je suppose, pour simplifier, que les 2 EAP + le moteur vulcain fournissent une poussée qui ont le même profil de poussée que le Estes D12)
Je regarde ce que cela donne au bout de 2 minutes 10 (altitude atteinte) et je compare aux résultats réels.

Dans l'idéal je voudrai essayer de trouver alors les caractéristiques pour un EAP afin d'avoir les mêmes résultats qu'Arianespace (en supposant que la poussée fournie par le Vulcain est négligeable devant les EAP, et que les 2 EAP fournissent la même poussée), ce qui me permettra de comparer à la réalité.

Le modèle est dans un premier temps vraiment simple, je ne considère même pas que la fusée prend de la vitesse horizontale, je ne prend que les frottements en régime turbulents...
Pour ce qui est de la coiffe je ne m'en suis pas préoccupé, j'ai trouvé sur un site universitaire un modèle d'évolution du Cx en fonction du Mach de la fusée.
Alors Ariane 5 est modélisée comme une fusée de rayon celui du corps et le diamètre d'un EAP (en gros: un gros single stage)

philippehuguenin a écrit:
perso, je n'utilise pas le D12, mais les D9 de chez Klima, qui ont une poussée plus longue.

Très bien, merci du renseignement

philippehuguenin a écrit:
en astromodélisme, nous avons besoin de mettre des ailerons sur nos fusées, pour la stabilité de celles-ci, quand est-il pour ton projet?
pour ce qui est de la simulation de nos vols, nous utilisons Openrocket ou Rocksim, donc si tu me donne suffisamment d'info, sur ton projet, je pourrai te préparer quelques exemples de simulation.

Je n'ai pas pris en compte l'histoire de stabilité du vol (qui sera évoqué dans les limites de mon modèle), j'ai juste considéré un cas idéal où le vol se déroule sans vent, la fusée ne prend que de la vitesse horizontale, il n'y a pas de parachute...
Donc pas besoin d'ailerons (que j'ai néanmoins mis dans mon modèle Openrocket)

J'ai vu et essayé OpenRocket, ce qui m'a permis de faire les premiers écarts entre mes résultats et ceux simulés. Cependant je voulais savoir justement quelle est la réalité pour les vols single stage en terme de masse, longueur de fusée, diamètre de la fusée, matériau... afin de m'approcher le plus possible de ce qui est fait et de ne pas prendre des valeurs un peu aléatoires comme actuellement


Quoi qu'il en soit, merci pour votre réponse et le temps accordé.

Salut Corentin,

Estes étant le fabricant historique (US) de microfusées et propulseurs à poudre noire nous avons tous utilisé ces moteurs pour nos lancements.
Je lance encore régulièrement des petits modèles avec.

Concernant ton projet, comme Philippe, j’aimerai savoir s’il est purement théorique ou tu comptes construire et faire voler une fusée à l’issue ?

Concernant ta question sur le coefficient de trainée  Cx ou Cd en anglais, il y a plusieurs facteurs qui impactent cette valeur dans  la conception de ta fusée comme la forme du cône, la base du fuselage, le profile des ailerons, les structures le long du fuselage (comme les bagues ou boutons de guidage sur un modèle réduit).

Les simulations sont assez proches de la réalité en terme de stabilité et d'apogée.
Pour tes tests tu peux également importer des modélisations en puisant dans les bibliothèques comme :

http://openrocket.distrib.free.fr/index.php?option=com_content&view=article&id=17&Itemid=15&lang=fr

Mais à ma connaissance il n’y a que RockSim qui te calcule le Cx/Cd. Hélas le logiciel (en anglais) est payant mais tu peux le tester gratuitement pendant 30j.

https://www.apogeerockets.com/RockSim/RockSim_Information

Enjoy.

Pascal

Bonjour Pascal,

Mon projet est purement théorique (pour l'instant, habitant à Paris et n'ayant pas de license, je ne peux pas lancer de fusée, mais je serai ravi de passer à la pratique plus tard !)

Effectivement j'ai bien conscience que le coefficient de trainée dépend d'une multitude de facteurs, d'autant plus qu'on ne peut le déterminer qu'expérimentalement...

Merci pour le lien de la bibliothèque et de RockSim.

Normalement les simulations sur OpenRocket suffiront... Surtout si elles sont proches de la réalité !

Merci pour ces informations !

Pour lancer des micro fusées tu n'as pas besoin de licence, il te faut lancer sur un terrain qui t'appartient ou avoir l'autorisation du proprietaire et respecter les regles de l'air.
Concernant ton projet c'est difficile de faire un parallele entre un vol de nos fusées de modelisme et une vraie.
En effet nous sommes obligé de les lancer à grande vitesse ( à la maniere d'une fleche) de maniere à ce qu'elles soient stable.
Le mieux serai de lire la these de Sampo qui est créateur d'OpenRocket
http://openrocket.info/documentation.html
Voir de lui envoyer un mail

Pour ce qui est de lancer des fusées c'est noté !

Et ce qui est dit par rapport à mon projet est l'idée de la conclusion de celui-ci: les problématiques rencontrées en astromodélismes ne sont pas les même que celles lors des lancements des lanceurs commerciaux... (à affiner mais c'est l'idée quoi)

J'ai eu l'occasion de faire un gros point avec mes professeurs, et il semblerai que tout soit bon pour conclure mon projet.

Je vous remercie tous pour vos réponses et vos conseils !

Je n'hésiterai pas à jeter un oeil à la thèse de Sampo, merci du lien.

Bonne soirée !

Excellent document sur le Cx d'une fusée

http://inter.action.free.fr/labo-aero/aero-experimentale/stabilite-capsules-spatiales/cx_fusees.pdf

En effet, fait par une personne de PLS ?
Je reconnais certains croquis, du déjà vu ...

Non pas de PLS, c'est le féru de fusée à eau sur le site GoMars

C'est presque une thèse son truc, notamment dans les méthodes de comparaison de la littérature existante donc il a reproduit des choses existantes