La poussée est la force qui déplace tout aéronef dans l’air. La poussée est générée par le système de propulsion de l’avion. Les différents systèmes de propulsion développent la poussée de manière indifférente, mais toute poussée est générée par une certaine application de la troisième loi du mouvement de Newton. Dans tout système de propulsion, un fluide de travail est accéléré par le système et la réaction à cette accélération produit une force sur le système. Une dérivation générale de l’équation de la poussée montre que la quantité de poussée générée dépend du débit de masse à travers le moteur et de la vitesse de sortie du gaz.
Pendant et après la Seconde Guerre mondiale, un certain nombre d’avions propulsés par fusée ont été construits pour explorer le vol à grande vitesse.Le X-1A, utilisé pour franchir le « mur du son », et le X-15 étaient des avions propulsés par fusée. Dans un moteur-fusée, le carburant et une source d’oxygène, appelée oxydant, sont mélangés et explosent dans une chambre de combustion. La combustion produit des gaz d’échappement chauds qui passent dans une tuyère pour accélérer le flux et produire la poussée.Pour une fusée, le gaz accéléré, ou fluide de travail, est le gaz d’échappement chaud produit pendant la combustion.C’est un fluide de travail différent de celui que l’on trouve dans un moteur à turbine ou un avion à hélice.Les moteurs à turbine et les hélices utilisent l’air de l’atmosphère comme fluide de travail, mais les fusées utilisent les gaz d’échappement de la combustion.Dans l’espace extra-atmosphérique, il n’y a pas d’atmosphère, donc les turbines et les hélices ne peuvent pas y fonctionner.Cela explique pourquoi une fusée fonctionne dans l’espace, mais qu’un moteur à turbine ou une hélice ne fonctionne pas.
Il existe deux catégories principales de moteurs de fusée ; les fusées liquides et les fusées solides. Dans une fusée liquide, les propergols, le carburant et l’oxydant, sont stockés séparément sous forme liquide et sont pompés dans la chambre de combustion de la tuyère où la combustion se produit. Dans une fusée solide, les propergols sont mélangés et emballés dans un cylindre solide. Dans des conditions de température normales, les propergols ne brûlent pas, mais ils brûlent lorsqu’ils sont exposés à une source de chaleur fournie par un allumeur.Une fois que la combustion commence, elle se poursuit jusqu’à ce que tout le propergol soit épuisé.Avec une fusée liquide, vous pouvez arrêter la poussée en coupant le flux de propergols, mais avec une fusée solide, vous devez détruire l’enveloppe pour arrêter le moteur. Les fusées à liquide ont tendance à être plus lourdes et plus complexes en raison des pompes et des réservoirs de stockage. Les propergols sont chargés dans la fusée juste avant le lancement.Une fusée solide est beaucoup plus facile à manipuler et peut rester en place pendant des années avant d’être mise à feu.
Sur cette diapositive, nous montrons une photo d’un avion à moteur-fusée X-15 en haut à gauche et une photo d’un test de moteur-fusée en bas à droite. Pour l’image de droite, nous ne voyons que l’extérieur de la tuyère de la fusée, avec le gaz chaud sortant par le bas. Le X-15 était propulsé par un moteur de fusée à liquide et transportait un seul pilote à une hauteur de plus de 60 miles au-dessus de la terre. Le X-15 a volé à plus de six fois la vitesse du son il y a près de 40 ans. Le record de vitesse pour un avion piloté n’est dépassé aujourd’hui que par la navette spatiale. Le record d’altitude n’est dépassé aujourd’hui que par la navette spatiale et le récent Space Ship 1, qui utilisait également la propulsion par fusée.
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