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LES FUSEES A EAU
Version 2.3
Avril 2010
Cahier Planète Sciences
La fusée à eauNote technique Planète SciencesVersion 2.3Page 2/69
Sommaire
Objectifs de ce document ........................................................................
. 5Présentation général ........................................................................
......... 5Pour débuter rapidement ........................................................................
.. 6Une fusée à eau, c'est quoi ? ........................................................................
............. 6Le matériel nécessaire ........................................................................
....................... 6Les matériaux nécessaires ........................................................................
................. 6Assemblage des différents éléments ........................................................................
. 6Dispositif élémentaire pour le gonflage ...................................................................... 8
Mise en place simple pour un lancement ................................................................... 9
La sécurité lors des lancements ........................................................................
....... 10Construction ........................................................................
......................................................... 10Essais ........................................................................
................................................................... 10Lancements ........................................................................
.......................................................... 10Organisation d'une campagne de lancements ......................................................... 11
La préparation ........................................................................
........................................................ 11La chronologie ........................................................................
....................................................... 11Pour approfondir ........................................................................
............. 12Principes régissant la fusée à eau ........................................................................
... 12La propulsion ........................................................................
......................................................... 12Considération sur l'aérodynamique ........................................................................
....................... 14Le vol ........................................................................
..................................................................... 17La stabilité ........................................................................
............................................................. 18L'atelier ........................................................................
.................................................................. 20Les matériaux ........................................................................
........................................................ 21Le corps de la fusée ........................................................................
........................................... 21Le cône ........................................................................
.............................................................. 21Les ailerons ........................................................................
........................................................ 21Le parachute ........................................................................
...................................................... 21Les adhésifs ........................................................................
....................................................... 21Construction ........................................................................
.......................................................... 22Traçage et découpe des bouteilles ........................................................................
.................... 22Corps simple ........................................................................
...................................................... 24Corps multi-bouteilles ........................................................................
........................................ 24Tuyère ........................................................................
................................................................ 26Empennage ........................................................................
........................................................ 28Cône ........................................................................
.................................................................. 34Les bases de lancement ........................................................................
.................. 36Les fonctions d'une base de lancement ........................................................................
................ 36Mise en pression ........................................................................
................................................ 36Maintien lors de la mise en pression ........................................................................
.................. 36Remplissage ........................................................................
...................................................... 36Guidage ........................................................................
............................................................. 36Quelques systèmes existants ........................................................................
................................ 36Mise en pression ........................................................................
................................................ 36Maintien lors de la mise en pression ........................................................................
................. 37Remplissage ........................................................................
...................................................... 40 La fusée à eauNote technique Planète SciencesVersion 2.3Page 3/69
Guidage
............................................................. 41Sécurité ........................................................................
.............................................................. 41Description de deux modèles simples de base de lancement ....................................................... 41
La rampe Planète Science ........................................................................
................................. 42Les plans d'ensemble : ........................................................................
................................... 42Nomenclature de la rampe ........................................................................
............................. 44Les systèmes de récupération ........................................................................
......... 50Le parachute posé sur la fusée ........................................................................
............................. 50Le volet aérodynamique ........................................................................
........................................ 51La minuterie mécanique ........................................................................
........................................ 54La minuterie électronique ........................................................................
...................................... 54Le planeur à ailes fixes ........................................................................
.......................................... 54Le planeur à ailes déployables ........................................................................
.............................. 55Les parachutes ........................................................................
...................................................... 58La mesure de l'altitude ........................................................................
..................... 59Pistes pour aller encore plus loin ........................................................... 62
Une fusée à deux régimes de propulsion ................................................................. 62
Fusées multi-réservoirs ........................................................................
.................... 63Fusées multi-étages ........................................................................
......................... 63Maquettes ........................................................................
......................................... 65Charge utile ........................................................................
...................................... 65Les fusées amateurs en France ............................................................. 66
Le partenariat CNES - Planète Sciences ................................................................. 66
Les activités aérospatiales de jeunes ...................................................................... 66
La microfusée ........................................................................
........................................................ 66La minifusée ........................................................................
.......................................................... 67Les fusées expérimentales ........................................................................
.................................... 67Démarche expérimentale ........................................................................
................. 68Principe de la démarche ........................................................................
........................................ 68Bibliographie ........................................................................
.................. 69Ouvrages ........................................................................
............................................................... 69Quelques sites Internet... ........................................................................
....................................... 69 La fusée à eauNote technique Planète SciencesVersion 2.3Page 4/69
Ce document a été écrit par un collectif bénévole du ré seau Planète Sciences La fusée à eauNote technique Planète SciencesVersion 2.3Page 5/69
Objectifs de ce document
autres possibilités de pratique après la fusée à eau ! pouvons sûrement faire quelque chose pour vous !Présentation général
Contrairementàsesconsoeurs(voirLes
fuséesamateursenFrancePage66),la modeste.Lafuséeàeauestcependant pratiquepourlamiseenplacedeladémarche expérimentale. manière,moinscontraignantepuisquesans etdecomprendrelesélémentsqui l'influencent.Lesperformancessontplutôtfaibles(une
réussite !)mais,decefait,ilestpossibledela lancersurundemiterraindefootsansaucun danger à la retombée ! engins,maisilnefautguèreplusdedeux et rendre opérationnel un véhicule simple.Maintenant,ilesttoujourspossiblede
perfectionnerlesenginscommenousle verronstoutaulongdecedocumentet atteindredesperformancesbeaucoupplus dedeuxheuresdetravailetunterrainplus grand).Dansquelquespays,desrassemblements
sontorganisésqui,chaqueannée, rassemblentdenombreuxpassionnéspourEtats-Unis(SciencesOlympiades),ouen
Grande-Bretagne(NPL).EnFrance,un
championnatdeFrancedeFuséesàeauest organisédepuis2002,maisdansuncadre scolaire (Lycées et Collèges).Aquandunfestivaldel'espace" aqueux »,
avec miniFO, FusexO ?Figure 1 : Décollage
La fusée à eauNote technique Planète SciencesVersion 2.3Page 6/69
Pour débuter rapidement
Une fusée à eau, c'est quoi ?
Brièvement, puisque tout ceci sera repris dans le chapitre " pour approfondir » page 10. l'arrière. ailerons. Le résultat est assez spectaculaire, surtout s'il y a un petit peu de vent.Le matériel nécessaire
Tout le matériel de base nécessaire à la construction d'une f usée à eau est simple à se procurer !Une pompe (un modèle à pied est conseillé pour le confort et, si possible, avec un manomètre) ; !Un cutter ; !Du ruban adhésif ; !De la colle néoprène. mise sous pression. Enfin, n'oubliez pas d'apporter toute votre imagination et de la b onne humeur !Les matériaux nécessaires
L'élémentvraimentindispensablepourconcevoirunefuséeàeauestsonréservoirprincipal :une bouteilleenPET(PolyÉthylèneTetraphtalate) !Necroyezpasquelacomplexitédunomengendre gazeuses convient parfaitement pour construire un véhicule hydropneum atique. plus"stable 1 conviendra.Assemblage des différents éléments
pourfixerdesaileronssurlecorpsdelafusée : coller et renforcer au ruban adhésif. nonpassurlabouteillequevousaurezremplie d'eauaupréalableetattendezunpeuavant d'appliquer : cela évitera de faire fondre, de principal.Figure2 :Mise enplacede l'empennage 1 disponible à Planète Sciences " le vol de la fusée ». La fusée à eauNote technique Planète SciencesVersion 2.3Page 7/69
bouteilles pour une même fusée. La partie centrale sert de jupe pour l'arrière de la fusée et p ermet une fixation simple des ailerons. parachute ne s'ouvrirait pas.Figure 3 : Une fusée complète
consisteàrecouvrirlesaileronsde" Rustol »(antirouille)etla adhésif.Figure 4 : fixation des ailerons sur la jupe
La fusée à eauNote technique Planète SciencesVersion 2.3Page 8/69
Dispositif élémentaire pour le gonflage
manière étanche 1 constitueront le système le plus élémentaire. 2 en caoutchouc utilisés en chimie ; certains sont déjà percés longitudinalement. Figure 7 : Dispositif de gonflage en place dans le goulot 1 Une colle à deux composants ou au néoprène convient parfaiteme nt 2Pierron
Figure 5 :Bouchon tronconique
avec adaptateurFigure 6 :Bouchon en liège La fusée à eauNote technique Planète SciencesVersion 2.3Page 9/69
Mise en place simple pour un lancement
Lesystèmeleplussimpleconsisteenlamise
lafuséederesterenpositionprochedela les ailerons efficaces. deviennesuffisantepourfairepartirle bouchon :lapressionesttelle,quelebouchon labouteille.Lemanomètredelapompevous permettradevousrendrecomptedela pressiondanslabouteille :onatteintsans atmosphérique (approximativement 5 bars) ! sivoustentezdepasserles5barsde peut se révéler dangereux.Figure 8 : Mise en pression
Figure 9 : Guidage élémentaire
La fusée à eauNote technique Planète SciencesVersion 2.3Page 10/69
La sécurité lors des lancements
d'être exhaustif. Dans tous les cas, le bon sens et la vigilance sont de rigueur. engins, ceux liés aux essais au sol et enfin ceux relatifs aux lancem ents.Construction
et méthode en respectant les consignes de sécurité données p ar les fabricants. lunettes de protection.Essais
est composé de deux bouteilles assemblées. projection de débris de plastique acérés. distance respectable de l'engin sous pression.Lancements
propice à la vigilance et à la sécurité. retombée aussi la vigilance est de mise. possible de vérifier l'absence de personnes (ou de biens) avant d'effectuer un lancement. tous les participants doivent être debout et doivent regarder la fusé e. manière (transport, stockage, réparation, etc...). tout le monde de la zone tant qu'un engin sous pression est sur le lance ur. y a du désordre et de l'agitation autour, il y a risque de chute ou de blessure avec des outils.Aussi soyez toujours très prudents.
PlanèteSciencesarédigéuneCharte :CHARTEDEPRATIQUEDEL'ACTIVITEFUSEEAEAUAU La fusée à eauNote technique Planète SciencesVersion 2.3Page 11/69
SEIN DU RESEAU PLANETE SCIENCES téléchargeable à l'adresse : e.cgi? cadre_pratique_fusees_h2o.pdf La lecture de ce document est plus que recommandé.Organisation d'une campagne de lancements
La préparation
l'improvisation. propriétaire du terrain (municipalité, agriculteur, particulier). (logistique, temps, assurance). assurerun" serviced'ordre »rigoureux,ainsiquelematériel(piquets,bandedechantier,plâtre) permettant de matérialiser les différentes zones de l'aire de lancement. même état qu'à l'arrivée, donc prévoir des sacs pou belle.quotesdbs_dbs47.pdfusesText_47[PDF] lors d'un tremblement de terre
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