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Présentation Stabilité - RCE1 novembre 2018La stabilité des fusées

2Présentation Stabilité - RCE1 novembre 2018Définir la stabilité

Stable :

Se dit d'un système qui, lorsqu'il est écarté de sa position d'équilibre, revient naturellement à celle-ci. Pendule : système stableBaton : système instable

3Présentation Stabilité - RCE1 novembre 2018Définir la stabilité

Pendule : système stableBaton : système instable

Stable :

Se dit d'un système qui, lorsqu'il est écarté de sa position d'équilibre, revient naturellement à celle-ci.

4Présentation Stabilité - RCE1 novembre 2018La stabilité des fusées

Principale cause de stabilitéPrincipales causes d'instabilitéPoussée du moteur

à l'arrièreVent

jamais parfaitement centrée ni homogènePression aérodynamique sur les ailerons

5Présentation Stabilité - RCE1 novembre 2018La théorie

CdG : Centre de Gravité

Barycentre des masses de la fusée,

ainsi que son centre de rotationCPA : Centre de Poussée Aéro

Résultante des forces aérodynamiques

qui s'appliquent sur la fuséeCPM : Centre de Poussée Moteur Sa position à l'arrière du centre de gravité rend la fusée naturellement instable md Distance entre le CdG et le CPADiamètre de référence de la fusée

Marge Statique : MS = m / d

→ Distance entre le CdG et le CPA, exprimé en diamètres de référence

Gradiant de portance : Cna

→ Intensité de la résultante des forces aéro appliquée au CPA, dépend principalement de la taille des ailerons

Couple de rappel : MS x Cna

→ Intensité avec laquelle la fusée va pivoter sur elle-même en réaction aux forces aéro

6Présentation Stabilité - RCE1 novembre 2018Vent météoVent vitesseExemple

1/ Perturbation : une bourrasque de vent s'engouffre

dans les ailerons et fait pivoter la fusée2/ Réaction : le vent relatif dû à la vitesse de la fusée appuie sur les ailerons et redresse la fusée3/ La fusée s'est stabilisée et continue sur sa trajectoire

Couple de rappel

7Présentation Stabilité - RCE1 novembre 2018Trois types de vol

Pas assez de poussée aérodynamique

pour contrer les perturbations : la trajectoire devient imprévisible et dangereuse.

Principales causes :

- Ailerons trop petits - Marge statique trop faible

Solutions :

- Agrandir ou abaisser les ailerons - Monter le centre de masseVOL INSTABLE

8Présentation Stabilité - RCE1 novembre 2018Trois types de vol

Trop de poussée aérodynamique, la

fusée sur-réagit aux perturbations : la trajectoire oscille de plus en plus et la fusée risque de se retourner.

Principales causes :

- Ailerons trop grands - Marge statique trop importante

Solutions :

- Réduire ou élever les ailerons - Abaisser le centre de masseVOL SURSTABLE

9Présentation Stabilité - RCE1 novembre 2018Trois types de vol

La fusée est équilibrée, la poussée

aérodynamique est suffisante pour contrer les perturbations mais pas trop importante pour déstabiliser le vol : la trajectoire est prévisible et sûre.

VOL STABLE

10Présentation Stabilité - RCE1 novembre 2018Les critères de stabilité : minif

1,5 < MS < 6

15 < Cna < 30

30 < MS x Cna < 100

Vitesse > 18m/s

10 < finesse < 20

→ Règle VL4 du cahier des chargesfinesse = longueur totale / diamètreen sortie de rampe

11Présentation Stabilité - RCE1 novembre 2018Les critères de stabilité : fusex

2 < MS < 6

15 < Cna < 40

40 < MS x Cna < 100

Vitesse > 20m/s

10 < finesse < 35

→ Règles STAB1 à STAB5 du cahier des chargesfinesse = longueur totale / diamètreen sortie de rampe

12Présentation Stabilité - RCE1 novembre 2018StabTraj

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