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DECOLLAGE DE LA FUSEE ARIANE

La propulsion de la fusée Ariane 5 est assurée par :

  • Un étage principal cryotechnique (EPC) constitué du moteur Vulcain, de puissance transmise à la fusée de l’ordre de 10 MW en moyenne au cours des deux premières secondes du décollage
  • Deux boosters (étages d’accélération à poudre EAP) qui contribuent à environ 90 % de la puissance to-tale transmise à la fusée au début du décollage.
Le but de cet exercice est de vérifier certaines des caractéristiques de la fusée Ariane 5 à partir d’une chrono-photographie de son décollage.

Données :

  • Intensité de la pesanteur : g=9,8ms2
  • Débit massique d’éjection de gaz du moteur Vulcain : 270kgs1
  • Débit massique d’éjection de gaz de chaque booster : 1,8103kgs1
  • Caractéristiques des différentes fusées Ariane :

Pour faciliter les mesures, les différentes images de la fusée ont été décalées horizontalement les unes par rapport aux autres.
L’étude de cette chronophotographie donne les résultats suivants. L’axe vertical a pour origine la base de la fusée.

L’image 1 de la figure 2 précise l’endroit de la fusée qui sert à repérer son mouvement vertical. Son ordonnée sur l’axe des y est notée y1.

1. Estimation de la poussée

1.1. Calculer la masse des gaz éjectés pendant la durée de l’étude, soit 2,40 s. La comparer à la masse au décollage de la fusée. Commenter.

On considère dans la suite de l’exercice que la masse totale de la fusée est constante pendant la durée de l’étude.

1.2. Estimer, à l’aide de la figure 2, la valeur de y5. Détailler la démarche.

1.3. On donne en figure 4 le graphe représentant l’évolution de la vitesse de la fusée au cours ...

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