Bonjour. voilà je me présente tout d'abord, alex, élève de Term-S spé maths en quête d'infos pour son TPE. Nous sommes deux dans notre groupe et l'aérodynamisme nous tenterait bien ainsi que tout ce qui touche aux forces et structures solides. C'est pourquoi nous avons pour le moment trouvé comment début de problématique le sujet suivant : " sous quelles conditions peut-on envoyer un obus dans l'espace ? " ( Obus = masse possédant juste son énergie cinétique après la mise à feu du canon, donc différent d'une fusée ). Nous recherchons donc tous les renseignements, conseils et contacts pouvant nous orienter ou nous aider dans notre quête qui s'annonce déjà laborieuse ( tenir compte de la rotation de l'obus, de l'énergie du coup de départ, de la déformation de sa tête, de la raréfaction de l'air en altitude, des variations de température dans les différentes couches de l'atmosphère... ) bref pas mal de bons moments en perspective. A bon entendeur.  
Merci d'avance.

Bonne chance, tu en aura besoin

 
-- Il y a une limitation thermodynamique fondamentale pour un canon classique : la vitesse d'expansion des gaz d'un explosif chimique ne peut dépasser 10 km/s. Et le projectile n'emprunte qu'une fraction de cette vitesse.
 
Il existe un système de canon à hélium : un palet propulsé par un explosif classique comprime de l'hélium dans un piston et celui ci à son tours propulse un projectil. On arrive à des vitesse de sortie de tube de 8 km/s.
 
C'est pas encore ça...
 
Et pour l'instant il n'y a rien d'autre.
 
Bon, en imaginant quand même réglé le pb de la vitesse d'éjection il faut imaginer la conservation de cette vitesse dans un fluide comme l'air, sachant qu'au niveau de frottement atteint, la trainée (résistance au mvt) est en v² et qu'on ne peut plus négliger les réactions chimiques entre les composant de l'air aux températures atteintes (pls milliers de degrés).  
 
Les pertesà prévoir dues aux frottements fluides sont donc monstrueuses. Il faut donc un corps pourvu d'une impulsion maxi (p=mv) pour conserver suffisemment de vitesse en fin de trajectoire pour se satteliser. Mais d'autre part il serait souhaitable d'avor une vitesse minimale, puisque les frottements sont en v² => pour conserver mv élevé il faut prévoir une masse importante et bien sûr d'une section transversale minimale pour minimiser la prise à l'air. Soit : un obus très fin, très long en matériaux très dense (mais non inflammable, vu les température atteinte donc pas d'uranium appauvri).
 
 
a+
==

lancé du sol, il faut au minimum un canon électrique, les canons à poudre n'ont pas de vitesse d'éjection du gaz suffisante, même étagés, vu la perte d'énergie dans l'atmosphère  
ceci pour un objet lancé du sol
renseigne-toi sur la vitesse de libération, la vitesse des gaz des produits détonant genre poudres, le cx... et le principe du canon électrique
 
hé merde

Mmmf pour ce qui est des canons classiques à poudre je crois déjà que l'on peut les exclure vu leur faible puissance. D'autre part pour augmenter la vitesse initiale de l'objet j'ai pensé à adopter un obus du type obus à sabot qui libère un noyau extrèmement dur de quelques dizaines de millimètres de diamètre alors que l'obus dans la culasse avait un diamètre beaucoup plus important( donc culasse plus importante donc V de gaz augmenté, donc vitesse de sortie de bouche augmentée). Je ne me suis pas encore renseigné sur les canons électriques mais j'ai un peu étudié les projets HARP us et le "canon de Saddam" irakien. La puissance initiale de départ pour le projet harp est fournie par le gaz le plus basique qui soit : l'hydrogène mais comprimé à des pressions folles. Celui-ci est enflammé dans une culasse étanche qui par calorimétrie va chauffer une autre masse d'hydrogène voisine. C'est ce volume d'hydrogène qui va expulser l'obus par dilatation extrrèmement rapide, le gaz s'enflammant ensuite au contact de l'atmosphère.  
Et pour ce qui est de la résistance aux vitesses extrèmes un site indiquait qu'il fallait envisager un bouclier thermique sur la face avant de l'obus, mais alors à ce moment là le profil laminaire de l'obus est diminué et sa résistance à l'air fortement augmentée...?
 
Voilà les recherches continuent avec la première mise en équation de la variation de la pression de l'air en fonction de l'atmosphère. IL ne reste plus que 97% du sujet à faire !  

Es-tu ressortissant d'un pays sous embargo des Etats-Unis d'Amérique pour vouloir obtenir ce genre d'information sensible?  
 
 
Il y a une association américaine très active dans le domaine du spatial, je vais essayer de retrouver trace.

 
Euh si l'on considère que le monde entier est sous domination US... et bien la France est un pays sous embargo alors. J'ai trouvé un canon électrique qui fonctionnerait comme un solénoïde mais il ne permet qu'une accélération de 2600 m/s alors qu'un canon classique atteint les 1800... http://www.cite-sciences.fr/actu/n [...] chos4.html

les canons à poudre peuvent être très puissants, c'est juste une question de dimension
la question ici est que les gaz ne sont pas assez rapides, parce que trop lourds, leur inertie est génante
d'où l'idée d'utiliser un gaz léger, le plus léger, l'hydrogène
mais ça ne suffira pas...
t'as regardé la vitesse de mise en orbite et l'altitude?
du coté du projectile, un projectile réduit sur sabot, léger, n'améliore pas la vitesse maximale, limitée par le procédé, juste ça améliore l'accélération au départ (diminue la longueur du tube nécessaire), le projectile ralentissant peu le gaz propulseur
pas besoin qu'il soit extrèmement dur, à moins de vouloir transpercer un satellite...
par contre extrèmement résistant à la chaleur, oui, vu la vitesse donc l'échauffement, mais une céramique devrait tenir, vu le peu de temps de la traversée de l'atmosphère
ou au moins un bouclier thermique en céramique protégeant un projectile très léger (en forme de goutte d'eau très allongée
 
à vue de nez, une fois une forme optimale définie, il faudra calculer l'énergie pour sattelliser un objet d'un poids à déterminer, et vu la vitesse minimale d'arrivée, il faudra une très grosse masse de départ (pour limiter la vitesse de départ), tu risques d'avoir une surprise (la masse étant au cube selon la dimension)
tu vas pouvoir t'amuser avec qlq courbes mathématiques sympatiques...  
 
je suis intéressé par le résultat, mets le topic à jour de temps en temps

 
Enfin 1800 m/s au maximum, 2600 m/s c'est deja pas mal surtout qu'il y a certainement moyen d'améliorer tout ca.
 
http://cyberinfo.mulhouse.cci.fr/G [...] enDocument
 
Apparemment il faut plutot parler de lanceurs elctromagnétiques plutot que de canon electrique
 
 
- En mai 1943 l'ingénieur Otto Muck proposa un "canon" employant l'énergie électro-magnétique - reprise d'idées remontant au début du siècle - au lieu de poudre pour le lancement : long obus de 150 mm pesant 200 kg. Il prétendait pouvoir obtenir une portée de 250 km par Vo de 1800 m/s, avec cadence de tir de 12 coups à la minute. L'engin, nécessitant une galerie d'une centaine de m de long, n'aurait pu être pointé mais grâce à la dispersion aurait bien convenu pour un vaste objectif fixe : le Grand Londres. Un seul canon électrique équivaut à l'emploi quotidien de 2000 bombardiers. Ce nouveau moyen de combat à haute efficacité peut avoir des conséquences stratégiques décisives. ( Ecrivait Muck). Mais il demandait une source d'énergie électrique d'une puissance de 100 000 kW. C'était la vieille idée du canon à solénoïde, améliorée par l'emploi de matériaux plus modernes. La proche sortie des V1 et V2 fit refuser le projet, comme intéressant, mais loin d'être au point et demandant des dépenses colossales pour obtenir - peut-être - un résultat pratique.( A partir des années 1970 - en U.R.S.S. - et 1980 - aux U.S.A. - cette question du canon électrique fut reprise. Des vitesses initiales de 8 000 m/s auraient été obtenues, mais pour des fléchettes de quelques grammes. Une difficulté majeure est celle de l'usure des rails-guides et porteurs du courant dont le circuit est "fermé" par le projectile. Au moment où nous écrivons, mars 1994, ces études sont en sommeil
 
Source : http://www.stratisc.org/act/bru/ac [...] e_116.html
 
8000 m/s c'est deja beaucoup mieux mais bon juste avec une fléchette Comme le projet Franco-Allemand en fait.
 
Hopla un peu plus d'infos sur le projet de l'institut Franco-Allemand St Louis sur le canon elctromagnétique :
http://www.isl.tm.fr/fr/scientif/pages/d4/d4_f_ae.html
 

 
Petite interview d'un des membres du projet en 2001 :
http://archives.arte-tv.com/hebdo/ [...] ujet2.html

Un lien sur le projet de canon HARP
http://www-istp.gsfc.nasa.gov/stargaze/FSHARP.htm

Tout d'abord, il faut répondre à la question "quelle vitesse faut-il atteindre".
Généralement, on considère une vitesse mini de 7500 m/s à 80 km d'altitude pour entrer sur une trajectoire elliptique basse. Il faut ensuite ajouter les pertes diverses et variées, qui sont de l'ordre de 2000 m/s pour une trajectoire de fusée type ariane IV. Les pertes par frottement seront beaucoup plus importantes mais ils n'y aura pas de pertes par incidence, donc disont qu'il faut une vitesse initiale de 9500 m/s.
Comme cela a déja été dit, il faut oublier le principe de combustion d'une poudre, la vitesse d'expansion des gaz ne permet pas d'accélérer assez un projectile (la Vo actuelle maximale d'un obus flèche est de l'ordre de 1850 m/s et pour aller plus vite il faut développer de nouvelles poudres). Une combustion étagée ne permet pas de gagner grand chose, et l'utilisation de gaz plus légers (hélium ou hydrogène) ne permettra pas un grand pas en avant. Ce qui marcherais le mieux serait de l'hydrogène chauffé par une source extérieure (genre centrale nucléaire) jusqu'à 4000 K.
Si on ne dispose pas d'une centrale nucléaire, un dispositif type RAMAC doit pouvoir nous permettre d'atteindre 8000 m/s, peut être plus, mais il faut régler le problème de l'érosion du projectile dans le tube (problèmes général que l'on retrouve pour tous les canons). A titre indicatif, un projectile de 200 g en magnésium (ok, c'etait pas une bonne idée de prendre du magnésium, mais il fallait un truc peu dense) ne fait plus que 115 g à la sortie d'un canon, et pour une vitesse de "seulement" 2400 m/s...
 
M.

 
   je cherche...

la densité du magnésium?  
Masse volumique  1,74 g.cm -3 à 20 °C
Température de Fusion  650 °C
Température d' ébullition  1107 °C
Numéro atomique   12  
Masse atomique  24,305 g.mol -1

jsais pas si ca a deja été dit, mais il est impossible de satellisé quoi que ce soit avec un canon, en effet il faudrait monter le canon a 200km de haut et tiré a l'horizontale. Un canon au sol ne peut rien satellisé, l'obus aura soit une trajectoire balistique percutant la terre, soit avec assez de puissance il quittera la terre.
 
Ensuite en effet les frottements atmospheriques rendent impossible l'envoi de qquechose, si le but est de garder ce qqchose a peu pres intact. Pour une sortir au niveau du canon a 10km/s tout crame. Sans parler de l'accélération encaissé par la charge. Bref a part un obus en metal y a pas grand chose qui peut résisté

en principe oui, mais ça dépend de l'angle de tir, de la direction, et de la vitesse, il me semble bien qu'il y a une possibilité théorique (si on ne parle pas d'une orbite bien circulaire)
il y a moyen de jouer avec le déplacement de la terre et sa rotation
 

il ne parle pas d'une charge "active", un boulet c'est très bien. un obus en métal, protégé d'une enveloppe en céramique...

Jules Verne peut peut etre un peu t'aider...

 
 
Ce que je voulais dire par là c'est que c'est un des métaux les moins dense  

voila mon sujet sur les minis  canons vient d' être fermé mais pour vous aider j' ai ça : http://www.sgm.nl/video/melkbus2.wmv
je sais pas comment ca marche mais c puissant.
http://www.gieterveen.com/archief/ [...] 0veen3.avi

elles sont où les supers canons?  

Le but primaire recherché n'est pas vraiment de satelliser l'obus, mais bien pour le moment de trouver sa forme, sa composition et tout la tralala pour lui faire quitter notre bonne vieille Terre et sa satanée atmosphère (enfin heureusement qu'elle est là quand même). Donc tous les problèmes d'ellipses et tout çà...  
Pour ce qui est d'éjecter un gaz par l'avant de l'obus pour améliorer sa pénétration dans l'air ( pas d'amalgames surtout, j'ai bien dit gaz) la force de réaction créée par l'éjection des gaz sur notre système lui ferait perdre légèrement de la vitesse il me semble.  
Notre prof nous a proposé de placer notre canon en altitude disons à flanc de montagne pour rencontrer une densité de molécules d'air plus faible, et dons moins de frottements. Mais bon faire parvenir de l'hydrogène à 4000 K à 3000 mètres

je verrais bien plus un canon a acceleration electromagnetique pour ca. Il me semble que le prototype francoallemant(destiné au futur char) avait accéléré 1kg a 8km/s. Pour les applications militaire le but est d'accéléré un obus de 8kg a 2.6kms
donc a priori cet technologie fonctionne deja pour envoyer 1kg dans l'espace

vitesse de libération de la terre > 10km/s, donc ratai
 
en plus dans la mesure ou c'est un projectile classique il ne va surement pas conserver sa V0 au cours de son ascenssion (sp?)

ouais enfin c'etait y 2 ans ce que je dit, depuis ils ont surement amélioré encore leur engin

- si c'est pas pour le satelliser, faudra définir le "quitter la terre et son atmosphère", parce qu'elle ne se "termine" jamais
- forme : recherche sur le cx (coefficient aérodynamique)
- composition : plus léger = plus facile à accélérer (mais t'es pas limité par les aspects pratiques), plus lourd = garde plus facilement son énergie. comme il faut un faible scx (surface x cx), il faudra du dense. et vu l'érosion, pas de l'uranium (toxique, puisque jamais pur, voir les obus ricains en serbie et guerre du golfe 1)

Edit: comme hpdp, si faire quitter l'atmosphère c'est pas au minimum une satellisation c'est quoi? (d'après la wikipedia, la couche externe de l'atmosphère se termine à 50000km au dessus de nous donc bon )
Si ca ne tient pas au niveau de la vitesse de libération (qui est quand même le but à long terme, parce que si tu ne l'atteint pas ton obus se casse la gueule très vite et c'est pas super utile) l'argument de la perte de vitesse au cours de la montée tient quand même

Snif ==> "On peut ainsi considérer que l'épaisseur de l'enveloppe atmosphérique ne va pratiquement pas au-delà de 1 500 km, ce qui dépasse tout de même de très loin la pellicule d'air où se situent la grande majorité des phénomènes météorologiques, lesquels restent enserrés dans la troposphère et la basse stratosphère. Cependant, la décroissance rapide de la pression atmosphérique avec l'altitude a pour conséquence que les neuf dixièmes de la masse de l'atmosphère se situent en dessous de 16 km d'altitude, et les quatre-vingt-dix-neuf centièmes en dessous de 30 km "
http://www.meteo.fr/meteonet/decou [...] rieux.htm#
1500 km donc... mais étant donné que l'air et la gravité se raréfient énormément dans la haute atmosphere, il suffit que notre obus ait conservé un minimum de vitesse au sortit de la stratosphère (50km) pour qu'il puisse ensuite ne pas retomber sur Terre... Je me trompe ou pas?
 
Et d'après ceci http://media4.obspm.fr/public/IUFM [...] 4_2_3.html Il faut donc non plus 10 km/s mais bien 13 km/s, enfin bon ceci n'est qu'une variable, on peut encore amplement modifier les limites du sujet.

google : vitesse de libération

Justement à propos de cette vitesse de libération, nous l'avons calculée à partir du rayon terresttre, de la gravité au point de lancement et nous avons trouvé 11 260 km/s avec G = 9.81
mais le problème est de trouver la démonstration mathématqiue qui aboutit à la formule générale du type V(lib) = Racine de G*r avec r = rayon de la Terre...
Help... I need somedy help...  

J'ai pas le temps de lire tout ce qui a déjà été dit, et je sais pas si tu es peut-être déjà au courant mais les super canons qui permatteraient d'envoyer des objets dans l'espace furent étudiés il y un certains temps : il y avait eu des test etc.. Mais l'idée fut abandonnée car l'objet ainsi mis sur orbite subirait une acceleration beaucoup trop important.

Y'avait pas aussi je sais plus quel projet dement de propulser un projectile spatial en faisant exploser au fur et a mesure de petites bombes H? La Nuclear Pulse Propulsion que ca s'appelle.
Y'a un site connexe: http://www.quilt.com/Orion/orion.html
A+,

Il n'a pas un canon surpuissant le Metal Gear?
 

on est pas sur le topic supercavitation ici

     
A+,

la grosse bertha

 
Pour une démo simple du calcul de v_lib va voir ici :
http://semsci.u-strasbg.fr/vitlib.htm