Tuyère

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Tuyère de la fusée V2.

Une tuyère ou tuyère propulsive, dans le domaine de l'astronautique, est un conduit (appelé aussi divergent) de section conique (fusées de feu d'artifice) ou oblongue (tuyères de missiles, et lanceurs), placé à la sortie d'un propulseur et qui sert à transformer en énergie cinétique l'énergie des gaz de combustion [1].

Schéma d'une tuyère montrant la conversion de pression et température du gaz éjecté en vitesse dans une tuyère de Laval.

Historique[modifier | modifier le code]

Gustaf de Laval construisit en 1887 une petite machine à vapeur pour prouver que de tels appareils peuvent être fabriqués dans de semblables dimensions, et en 1890 il développe une tuyère permettant d'augmenter la vitesse de la vapeur entrant dans la turbine. On la connaît de nos jours sous le nom de tuyère de Laval et elle présente une importance particulière dans la conception des fusées.

Fonctionnement[modifier | modifier le code]

La tuyère contribue à la force propulsive ou force de réaction (générée par la détente des gaz chauds la température et la pression diminuant au bénéfice de la vitesse des gaz). Dans les fusées à poudre, la section du col régule la combustion du bloc de « carburant solide ». Le col de la tuyère doit être assez large pour que les gaz de combustion s'échappent en créant de la poussée mais suffisamment étroit pour que tout le matériau combustible (et explosif) ne se consume pas en une seule explosion.

Les gaz de combustion sont canalisés à leur sortie de la chambre de combustion dans le divergent de la tuyère. Dans le cas des tuyères de fusées, fonctionnant à de très hautes températures, ce divergent doit être refroidi à cause de la chaleur dégagée par les gaz incandescents. On utilise à cet effet du gaz liquéfié véhiculé dans de minces canalisations.

Une tuyère orientable est une tuyère articulée autour d'un ou deux axes et permettant d'orienter l'axe de poussée. Le terme correspondant en anglais est swivelling nozzle.

Structure[modifier | modifier le code]

Une tuyère se décompose en trois zones :

  • le convergent
  • le col où le diamètre de section est minimum
  • le divergent

Toute la force propulsive d'une fusée s'applique sur la tuyère, ce qui génère des contraintes mécaniques maximum au niveau du col. De façon imagée, on peut dire que tout le poids de la fusée (pouvant atteindre plusieurs centaines de tonnes) repose uniquement sur le col de la tuyère.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. « Tuyère », sur www.futura-sciences.com (consulté le 26/09/2014)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

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