Difference between revisions of "Asparagus staging/fr"

Revision as of 07:45, 24 April 2014

Tous les moteurs consomment d'abord le carburant de S4, puis de S3, etc.

Le montage en asperge (asparagus staging) est une méthode hautement efficace de conception de fusée. Cette technique est utilisée sur le vaisseau Kerbal X, disponible par défaut.

Ceci est une traduction de la version anglaise par Mixoupe.

Concept

Séquen- ce de lance- ment de Kerbal X

L'idée est de créer une fusée composée de moteurs (et de réservoirs) montés en parallèle. Tous les moteurs s'allument en même temps. Le truc, cependant, c'est que chaque moteur n'est pas seulement connecté à son propre réservoir, mais qu'ils forment une chapine, tous les moteurs consommant en priorité le carburant des réservoirs situés en bout de chaîne. Lorsque ces derniers sont vides, ils sont largués, ainsi que leur moteur, et les réservoirs suivants commencent à se vider. L'intérêt réside principalement dans le fait que lorsqu'un réservoir se vide, les réservoirs en amont dans la chaîne reste complètement pleins alors que tous les moteurs fonctionnent à plein régime depuis le lancement. Le résultat est que la fusée vole avec le nombre minimum de réservoirs nécessaires pour contenir le carburant, à chaque instant, tout en utilisant en permanence la puissance de tous les moteurs disponibles. De ce fait, lorsque vous larguez l'avant dernier, le réservoir central est encore plein à ras bord alors que son moteur fonctionne depuis le lancement.

Pour la conception pratique, on utilisera donc des conduites de carburants (Fuel Duct) pour connecter les étages dans l'ordre où ils seront largués. Ceci garantit que les moteurs utilisent toujours le carburant des réservoirs les plus éloignés.

Le montage en asperge est principalement utilisé au décollage pour mettre en orbite de lourdes charges utiles pour les missions munaires ou plus éloignées. Elle peut aussi être utile pour lancer une station spatiale. Dans tous les cas, ce montage sera moins coûteux en carburant qu'un autre, et nécessitera moins de moteurs/boosters.

Désavantages

Vue plongeante d'un vaisseau utilisant massivement le montage en asperge

Le plus grand désavantage de cette technique réside dans sa difficulté de conception. En effet, on ne peut pas exploiter à fond l'outil de symétrie. On peut soit monter les pièces en miroir (deux par deux), soit les monter toutes en même temps (pour plus d'équilibre) et puis réarranger les étages (attention aux erreurs, larguer le mauvais réservoir serait catastrophique). Si tous les moteurs ne sont pas au même niveau, cela va produire un moment de torsion qui fera vriller la fusée. Les conduites de carburant devront, quant à elles, toujours être placées une par une (allez, deux par deux pour les bons !).

Pour les lourdes charges utiles, il est nécessaire de placer beaucoup d'étages, ce qui entraîne la présence d'un grand nombre de pièces et il faudra utiliser des barres de renfort. Toutefois, une fusée qui n'utilise pas le montage en asperge contiendra plus de pièce parce que son efficacité sera moindre. Le nombre de pièces peut être réduit en utilisant des réservoirs de grande taille et des moteurs puissants, ce qui garantit une performance égale, une plus grande stabilité et une meilleure esthétique.

Un autre désavantage est la perte de réalisme. En effet, ce montage n'est pas possible dans le monde réel car le carburant ne peut pas voyager d'un réservoir à l'autre aussi rapidement que ce que cette technique demande. L'esthétique de l'ensemble est également discutable, surtout lors de présence de multiples couches.

La fusée a souvent tendance à être instable en roulis (vriller), ce qui peut entraîner la perte de contrôle des fusées mal conçues ou trop massives. Chaque séparation s'accompagne également d'une perte de poussée accompagnée d'une faible perte de masse (contrairement à d'autres méthodes), ce qui peut provoquer d'importantes pertes de vitesse et réduire l'efficacité du lanceur.

Traînée

Les fusées en asperges sont plus larges que les fusées à étages verticaux et leur traînée serait plus importante. Mais comme dans KSB la traînée est fonction de la masse et pas de la surface de la section horizontale, cette méthode ne génère pas plus de traînée qu'un vaisseau de même masse utilisant une autre méthode. Cependant, il est probable que cela change dans le futur.

Applications dans le monde réel

Le montage en asperge n'est utilisé pour le moment que dans Kerbal Space Program. Cependant, le Falcon Heavy, en cours de développement par SpaceX, utilisera une technique assez semblable (le Cross-feeding) avec un seul étage. Le problème de l'asperge est toujours de transporter le carburant assez rapidement. Ajouter des pompes entre les étages devient compliqué et réduit l'efficacité. Un autre obstacle important sont les pertes de charge (perte de pression) entraînées par la présences de tuyaux et de pompes supplémentaires.

En 1947, Mikhaïl Tikhonarov développa une technique similaire appelée packet rocket qui mena au développement de la fusée R-7 Semiorka, précurseur de la famille de lanceurs R-7. Mais ces fusées n'utilisèresnt jamais la configuration packet rocket/asperge.

Origine du nom

Le nom d'asperge viendrait du fait que la forme de la fusée rappellerait celle d'une botte d'asperge. Néanmoins, ce terme (et son équivalant anglophone) n'a pas été inventé par les utilisateurs de Kerbal Space Program. On le retrouve en 1997 sous l'appellation Asparagus-Stalk Booster dans le livre Orbital Mechanics: Theory and Applications de l'ingénieur en aérospatiale Tom Logsdon.