Notre fusée à eau

Notre Fusée

La fusée que nous avons fabriqué est composé de plusieurs parties distinctes:

La première partie du mécanisme est le système d'injection d'air.

Ce système est composé d'une pompe à pied, destinée l'origine à gonfler des pneus de camion. Par mesure de sécurité le tuyau destiné à amener l'air jusque dans la fusée a été rallongé jusqu'à atteindre 5 mètres de long. Ensuite afin d'empêcher l'eau présente dans les bouteilles d'être expulsée dans le tuyau par l'air sous pression, un raccord avec un bouchon à sens unique " Gardena" (ici en bleu) a été effectué juste en dessous de l'orifice de sortie de l'air.

La deuxième partie du mécanisme est la base de lancement.

La base de lancement est composée de deux planches de bois fixées entres elles pour atteindre une hauteur approximative de 25 cm. Deux trous ont été perforés afin de pouvoir encastrer le système d'injection d'air et la cordelette nécessaire au lancement.

La troisième partie est le " réacteur" de la fusée

Le réacteur de la fusée est composé de trois bouteilles formants le réservoir, fixées les unes aux autres avec du scotch et du joint étanche. Le système d'éjection de l'eau est formé par le bouchon d'une des trois bouteilles qui a été perforée afin d'y introduire une partie d'un bouchon de tuyau d'arrosage creuse.

Enfin la dernière partie de notre fusée concerne les ailerons.

Les ailerons sont faits en carton. Ils ont été rigidifié et impermeabilisé à l'aide de scotch plastique.

La quatrième partie est le système de pénétration dans l'air.

Le haut de la fusée est composé de deux bouteilles fixées entre elles et d'une ogive de type "hémisphère" c'est-à-dire avec un bout arrondi afin de stabiliser la trajectoire tout en ayant une pénétration dans l'air acceptable.Cette ogive a été créer avec une imprimante 3D, à la poudre. L'utilisation de la poudre est moins efficace sur une fusée à eau que la méthode utilisant du fil plastique car l'ogive en est plus lourde.

La construction de notre fusée a été scindée en deux étapes:

 

la première étape a été effectuée au lycée dans l'atelier que les professeurs de SICIT ont mis à notre disposition. Nous y avons construit le système d'éjection d'air ainsi qu'une partie du réservoir. Pour construire le système d'éjection nous avons utilisé le bouchon d'une bouteille utilisée pour le réservoir que nous avons percé afin d'y introduire un bouchon de tuyau d'arrosoir au préalable limé afin de l'adapter aux dimensions du trou percé dans la bouteille. Pour le réservoir nous avons découpé le fond de deux bouteilles de 1.5L que nous avons encastré les unes dans les autres et que nous avons coiffé d'une troisième bouteille sans avoir découpé le fond.

 

La deuxième étape a été effectuée chez Titouan où nous avons construit la base de lancement, le haut de la fusée ainsi que le système d'injection d'air. Pour construire la base de lancement nous avons utilisé trois planches de bois dont une que nous avons découpé en deux . Nous les avons ensuite vissée puis nous avons percé deux trous dans la planche utilisée comme plateforme de lancement. Nous avons donné une forme de trapèze aux planches composants la base pour augmenter la stabilité de l'ensemble, une forme rectangulaire étant moins stable. Le haut de la fusée a été construit à partir d'une bouteille simple dont nous avons découpé le fond et le haut afin de pouvoir la fixer au réservoir. Avant de la fixer au reste de la fusée nous avons encastré l'ogive , puis nous l'avons collé avec du joint étanche. Le système d'injection d'air a été construit à partir d'une pompe Michelin à pied avec 2 pistons et un Nanomètre Homolo. Nous y avons en suite fait des raccords avec un tuyau de jardin en utilisant des bagues métalliques. Enfin nous avons découpé les ailerons dans du carton et les avons fixé à la base de la fusée avec du scotch et du joint.

Nous avons entré les données de notre fusée à eau dans le simulateur de vol pour comparer les valeurs théoriques avec les valeurs obtenues par le vol que nous avons effectué.

 

Avec le simulateur, nous obtenons une apogée d'environ 90 mètres à 8,90 secondes.

Après avoir réalisé notre fusée à eau, nous avons procédé à plusieurs tests de pression, sans eau à l'intérieur de la fusée, pour vérifier l'étanchéité de notre assemblage. Les tests n'ont pas été un succès dès le premier essai mais ils ont été globalement satisfaisants.

 

Nous avons donc décidé ensuite de procéder à un lancement et nous sommes donc installés dans un champ avec beaucoup d'espace, pour des raisons de sécurité. Les deux premiers lancements ont échoué car la pression que l'eau exerçait sur les paroies intérieures de la fusée était bien supérieure à celle de l'air que nous avions injecté lors des tests précédents.

 

Il a donc été nécessaire d'effectuer des réparations et des améliorations aux zones de fuites qui étaient présentes. Une fois ceci réalisé, nous avons pu réitérer notre lancement qui, cette fois-ci, fut un succès.

Nous avons fait monté la pression à l'intérieur de la fusée jusqu'à 7 bars, et le décollage s'est déroulé sans imprévu. L'altimètre qui se trouvait fixé à l'intérieur de notre fusée nous indiqua que celle-ci avait atteint une hauteur maximale de 78 mètres (contre 90 mètres annoncés lors de la simulation de lancement) pour un vol d'environ 7.50 secondes.

On peut supposer que cette différence d'altitude est due aux imperfections de notre fusée et principalement au problème d'étanchéité, un fléau pour les fusées à plusieurs étages.