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MODELISATION MATHEMATIQUE DU CYCLE DE MISE A FEU D'UN SYSTEME BALISTIQUE S'APPUYANT SUR LES LOIS PHYSIQUES DE COMBUSTION DE LA POUDRE ; MUDRY, Brice ; SLT MANDRILLON, Alice ; VASILE, Titica

Type de contenu
  • Images animées
Titre(s)
  • MODELISATION MATHEMATIQUE DU CYCLE DE MISE A FEU D'UN SYSTEME BALISTIQUE S'APPUYANT SUR LES LOIS PHYSIQUES DE COMBUSTION DE LA POUDRE ; MUDRY, Brice ; SLT MANDRILLON, Alice ; VASILE, Titica
Autre(s) responsabilité(s)
Editeur, producteur
  • Ecoles Militaires de Saint-Cyr Coëtquidan
Note de thèses et écrits académiques
  • Filière Scientifique - Option Mécanique Promotion Chef d'Escadron Francoville Date de soutenance : 01/01/2011
Résumé ou extrait
  • > Etude : PRESENTATION : Sur le champ de bataille, en Iraq ou en Afghanistan par exemple, les attaques rebelles sont toujours inattendues et violentes, et par conséquent, nécessitent une bonne réactivité de la part des soldats. Mais sans des armes performantes, une bonne réactivité serait insuffisante. La performance consiste notamment dans l¹augmentation de la vitesse initiale des armes. Cela signifie que pour un moteur balistique donné (tube, poudre, projectile), il est requis de calculer la vitesse initiale. Pourtant, une vitesse trop élevée impliquerait l¹explosion du canon. Ainsi, il est nécessaire de connaître la pression maximale que le canon peut supporter afin d¹assurer l¹aspect sécurité. Pour cela, mon but est d¹étudier les périodes de la mise à feu, en particulier l¹évolution de la pression des gaz et de la vitesse du projectile pendant ces périodes. Pour ce faire, j¹établirai un modèle mathématique en prenant en compte les lois physique de la combustion de la poudre et je vérifierai sa validité. CONTRAINTES : Le but n¹est pas seulement d¹établir un modèle, mais aussi de confronter ce modèle au cas réel. DEMARCHE : Dans le but d¹établir un modèle mathématique décrivant l¹évolution de la pression dans le canon et de la vitesse du projectile, je dois étudier l¹évolution des paramètres principaux durant la mise à feu. Cette étude va me permettre d¹obtenir deux modèles mathématiques. Le premier modèle est obtenu en faisant quelques hypothèses avec les lois géométriques. Le second, plus proche du cas réel, est établi en prenant en compte les lois physiques. Il consiste en un système d¹équations différentielles qui relient les variables décrivant le phénomène de mise à feu. Sur la base de ce modèle mathématique a été élaboré un logiciel de balistique intérieure pour le résoudre. On est alors en mesure de comparer les résultats théoriques obtenus avec ce logiciel et les résultats expérimentaux. Cette comparaison est nécessaire pour vérifier la validité des deux modèles et pour établir la supériorité du deuxième. En effet, on choisit deux paramètres, la pression et la vitesse. Et l¹obtention de l¹évolution de ces deux paramètres en fonction du temps et du déplacement du projectile permet de conclure quant à la supériorité effective du modèle base sur les lois physiques de combustion de la poudre. RESULTATS OBTENUS : Les deux modèles obtenus sont validés et permettent de connaître l¹évolution desdifférentes grandeurs balistiques théoriques. Le modèle basé sur les lois physiques de combustion de la poudre a une particulièrement bonne validité et peut être utilisé pour toutes les formes de poudre. Ainsi, pour n¹importe quelle arme, il suffit de connaître les caractéristiques majeures pour connaître l¹évolution de la vitesse initiale du projectile par exemple. Le second logiciel entre en effet les caractéristiques de l¹arme en tant que données initiales et renvoie l¹évolution des grandeurs théoriques importantes de balistique en tant que résultats. LIMITES : La première limite du modèle est que les lois physiques sont basées sur certaines hypothèses difficiles à modéliser. Par exemple, les pertes de chaleur dans le tube et le mouvement progressif du projectile ne sont pas pris en compte dans le second logiciel. La seconde limite est une conséquence des limites des bombes manométriques. En effet, dans de tels systèmes, les densités de charge ne sont pas aussi élevées que dans un canon réel. Comme les résultats obtenus en bombes manométriques sont utilisées pour obtenir un certain nombre de caractéristiques dans la cas des lois physiques, la comparaison entre les valeurs théoriques et les données expérimentales peut être controversée. Pour finir, certains paramètres n¹entre pas en jeu dans mon modèle, comme l¹usure du tube par exemple. CONCLUSION : Le modèle mathématique basé sur les lois physiques de combustion de la poudre répond à la problématique: il nous permet de connaître l¹évolution des grandeurs théoriques importantes de
Sujet(s)
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