L'augmentation de pression, à vitesse subsonique, sera donc le fruit d'une transformation d'une partie de la pression statique en pression dynamique, la pression totale restant (presque) constante (Ptot = Ps + Pd = Cte).
Une très, très légère compression existe à vitesse subsonique, mais elle n'a, pour ainsi dire, pas vraiment d'influence en dessous de 500km/h..
La pression obtenue dans un statoréacteur à vitesse subsonique, par la pression dynamique et la légère compressibilité éventuelle suivant la vitesse, reste très modeste comparée à la pression de fonctionnement d'un turboréacteur. C'est pourquoi, pour obtenir une force de poussée suffisante à partir de si peu de différence de pression, on est obligé d'augmenter la surface totale sur laquelle cette pression va agir.
Remarque: malgré cette augmentation de surface, on ne fait généralement fonctionner un stato qu'au dessus de 400 ou 500 Km/h pour bénéficier, en plus, d'un peu de compressibilité.
Augmenter la
surface, cela signifie augmenter le diamètre du moteur.
Les
statoréacteurs prévus pour être
utilisés
AUSSI à vitesse SUBSONIQUE, auront donc un
diamètre
important. C'était d'ailleur le cas des
légendaires
Griffon 02, et Leduc 022.
Le Griffon 02, en haut, et le Leduc 022, en bas, ont des moteurs de gros diamètre.
Sur ce missile, qui n'allume son stato qu' AU DESSUS de Mach1 (de préférence), quand l'air est devenu compressible permettant des pressions de combustion bien plus importantes, l'augmentation de diamètre n'est plus nécessaire.
Image ONERA sur: www.onera.fr
Le calcule de la poussée d' un stato se fait d'après cette formule:
Remarquez l'ajout de: (P2-P1)S, qui n'est utile que si la tuyère n'est pas adaptée. Même pour le calcul de la poussée d'un moteur fusée, on peut prendre cette éventualité en compte.
La formule de la
poussée
d'un moteur fusée devient alors: F = Dm* Ve +
(Ps- Pe) S.
Avec: Ps = pression statique en sortie de tuyère, Pe =
pression
extérieure, et S surface de la sortie de la
tuyère.
Bien
que (Ps-Pe)S est AJOUTE, la force de poussée atteint son
maximum
quand Ps = Pe (tuyère adaptée), ce qui donne:
Ps-Pe = 0,
et (Ps - Pe) S = 0!
Contradictoire ?
Pas du tout, car, si Ps = Pe,
c'est que TOUTE la pression statique utilisable (la partie
supérieure à la pression statique
extérieure), a
été transformée en vitesse
d'éjection (on
constate d'ailleur que la vitesse d'éjection (Ve) est
maximale
pour Ps = Pe).
Reprenons notre comparaison préférée, celle avec le patineur lanceur de ballon. On comprend tout de suite que le patineur reculera mieux s'il peut lancer son ballon en lui communiquant TOUTE l'énergie dont il est capable. L'idéal est donc que le ballon quitte les mains du lanceur lorsque celui-ci a TERMINÉ de l'accélérer.
Et si le ballon n'accélère plus, c'est que plus aucune force ne lui est appliquée, donc que la main du lanceur ne fait plus PRESSION sur lui.
Une tuyère en sousdétente (Ps-Pe>0), est une tuyère où le "travail" est interrompu avant la fin, il reste une pression statique dont on tiendra compte dans (Ps - Pe)S; mais dont l'effet sur la poussée est bien moindre que si le "travail" avait pu continuer jusqu'à la fin.
Pour une tuyère en surdétente Ps - Pe < 0, et donc: (Ps - Pe)S devient NEGATIF, on a compris que ce n'était pas avantageux.
La formule de calcul de poussée d'un turboréacteur à la page: la propulsion 3 ne comportait pas ce membre: (Ps -Pe)S, pourquoi ? Parceque, les turboréacteurs ont presque toujours un système permettant d'adapter la tuyère (voir: la propulsion 7).
Sur un stato, la chambre de combustion c'est, pour ainsi dire, la totalité de la partie arrière moins la tuyère. TOUTES les chambres de combustion ont une tuyère faite d'une succession convergent-divergent. Rappelez-vous du gros plan de la page: la propulsion 7 où l'on voit la chambre de combustion avec son convergent faisant partie du même "bloc" que la chambre, et son divergent lors du passage dans la turbine.
Sur un stato, il faut aussi un convergent suivi d'un divergent, comme ici:
Le divergent de sortie est le SEUL endroit ou une expansion est possible. S'il faut une adaptation de la tuyère, elle ne peut se faire que là, à la manière des tuyère variables des turboréacteurs à postcombustion.
Les seuls engins propulsés par stato, à l'heure actuelle, sont des missiles. Leur vitesse, leur régime moteur, et leur altitude sont plus ou moins fixées. On peut donc concevoir des tuyères NON variables (donc fixes) dont le profil correspond aux conditions de vol prévues pour le missile.
Cette solution est bien moins chère. Toutefois, puisqu'ils sont dépourvus de tuyères variables, et malgré que ce fait est sans beaucoup de conséquence pour des engins dont les conditions de vol changent peu, le calcul de la poussée se fera avec les termes: (Ps - Pe)S, par pur soucis de précision.