1. Fonctionnement d’une fusée telle qu’Ariane
Une fusée à combustion telle que la fusée Ariane doit réussir à produire une poussée assez importante pour pouvoir échapper à l’attraction terrestre et ainsi pouvoir mettre en orbite des satellites, notamment utilisés pour la communication ou encore utilisés à des fins militaires. Ceci est énoncé par la troisième loi de Newton : « Pour chaque action, il existe une réaction égale et opposée : l’action est toujours égale à la réaction ; c'est-à-dire que les actions de deux corps l’un sur l’autre sont toujours égales, et dans des sens opposés. » (Wikipedia: https://fr.wikipedia.org/wiki/Lois_du_mouvement_de_Newton). Cette loi peut être vérifiée facilement en se mettant sur une planche roulante et en jetant quelque chose doté d’une masse assez importante). Il faut donc éjecter quelque-chose à haut débit jusqu’à atteindre une altitude assez élevée (et donc atteindre l’apesanteur). Pour des fusées comme Ariane il va donc falloir mettre en place une combustion la plus efficace possible qui va éjecter les gaz produits par la combustion. Ces gaz ont donc une température très élevée et vont être éjectés rapidement de la tuyère et ainsi donner la poussée nécessaire pour défier le poids (modélisé ici par le vecteur P) au décollage, modélisé ici par le vecteur de poussée F. On obtient le schéma suivant :
Les fusées Ariane sont équipées de moteurs Vulcains 2 qui sont soumis à de nombreux tests avant le lancement. Ainsi, d’après le rapport de stage de kkkkkk qui a fait son stage de fin de seconde dans l’entreprise SNECMA à Vernon, en Normandie, un moteur Vulcain 2 utilise environ 320 Kg d’ergol par seconde lors d’un test pendant lequel on soumet le moteur à des balancements, accélérations : d’importants moyens techniques sont engagés pour simuler un lancement et soumettre le moteur aux contraintes de celui-ci.
2.Fonctionnement d’une fusée à air comprimé
Les étapes du vol d'une fusée à air comprimé simple sont les suivantes:
-Propulsion par éjection de l'eau
-Propulsion par éjection de l'air
-Ascension non propulsée
-Atteinte de l'apogée
-Chute jusqu'au sol
Une fusée à air comprimé fonctionne plus ou moins de la même manière qu’une fusée comme Ariane, mais au lieu de mettre en place une combustion pour éjecter des gaz on cherche à éjecter de l’eau. On va donc remplir partiellement la bouteille d’eau et pressuriser avec de l’air le reste de la bouteille. L’air pressurisé va exercer une action mécanique due à la différence de pression sur les parois de la bouteille et sur l’eau, qui comme tout liquide a une compressibilité très faible, va sortir à grande vitesse par la sortie de la fusée. Ainsi, comme vu plus haut, l’action va causer une réaction.