Bien qu’une réponse précédente ait été sélectionnée, je pense que le demandeur a besoin d’un peu plus d’infos pour comprendre quel genre de questions vous devriez poser sur une fusée. En particulier, l’équation de la fusée Tsiolkovsky n’est jamais utilisée que pour calculer un rapport de masse ou un delta-V requis. Il s’agit essentiellement d’un outil de mise en scène ; étant donné un certain delta-V total, quel est le nombre de combustions et d’étages dont j’ai besoin à quel moment ? Quel est le nombre de brûlures ou d’étages qui répondrait le mieux au problème ? Est-ce possible compte tenu des contraintes sur la charge utile et les masses inertes ? Il ne doit pas être utilisé pour toute sorte de dynamique de vol réelle, y compris le calcul de l’accélération du véhicule, qui en soi n’est généralement pas un sujet dont les gens se soucient trop. Il y a quelques modèles simples pour la dynamique de vol pour considérer des choses comme les pertes g-t ou les effets aérodynamiques de base, mais lors de la conception de base d’une fusée, vous incorporeriez tout cela dans une efficacité approximative – disons que vous aurez une pénalité de 10-20% dans la masse de propergol.

Les relations de base de la fusée qui tiennent indépendamment du modèle réel de l’écoulement de la fusée sont :

(1) Équation de Tsiolkovsky : $MR = e^{\Delta V/c}$

où $c$ est la vitesse d’échappement effective, c’est-à-dire la vitesse des gaz propulseurs après que les pertes de pression aient été prises en compte. Ceci est utilisé pour l’échelonnement, le delta-V, et les calculs de rapport de masse.

(2) Équation de base de la poussée : $F = \dot{m}c$.

Cette équation est utilisée pour déterminer quelle poussée la fusée produira est donnée $c$, puisque la plupart des façons d’analyser une fusée retournent $c$ plutôt que $F$ (poussée). La poussée est plus importante à considérer pour savoir si une fusée est capable d’exécuter une certaine manœuvre plutôt que de savoir si la fusée elle-même est bien conçue. Une poussée élevée achetant un Isp faible est presque toujours pire qu’une poussée légèrement inférieure à un Isp plus élevé.

(3) Hypothèse de taux de combustion constant : $m_b = \dot{m}\Delta t$

où $m_b$ est la masse du propergol brûlé. Il s’agit moins d’un résultat fondamental que d’une hypothèse. Nous supposons un taux de combustion constant la plupart du temps, car il est facile de travailler avec cela d’un point de vue technique.

Vous mentionnez l’impulsion spécifique, qui est formellement définie comme la poussée par unité de poids de la masse dépensée, mais comme vous pouvez le voir à partir de (2), ce n’est pas réellement un paramètre différent de la vitesse d’échappement effective, par exemple.

(4) $I_{sp} = c/g$

Où $g= 9.81$ m/s$^2$, c’est-à-dire l’accélération près de la terre, et n’est là que grâce à la définition de $I_{sp}$.

Contrairement à la réponse précédente, il ne suffit pas de savoir simplement quels sont vos propergols pour déterminer $c$ ou $I_{sp}$ – alors la fusée serait stupidement facile ! En général, vous avez besoin du type de fusée (par exemple solide, monopropulseur liquide, bipropulseur liquide, etc.), du type de propergols, du rapport de mélange des propergols, de la géométrie de la tuyère (en particulier les rapports d’expansion et de contraction), et des états thermochimiques des propergols dans la chambre de combustion (ce qui mène aux cycles du moteur, à la théorie de l’injecteur, à la cinétique chimique du flux de propergols et à une foule d’autres sujets). Cela n’aborde même pas les mécanismes de perte d’une fusée non idéale, dont la plupart affectent $c$ et $I_{sp}$ ou la possibilité de faire fonctionner une vraie fusée pour une conception donnée (par exemple, les méthodes de refroidissement, l’intégrité structurelle, la stabilité de la combustion). Un bon point de départ si vous voulez faire une estimation de premier ordre de $c$ est de sélectionner quelques propergols, d’exécuter un code thermochimique, comme le code CEA de la NASA, et d’utiliser les résultats dans une analyse isentropique (voir un livre comme Sutton, Rocket Propulsion Elements pour plus de détails). Cela vous donne des estimations de premier ordre de $c$, et même $\dot{m}$ si vous apprenez à utiliser correctement les vitesses $c^*$.