Le parachute

Écrit par Clément Foullon le . Publié dans Sécurité

Lors d’un des premiers essais concluants, nous avons constaté qu’au cours de sa descente, la chaîne de vol a atteint une pointe de 7 m/s pour toucher le sol environ 4 m/s comme nous pouvons constater sur le graphique ci-contre (Doc.14). Même si ce sont des vitesses typiques atteintes par les ballons météo, nous avons décidé d’équiper la chaîne de vol d’un parachute.

a) Accrochage du parachute

Le parachute est situé entre la nacelle et la bouche du ballon. La partie supérieure est reliée à la nacelle tandis que la partie inférieure (la section du parachute) est elle reliée à la bouche du ballon. Ainsi  à l’ascension, le parachute est  à l’envers. Il se retrouve donc à l’endroit au moment du retournement pour pouvoir être au dessus du ballon et s’ouvrir pour ralentir la descente.

Lors de l’un de nos essais, nous avons pu voir depuis le sol, que les différentes suspentes étaient plus ou moins emmêlées, ce qui limitait l’ouverture du parachute et donc la surface de contact avec l’air, c’est pourquoi, le parachute est désormais posé dans un récipient accroché sur un des côtés de la nacelle, et lorsque la nacelle tombe suite à la coupure de la ficelle, le parachute est libéré et s’ouvre.

Taille du parachute

Pour être efficace, le parachute se doit d’avoir une certaine taille afin de ralentir correctement la redescente du ballon.

Selon la verticale, les forces qui s’appliquent pendant la redescente sont :

-  Poids de l’ensemble : [Ballon + Nacelle + cordes + réflecteur radar + parachute ] de masse m

-  La force de frottement qui s’exerce lorsque le parachute est déployé peut être modélisée par la relation :

Avec    ρ : masse volumique de l’air

S : surface du parachute en m²

Cx : Coefficient aérodynamique

V : Vitesse du parachute

Dans le raisonnement qui suit, on ne tient pas compte de la force de frottement de l’air sur le ballon dégonflé. Elle est loin d’être négligeable compte-tenu de la grande surface du ballon donc la vitesse attendue avec le parachute utilisé sera  maximum.

- On néglige la poussée d’Archimède en raison du faible volume du ballon lorsqu’il est dégonflé.

Lorsque le parachute joue son rôle, la chaîne de vol redescend à vitesse constante selon la verticale, donc d’après le principe d’inertie, les forces verticales se compensent ce qui veut dire que :


On projette selon la verticale :        f – P = 0 donc f=P  soit

D’où la formule pour calculer la surface du parachute pour une vitesse de descente Vd voulue :


Exemple : pour une redescente à V=5,0 m.s-1 au sol, un coefficient C= 1,4 d’après Planète Sciences, une masse volumique de l’air  ρ=1,20kg.m-3 pour une température de 20°C et une pression atmosphérique de 1013 hPa. :

Ce qui correspond  à  un rayon = 0,67 m.

Lors de nos deux derniers essais (Doc15 et 16), on a pu constater que l’ensemble est descendu à une vitesse de 4m/s. En effet, la surface importante du ballon provoque une force de frottement de l’air sur le ballon qui réduit d’autant plus la vitesse de la chaîne de vol comme nous avons pu déjà le préciser.