Calculez le rapport poussée/poids (TWR) d’une fusée, d’un avion ou d’un véhicule à partir de sa poussée et de sa masse, vérifiez s’il peut décoller et consultez son accélération nette.
Thrust-to-Weight Ratio — TWR = F / (m·g)
Force totale produite par le ou les moteurs, en newtons.
Masse totale du véhicule, en kilogrammes.
Accélération gravitationnelle locale : 9.81 sur Terre, 1.62 sur la Lune et 3.71 sur Mars.
Net Acceleration — a = (TWR − 1) · g
Force totale produite par le ou les moteurs, en newtons.
Masse totale du véhicule, en kilogrammes.
Accélération gravitationnelle locale : 9.81 sur Terre, 1.62 sur la Lune et 3.71 sur Mars.
Solve — required thrust or maximum mass for a target TWR
Rapport poussée/poids que vous souhaitez atteindre pour votre conception.
Masse totale du véhicule, en kilogrammes.
Force de poussée disponible, en newtons.
Accélération gravitationnelle locale : 9.81 sur Terre, 1.62 sur la Lune et 3.71 sur Mars.
How real vehicles' TWR compares
Reference vehicle
TWR
Value
Résultat
—
Enter values above to compute.
4 min de lecture3 étapes6 termes3 exemples6 questionsTWR = F / (m · g)
Le rapport poussée/poids est la grandeur qui détermine si une fusée, un avion à réaction ou tout autre véhicule motorisé peut quitter le sol et, une fois en vol, à quelle vitesse il accélère.
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Étapes
Comment utiliser cette calculatrice
3 étapes▸
1
Choisissez l’onglet correspondant à votre besoin
Utilisez l’onglet « Rapport poussée/poids » si vous connaissez la poussée et la masse d’une fusée, d’un avion ou d’un véhicule et souhaitez déterminer son rapport poussée/poids ainsi que sa capacité à décoller. L’onglet « Accélération nette » indique à quelle vitesse il accélère réellement lorsque ce rapport dépasse 1. Utilisez l’onglet « Résoudre » si vous connaissez le rapport visé et souhaitez trouver la poussée nécessaire ou la masse maximale que la poussée disponible peut soulever.
2
Saisissez la poussée, la masse et la gravité
La poussée s’exprime en newtons (N), la masse en kilogrammes (kg) et la gravité est fixée par défaut à la gravité terrestre standard, soit 9.81 m/s². Modifiez la gravité pour vérifier le rapport sur la Lune (1.62 m/s²), sur Mars (3.71 m/s²) ou sur tout autre astre.
3
Consultez le rapport poussée/poids et la capacité à décoller
La carte de résultat affiche le rapport poussée/poids et indique si le véhicule peut décoller par ses propres moyens (rapport supérieur à 1), ainsi que l’accélération nette qu’il subirait.
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Référence
Formule et méthodologie
2 formules▸
Rapport poussée/poids
TWR = F / (m · g)
Le rapport poussée/poids compare la force de poussée produite par les moteurs d’un véhicule (F, en newtons) à son poids, égal à la masse (m, en kilogrammes) multipliée par l’accélération gravitationnelle locale (g, en m/s²). Un rapport supérieur à 1 signifie que la poussée dépasse le poids du véhicule : il peut décoller et accélérer vers le haut par ses propres moyens. Un rapport égal à 1 signifie que la poussée équilibre exactement le poids ; le véhicule resterait en vol stationnaire, sans accélération nette. Avec un rapport inférieur à 1, il ne peut pas quitter le sol. Exemple : poussée = 1,000,000 N, masse = 90,000 kg, gravité = 9.81 m/s² → poids = 882,900 N → rapport = 1,000,000 / 882,900 ≈ 1.133.
Accélération nette
a = (TWR − 1) · g
Une fois que le rapport poussée/poids dépasse 1, l’excédent de poussée par rapport au poids produit une accélération nette vers le haut égale à (rapport − 1) multiplié par l’accélération gravitationnelle locale. C’est l’accélération réellement mesurée par un observateur au décollage, et non la simple poussée divisée par la masse, car la gravité agit constamment en sens inverse. Exemple : rapport = 1.133, gravité = 9.81 m/s² → accélération nette = (1.133 − 1) × 9.81 ≈ 1.30 m/s².
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Glossaire
Termes clés expliqués
6 termes▸
Rapport poussée/poids (TWR)Rapport entre la force de poussée d’un véhicule et son poids : TWR = F / (m · g). Sans dimension, il indique si une fusée, un avion ou un autre véhicule motorisé peut décoller et à quelle vitesse il accélère une fois en vol.
PousséeForce vers l’avant ou vers le haut produite par un moteur, mesurée en newtons (N). Pour une fusée, la poussée provient de l’expulsion de propergol à grande vitesse ; pour un avion à réaction ou à hélice, elle provient de l’accélération de l’air.
PoidsForce exercée par la gravité sur la masse d’un véhicule : poids = m · g, en newtons. Le poids dépend de l’accélération gravitationnelle locale ; un même véhicule a donc un poids différent — et un rapport poussée/poids différent à poussée égale — sur Terre, sur la Lune ou sur Mars.
DécollageSituation dans laquelle la poussée d’un véhicule dépasse son poids (rapport poussée/poids supérieur à 1), créant une force nette vers le haut qui lui permet de quitter le sol par ses propres moyens.
Accélération netteAccélération réellement subie par un véhicule après son décollage, égale à (rapport poussée/poids − 1) multiplié par la gravité. Elle est toujours inférieure à la poussée divisée par la masse seule, car la gravité s’oppose en permanence à la poussée.
Gravité standardValeur conventionnelle de l’accélération gravitationnelle terrestre au niveau de la mer : 9.80665 m/s², souvent arrondie à 9.81 m/s². Elle sert de valeur par défaut dans le calcul du rapport poussée/poids si aucun autre astre (Lune, Mars, etc.) n’est indiqué.
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Situations types
Exemples concrets
3 exemples▸
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Fusée orbitale au décollage
Rapport poussée/poids à partir de la poussée et de la masse
Poids = 90,000 × 9.81 = 882,900 N. Rapport poussée/poids = 1,000,000 / 882,900 ≈ 1.13. Comme le rapport dépasse 1, la fusée peut décoller, même si 1.13 représente une marge assez modeste, typique des grands lanceurs orbitaux au décollage.
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À quelle vitesse accélère-t-elle réellement ?
Accélération nette une fois le véhicule en vol
Rapport poussée/poids 1.13Gravité 9.81 m/s²
Accélération nette = (1.13 − 1) × 9.81 ≈ 1.30 m/s² : elle est sensiblement plus faible que ne le laisserait penser le rapport poussée/masse brut, car une grande partie de la poussée sert simplement à compenser le poids.
Sur la Lune, le poids vaut 90,000 × 1.62 = 145,800 N, donc le rapport poussée/poids est de 1,000,000 / 145,800 ≈ 6.86. Avec le même moteur et la même masse, le rapport est beaucoup plus élevé sous une gravité moindre, puisqu’il faut moins de poussée pour contrebalancer le poids.
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Référence
Citer cette calculatrice
APA et MLA▸
Utilisez un de ces formats pour citer cette calculatrice dans un devoir ou un rapport.
Le rapport poussée/poids est la grandeur qui détermine si une fusée, un avion à réaction ou tout autre véhicule motorisé peut quitter le sol et, une fois en vol, à quelle vitesse il accélère. C’est l’une des premières valeurs vérifiées par les ingénieurs lorsqu’ils choisissent un moteur pour une masse de véhicule donnée.
Pourquoi le rapport doit dépasser 1 pour décoller
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La deuxième loi de Newton indique que la force nette est égale à la masse multipliée par l’accélération. Sur une aire de lancement, seules deux forces agissent sur le véhicule : la poussée (vers le haut) et le poids (vers le bas). Si la poussée est inférieure ou égale au poids, la force nette est nulle ou négative : le véhicule reste au sol (ou le moteur ne parvient même pas à soutenir son propre poids). Il faut que la poussée dépasse le poids — et donc que le rapport poussée/poids soit supérieur à 1 — pour obtenir une force nette vers le haut et faire décoller le véhicule. C’est pourquoi ce rapport, et non la poussée seule, est la valeur pertinente : un véhicule doté d’une poussée énorme mais d’une masse encore plus importante ne décollera pas.
Plages de valeurs typiques
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Au décollage, les fusées orbitales ont généralement un rapport poussée/poids compris entre environ 1.2 et 1.5 : cette marge permet de monter régulièrement sans gaspiller de propergol en produisant une poussée excessive. Avec la postcombustion, certains avions de chasse atteignent un rapport proche de 1 ou supérieur, ce qui leur permet parfois d’accélérer verticalement. Les petites fusées de modélisme à propergol solide peuvent atteindre un rapport de 5 ou plus pendant quelques secondes et produire l’accélération spectaculaire observée au lancement. Un rapport plus élevé signifie généralement une ascension plus rapide et plus brutale, ainsi que des charges aérodynamiques et structurelles plus fortes. Les concepteurs de fusées visent donc une valeur juste suffisante pour la mission plutôt que le maximum possible.
Limites et cas particuliers
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Ce calculateur fournit le rapport poussée/poids à un instant donné. Celui d’un véhicule réel évolue continuellement pendant le vol : le propergol brûle et la masse diminue. À poussée constante, le rapport d’une fusée au moment de l’extinction peut ainsi être plusieurs fois supérieur à sa valeur au décollage. Le calculateur ne tient pas non plus compte de la traînée aérodynamique, de la modulation de la poussée, de la séparation des étages ni d’une poussée décentrée ; tous ces facteurs influent sur l’accélération nette réelle au-delà de la relation simplifiée (TWR − 1) · g.
❓
Questions
Questions fréquentes
6 questions▸
Quelle est la formule du rapport poussée/poids ?+
TWR = F / (m · g), où F est la poussée en newtons, m la masse en kilogrammes et g l’accélération gravitationnelle locale en m/s².
Quel rapport poussée/poids faut-il pour décoller ?+
Il doit être supérieur à 1 : la poussée doit dépasser le poids du véhicule. À exactement 1, le véhicule resterait en vol stationnaire sans accélération nette ; en dessous de 1, il ne peut pas quitter le sol.
Comment calculer l’accélération nette à partir du TWR ?+
Accélération nette = (TWR − 1) × g. C’est l’accélération réellement subie par le véhicule une fois que sa poussée dépasse son poids, après déduction de l’effet de la gravité.
Quel est le rapport poussée/poids typique d’un avion de chasse ?+
Pour de nombreux avions de chasse modernes, il est proche de 1.0 avec la postcombustion. Cela suffit à certains pour accélérer verticalement, même si la plupart volent normalement avec un rapport bien inférieur.
Quelles sont les unités du TWR ?+
Le TWR est sans dimension : il s’agit du rapport entre la poussée (en newtons) et le poids (également en newtons, puisqu’il vaut masse × gravité). Les unités s’annulent.
Le TWR change-t-il sur d’autres planètes ?+
Oui. Comme le poids dépend de la gravité locale, un même véhicule, avec la même poussée et la même masse, aura un TWR différent sur la Lune, sur Mars ou sur un autre astre. Une gravité plus faible augmente le TWR pour un moteur et un véhicule donnés.
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