Physiquement, la poussée est la résultante des forces de pression qui s’exercent sur une chambre propulsive. Si l’on considère une chambre hermétiquement close remplie de gaz à une certaine pression, on peut distinguer deux types de forces de pression:

• les forces de pression atmosphérique s’exerçant sur les parois externes
• les forces de pression du gaz emprisonné s’exerçant sur les parois intérieures.

La pression atmosphérique et la pression des gaz étant uniformes, toute force de pression, intérieure ou extérieure, sur les parois, est rigoureusement compensée par une force de pression antagoniste. La résultante des forces de pression extérieure est nulle, comme est nulle celles des forces de pression intérieure. La chambre reste alors immobile.

Si la chambre communique maintenant avec l’extérieur par l’intermédiaire d’une ouverture, la tuyère, par où s’échappent les gaz. La répartition des pressions devient dissymétrique : la pression dans la tuyère décroît. De ce fait, les forces de pressions s’exerçant sur le fond de la chambre ne sont plus compensées. La résultante F des forces de pression dues aux pressions internes et externes, la poussée, est opposée au sens de jet des gaz. Elle propulse la chambre vers le haut.

Etudions la détente d’un gaz de masse molaire M issu de la combustion d’un propergol. Dans l’hypothèse d’un écoulement isentropique adiabatique réversible du gaz subissant une détente dans la tuyère de la fusée, le transfert thermique reçu par le gaz entre son entrée dans la tuyère et sa sortie est nulle. Donc d’après les lois de Laplace, en supposant le gaz éjecté parfait, on a :

=

Pour une mole de ce gaz, le volume molaire est V = avec la masse volumique du gaz.

D’autre part, on a = V = .

D’où = = = car et sont constants.

Soit finalement, à une abscisse de la tuyère : = .

Or d’après la loi des gaz parfaits : avec

avec et la pression, la masse volumique et

la température du gaz parfait initialement à l’abscisse = 0.

Ce qui nous donne finalement :

.

comme le fluide s’écoule à vitesse constante, on a alors : = .

De plus, celui-ci s’écoule de manière irrotationnelle, donc = .

=

Donc l’équation d’Euler en un point du fluide, à l’abscisse , s’écrit :

.

En projection sur , axe horizontal de la tuyère :

avec ,

(en différenciant)