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SaturneV, décollage dans l’espace.

  1. VincBo

    Date d'inscription
    octobre 2016
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    Question SaturneV, décollage dans l’espace.

    Bonjour,

    J’aimerais savoir quel serait les performances des cinq moteurs F1 de cette fusée si elle décollait depuis une plateforme (pour profité de l’effet de sol) mais sans contrainte de gravité notable.
    Et si la différence serait importante sans la plateforme.

    Merci.

    Nb.
    l’expérience de pensée m’intéresse seulement pendant les 150 secondes de l’autonomie du S-IC.

    -----

     


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  2. phys4

    Date d'inscription
    mars 2009
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    Re : SaturneV, décollage dans l’espace.

    Bonjour,
    Le premier étage commençait le lancement avec une vitesse en fin de combustion de 2380 m/sec
    Si pendant ces 150 secondes presque à la verticale, la fusée partait dans l'espace, elle gagnerait quelque 1500 m/sec de mieux soit 3800 m/sec environ.
    Pour faire un calcul plus précis il faudrait la trajectoire exacte de la fusée comprenant l'inclinaison progressive.
    L'absence d'atmosphère donnerait aussi un gain important.

    Enfin la présence de la plateforme est mineure : la plateforme de départ n'apporte pas de poussée complémentaire car elle oriente les jets latéralement pour dissiper la chaleur et ne les renvoie surtout pas vers la fusée.
    Comprendre c'est être capable de faire.
     

  3. VincBo

    Date d'inscription
    octobre 2016
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    Re : SaturneV, décollage dans l’espace.

    Bon je me dis finalement que l’exemple de la fusée n’est pas idéal. (du coup le titre est foiré, j’espère que c’est pas trop grave).

    Prenons un pilote et son siège éjectable.
    Un siège de 100kg
    Un pilote de 80 kg
    Une poussée de 15 g pendant 0,5s
    J’aimerais savoir comment se comporterait les performances du dispositif dans l’espace et loin toute sphère de hill.

    Faut t’il deux fois moins de poussée, dix fois moins?

    Note.
    D’après un calculateur d’acc la distance atteinte est d’environ 18m. (le facteur poids n’est pas pris en compte dans le calcul).
     

  4. phys4

    Date d'inscription
    mars 2009
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    Re : SaturneV, décollage dans l’espace.

    Une base de la physique est que toute expérience est indépendante du référentiel inertiel dans lequel nous nous plaçons.

    Par conséquent vous pouvez en déduire que la calcul effectué sur Terre et valable n'importe où dans l'espace.

    Ici il y a une petite réserve : un siège éjectable est normalement utilisé dans l'atmosphère, il existe donc une freinage par l'air ambiant.
    La seule différence dans l'espace est la suppression de ce freinage. Le siège utilisé dans l'espace prendre plus de vitesse et son trajet en fin d'accélération sera de 19m, donc pas grand changement par rapport aux données que vous avez.
    Comprendre c'est être capable de faire.
     

  5. VincBo

    Date d'inscription
    octobre 2016
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    39

    Re : SaturneV, décollage dans l’espace.

    "Une base de la physique est que toute expérience est indépendante du référentiel inertiel dans lequel nous nous plaçons."

    L'environnement spatial de la terre et celui d'un trou noir est différent pourtant, mais je confond peut-être certaines notions.
     


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  6. phys4

    Date d'inscription
    mars 2009
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    Re : SaturneV, décollage dans l’espace.

    Je veux seulement dire qu'il est initile de se placer à des milliards de kms du Soleil:
    être satellite à proximité de Terre ou satellite du Soleil entre Terre et Mars donneront des résultats identiques pour ton expérience.

    A la réflexion, je pense que celui qui t'a indiqué les 18m de déplacement c'était déjà placé dans l'espace, car si je reprends le calcul du siège éjectable placé sur Terre, je trouve moins de 17m en tenant compte d ela gravité et de la résistance de l'air.
    Comprendre c'est être capable de faire.
     

  7. VincBo

    Date d'inscription
    octobre 2016
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    39

    Re : SaturneV, décollage dans l’espace.

    Je comprend; j'ai un peu maximisé l'effet gravitationnel sommes tout relatif de ses corps du moins dans ce cas de figure.

    A ce propos avez-vous une idée (pas très scientifique cette expression...) de la taille d'une sphère de métal ou de plomb qui reproduirait la force de gravité de la terre (cela m'aiderait peut-être à mieux comprendre le calcul qui permet de trouver ce résultat).

    Le calcul pour l'acc a été fait sur internet grâce à Cactus2000 (désolé pour les deux autres je ne connais que celui-là).
     

  8. phys4

    Date d'inscription
    mars 2009
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    Re : SaturneV, décollage dans l’espace.

    Je ne sais pas ce que vous cherchez à démontrer ?

    L'effet de la gravitation en surface d'une sphère n'est rien d'autre qu'une accélération.
    Pour une sphère de densité µ et de rayon R, l'accélération en surface vaut


    Pour avoir l'accélération de la surface de la Terre avec du plomb (µ = 11 350)
    il faut un rayon de R = 3 088 km
    soit un peu moins de la moitié du rayon terrestre puisque le plomb à une densité un peu supérieure au double de la densité moyenne terrestre.
    Comprendre c'est être capable de faire.
     

  9. VincBo

    Date d'inscription
    octobre 2016
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    39

    Re : SaturneV, décollage dans l’espace.

    "Je ne sais pas ce que vous cherchez à démontrer ?"

    Je ne suis pas un habitué de la physique, c'est tout ce que je me risquerais à démontrer.

    Ma démarche est à but littéraire (la sf est le cadre de ma nouvelle) avec un fil de pensées prospectif, et peut-être rebutant j'en conviens.

    Je m'en excuse.

    Merci pour votre explication sur la densité et l'acc.
     

  10. bintang

    Date d'inscription
    décembre 2009
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    466

    Re : SaturneV, décollage dans l’espace.

    Bonjour,

    Le cas de la fusée est relativement complexe car la masse de la fusée varie beaucoup dans le temps (consommation des ergols).

    La formule de l'accroissement de vitesse de la fusée est : V = 2,3 Ve log10 (Mi / Mf) - gt

    Ve : Vitesse d'éjection des gaz à débit constant
    Mi Masse initiale de la fusée
    Mf Masse finale de la fusée
    g : 9,81 m/s2
    t : temps de combustion

    La vitesse de la fusée sera d'autant plus grande que la vitesse d'éjection des gaz et que le rapport de masses sont importants

    Le terme -gt représente la perte de vitesse due à l'attraction terrestre au décollage, soit effectivement 9,81 m/s2 * 150 s = environ 1500 m/s perdus par rapport à un environnement de décollage avec une gravité négligeable (dans l'exemple de Phys4).

    Les fusées décollent généralement avec une poussée initiale égale à seulement 1,5 fois le poids de la fusée au décollage, pour minimiser les pertes dues à la trainée dans l'atmosphère.

    Dans le cas du siège éjectable (boulet de canon tiré à la verticale), si l'accélération initiale est de 15g, il faut soustraire seulement 1g si le tir est fait depuis la surface terrestre.

    Ensuite, si on se place hors gravité notable, l'objet tiré continuera avec une vitesse rectiligne uniforme alors qu'en présence de gravité, l'objet atteint une hauteur de culmination et retombe sur Terre (si les vitesses cosmiques terrestres ne sont pas atteintes, bien sûr).
    Idem si on se place dans le système solaire. Il faudra une vitesse au moins égale à la vitesse d'évasion du système solaire pour en sortir (42 km/s à 1 UA du Soleil, 7 km/s au niveau de Pluton), sinon l'objet restera satellisé autour du Soleil.
    Bintang
     

  11. VincBo

    Date d'inscription
    octobre 2016
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    42
    Messages
    39

    Re : SaturneV, décollage dans l’espace.

    Merci, bintang.
     

  12. Jebediah Kerman

    Date d'inscription
    décembre 2016
    Âge
    15
    Messages
    13

    Re : SaturneV, décollage dans l’espace.

    Bonjour, ne faudrait t'il pas non plus prendre en compte la différence de poussée des moteur F-1 du premier étage de la fusée dans l'atmosphère et dans le vide?
     

  13. VincBo

    Date d'inscription
    octobre 2016
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    42
    Messages
    39

    Re : SaturneV, décollage dans l’espace.

    Citation Envoyé par Jebediah Kerman Voir le message
    Bonjour, ne faudrait t'il pas non plus prendre en compte la différence de poussée des moteur F-1 du premier étage de la fusée dans l'atmosphère et dans le vide?
    Ma question reposait sur l'effet de la gravité et la réponse de bintang va dans ce sens.
    Vers l'espace réside notre espoir. Verne
     


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