Effet de fronde gravitationnelle pour décoller ???

[LastLord]

Salut à tous ^^,
je suis nouveau ici, mais je n'ai pour ainsi dire pas d'autre choix que de poser la question au plus grand nombre étant donner la difficulté de parler avec quelqu'un qui s'y connaissent extrêmement bien, au moins dans les forums tout le monde peux donner sont avis et je trouve ca bien ^^

Bref !

J'ai eu une idée, peut etre est elle folle mais autant se lancer. Je n'ai pas la prétention d'être un grand savant de l'astronautique mais j'ai quelques solides connaissance en physique tout de même. Je sais donc qu'il existe l'effet de fronde gravitationnelle que l'on utilise d'ailleurs aujourd'hui pour nos sondes spatiales destinées a voyager très loin. Et je me suis dit que c'était assez étrange de décoller de la terre perpendiculairement au sol car même si on atteint plus rapidement les confins de notre atmosphère, on doit beaucoup plus lutter contre la gravité. Mon idée est donc la suivante : au lieu de décoller perpendiculairement, on incline l'axe de décollage en faisant un angle beaucoup moins grand (45° environ je dirais) on positionne le nez de la fusée vers l'est, puisque la Terre tourne d'Ouest en Est, on devrait bénéficier de la vitesse de rotation de la terre combiné a la vitesse de notre fusée. (je pense que c'est l'effet de fronde, mais ce serais a très basse altitude du coup). Je pense que ce procédé serait plus utilisé dans le cas d'envoi d'engin spaciaux hors du champs d'attraction de la Terre (voyage sur de longue distance). En gros tout est là !

Je vous laisse m'éclairer là-dessus, j'ai fait de nombreuse recherche sur le net mais rien du tout à propos de ça !

Peut être est ce le décollage du futur ?
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[penthode]

ça fait un bon moment qu'on procède ainsi...

regarde un lancement la fusée s'incline à l'EST .

on ne t'as pas attendu !

c'est aussi pourquoi on lance le plus prés possible de l'équateur

KOUROU est le meilleur pas de tir.

[Dynamix]

Salut

(je pense que c'est l'effet de fronde, mais ce serais a très basse altitude du coup)

Non .
L' effet de fronde utilise la vitesse orbitale de la planète , pas sa vitesse de rotation .

on incline l'axe de décollage en faisant un angle beaucoup moins grand (45° environ je dirais)

Totalement inutile .
D' ou tu sorts ces 45°

[ansset]

bjr,
si tu as de "solides connaissances en physique" , tu dois pouvoir faire un petit calcul de l'énergie nécessaire avec un lancement à 45° / lancement initial vertical pour une orbite donnée.

[A voir en vidéo sur Futura]

[antek]

Mon idée est donc la suivante : au lieu de décoller perpendiculairement, on incline l'axe de décollage en faisant un angle beaucoup moins grand (45° environ je dirais) on positionne le nez de la fusée vers l'est, puisque la Terre tourne d'Ouest en Est, on devrait bénéficier de la vitesse de rotation de la terre combiné a la vitesse de notre fusée.

En plus de ce qui a été dit, au décollage la vitesse est très faible.
Il faudrait donc une rampe de lancement très longue.
Sans parler de l'aspect pratique du décollage incliné.

[ansset]

Sans parler de l'aspect pratique du décollage incliné.

ha oui, oubliés ceux là, car la fusée ( sauf stabilisation très complexe et/ou rampe de lancement extrêmement longue ) aura tendance à piquer du nez.
et qui dit rampe très longue implique frottements et autres soucis aussi.

[saint.112]

Bonjour et bienvenue au club !

Il y a plusieurs remarques à faire :

1. Ce qu’on appelle la fronde ou l’Assistance gravitationnelle, assez mal nommée à mon sens, ne consiste pas tant à utiliser la gravitation de l’astre que son énergie cinétique. Cela suppose que la sonde arrivant de loin, entre dans la sphère d’influence gravitationnelle de l’astre avec une vitesse relative, qu’elle se met donc dans une orbite parabolique ou hyperbolique, et l’astre étant en mouvement lui-même elle lui pique un peu de son énergie cinétique soit pour accélérer soit pour ralentir selon la direction dans laquelle elle arrive.
   Au départ de la terre ça ne marcherait pas car la différence de vitesse est nulle. Idem avec le soleil.
2. Depuis des décennies de recherche spatiale les bureaux de R&D n’ont cessé de plancher sur des solutions alternatives à cette aberration qui consiste à embarquer carburant et comburant pour décoller verticalement au lieu d’utiliser l’oxygène de l’atmosphère comme comburant et de profiter de la portance de l’air. C’est la plus mauvaise solution… à l’exception de toutes les autres.
3. Il y a eu les projets HOTOL, qui a été abandonné, et son rejeton Skylon qui ne semble guère avancer. À mon avis il n’a aucune chance.

Prenons les choses à la base : comme tout engin qui n’est pas sur le plancher des vaches une fusée doit dépenser de l’énergie pour trois choses a) sa sustentation, c’est-à-dire lutter contre la pesanteur, b) son accélération et c) lutter contre la résistance de l’air tant qu’elle est dans l’atmosphère.
Un hélicoptère en vol stationnaire dépense une quantité significative de carburant juste pour rester en l’air. Dès qu’il avance il doit en plus lutter contre la résistance de l’air. Un avion, par la poussée de ses moteurs acquière la vitesse relativement à l’air permettant à ses ailes d’assurer sa portance. Le cout énergétique est divisé en deux : le mouvement et la portance. La portance a cout fixe par rapport au temps. Qu’il aille vite ou lentement, s’il reste une heure en vol, quelle que soit la distance parcourue, la dépense énergétique pour la portance ne varie pas significativement.
Un avion qui va d’un point A à un point B est soumis à une pesanteur invariante de 1 g.
Une fusée par contre démarre avec une pesanteur de 1 g pour arriver à 0 g (étant en chute libre).
L’avion monte le plus vite possible à son altitude optimale pour se maintenir à une vitesse constante de Mach ~0,85 durant la plus grande partie du trajet.
De Kourou la fusée démarre verticalement avec la vitesse tangentielle initiale à l’équateur de ~0,46 km/s pour arriver à la Vitesse de satellisation minimale de ~7,9 km/s.
L’équation n’est donc pas du tout la même dans les deux cas. Alors que l’avion doit assurer sa portance et lutter contre la résistance de l’air durant tout son parcours, la fusée a intérêt à se débarrasser de ces questions le plus vite possible et donc, puisqu’elle doit acquérir un ∆V de ~7,5 km/s, le faire dans les plus brefs délais, en environ 10 mn. Les propositions comme le Skylon oublient que l’engin va devoir assurer sa portance et lutter contre la résistance de l’air pendant une durée de l’ordre d’une heure ou deux ce qui risque d’annuler les gains acquis par ailleurs.
Par ailleurs, en astronautique, chaque gramme à satelliser a un cout exorbitant. Pour mettre une tonne en orbite il faut compter une dépense d’ergols d’un ordre de grandeur au dessus, environ 10 tonnes. Une fusée est donc un gros tube plein d’ergols avec au dessus une petite coiffe contenant la charge utile. Ce tube est optimisé pour résister aux efforts axiaux, la masse et la poussée, mais n’est pas capable de soutenir des efforts transversaux significatifs. Quand on regarde les départs ratés de fusée, dès qu’elle prend un certain angle en général elle se brise. Il est donc hors de question de la faire décoller avec un angle autre que 90° à moins de la renforcer et donc de l’alourdir de façon prohibitive. La structure du Skylon est donc significativement plus résistante et donc plus lourde, sans compter le poids de ses ailes, de son train d’atterrissage, etc.
Conclusion : on fabrique un tube en coquille d’œuf, on démarre verticalement, on accélère à mort, on dépasse la vitesse du son à quelques milliers de mètres d’altitude, on oblique pour acquérir le plan orbital et on arrive à l’altitude de satellisation le plus vite possible. Tout le monde fait comme ça.

Nico

[curiuslamaba]

Y un problème avec les 45°, parce que pour sortir de l'atmosphère, il me semble qu'il faut un angle précis avec très peu de marge de tolérance, ça pour limiter le plus possible les friction avec l'air, avant tout pour préserver les matériaux de la chauffe proportionnelle Et je crois que ça ce situe dans la zone des 30° .
C'est surtout parce que les matériaux ne tiendraient pas, compte tenu de la vitesse extrême qui s'impose pour arriver à s'extraire.

[antek]

Y un problème avec les 45°, parce que pour sortir de l'atmosphère, il me semble qu'il faut un angle précis . . .

Pour y entrer . . .

[curiuslamaba]

Effectivement en entrée, parce que la vitesse est plus élevée, j'y ai repenser qu'au près coup sans pouvoir modifier...

[Ignatius84]

en tout cas vous l'avez flingué en vol LastLord, on l'a plus revu depuis

[Dakitess]

Au passage, je sens que je prends un gros risque (avéré) en proposant cela, mais j'ai fait un "petit" tuto sur le Gravity Turn avec mes connaissances limitées sur le sujet, mais pas totalement nulles :

https://kerbalspacechallenge.fr/2019...-gravity-turn/

Il s'agit d'un tuto orienté Kerbal Space Program, bien sur, je m'adresse essentiellement aux joueurs qui souhaiteraient reproduire cette ascension, mais j'en profite pour distiller un peu d'info sur le pourquoi et le comment du Gravity Turn, qui en a aidé plus d'un, y compris des non-joueurs : c'est pas parfait, c'est pas un cours, c'est pas exact, etc etc, mais ça peut permettre à quelques personnes d'apprehender la chose sans mathématique, avec des images, des analogies, etc !

D'ailleurs, l'article qui est la pièce principale, inclue une vidéo, qui est là pour illustrer une bonne partie du propos et résumer plusieurs choses : elle ne peut pas être aussi complète que le document écrit, mais sera peut être préférable comme entrée en matière pour certains ^^



Au passage, je suis bien évidemment preneur de toutes remarques et critiques construites sur le sujet, c'est un article "vivant", ce serait avec plaisir que je le mettrai à jour avec des précisions / corrections ! Pour la vidéo, ce serait un peu compliqué malheureusement.

[Ignatius84]

Je connaissais pas (même si j'ai de nombreuses fois lu des choses ici à propos de ce jeu) et ça a l'air hyper sympa !

[Dakitess]

Du coup ça te permet de le voir en image

Il faut vraiment l'essayer, normalement il y a une version gratuite d'essai, largement suffisante pour voir si te plait comme style de jeu, mais depuis quelques versions, de mémoire, elle n'était plus dispo au téléchargement, c'est peut être revenu. Il passe fréquemment en solde autour de 20-25€ sur Steam ^^

C'est de loin le jeu sur lequel j'ai passé le plus de temps, disons simplement un facteur 10 de l'ensemble de tous les autres jeux réunis. Une perle !

Je me demande s'il y'a des joueurs par ici, Takkar / Carcharodon au moins, et sans doute davantage. Côté astronautique, il est génial pour illustrer ou découvrir des phénomènes, il pourrait même y avoir un topic dédié même si c'est pas tout à fait l'esprit / la structure de ce forum. Au moins, il sert de temps en temps de base de réflexion et de mise en image. La thématique de ce topic s'y prêtait plutôt bien justement, via KSP on découvre au fur et à mesure ce qui fait une ascension de mise en orbite réussie, et ça permet même de très simplement tester le postulat de départ du primo-postant sur l'inclinaison initiale de 45° : il faudrait une vitesse initiale vraiment très importante pour assumer un tel profil de départ, avec ce que cela entraine en échauffement et contrainte de pression dynamique, et cela même dans le monde "a taille réduite" de KSP. L'effet de fronde, si on peut l'appeler ainsi, est conservé même en partant à la verticale, même s'il est claire qu'il ne faut pas s'éterniser, et entamer très rapidement le Gravity Turn pour pousser dans le sens qui nous intéresse, à l'horizontale !

[zebular]

Je l ai,peu de temps à y investir,mais trés sympa.c est payant autour de 40€ ou 60€ plutôt que 25€.