01
Quel est l'impact de la traînée atmosphérique lors d'un lancement de fusée ?
Pour atteindre les étoiles, il faut rencontrer l'atmosphère de la Terre. Le principal obstacle à l'espace est la traînée atmosphérique.
L'équation pour la traînée D = ½ ρv²CdS
D = Drag, qui est la force qui ralentit la fusée. Il pousse contre la fusée ou le vaisseau spatial et peut avoir de graves conséquences sur votre fusée. Si la fusée ne diminue pas sa puissance moteur à 60 % pendant la pression dynamique maximale (Maxq), elle ne se déplacera pas plus vite et/ou ne se désintégrera pas, quel que soit le matériau que vous utilisez.
p=rho ou densité, un mot fantaisiste pour l'épaisseur de l'air. Au fur et à mesure que la fusée s'éloigne de la terre, la densité de l'air diminue, tout comme la traînée, selon l'équation. La densité de l'air varie à différentes altitudes, car l'air se dilate lorsqu'il est réchauffé par le soleil. Lorsque le vaisseau spatial atteint l'espace, la densité est maintenant nulle, ce qui signifie qu'il n'y a aucune traînée.
v=Vélocité, ou la vitesse de la fusée/du vaisseau spatial. Dans l'équation, la traînée est la fonction de la vitesse multipliée par la vitesse. Par conséquent, à mesure que la vitesse du vaisseau spatial augmente, la traînée augmente également, ce qui augmente rapidement -2 fois la vitesse, quatre fois la traînée, etc. . La vitesse augmente sans augmenter la traînée uniquement lorsque la fusée atteint l'espace, puisque la densité de l'espace est de 0.
Cd = le coefficient de traînée, qui est une caractéristique de la carénage du véhicule et de la rugosité de la surface. Parce que cette valeur est fortement fixée sur la fusée, elle est souvent ignorée
S= la section transversale d'une fusée ou d'un vaisseau spatial. Une zone inférieure réduit considérablement les effets de la traînée sur le vaisseau spatial. La traînée atmosphérique est un problème des engins spatiaux ou des étages qui sont encore dans l'atmosphère que des engins spatiaux ou des étages en orbite, qui peuvent avoir une forme disgracieuse et c'est pourquoi les fusées sont rationalisées. (Remarque : Parfois, l'équation de traînée est écrite en utilisant la lettre A pour indiquer la zone)
02
Quel est le meilleur endroit pour lancer une fusée ?
L'emplacement du lancement d'une fusée dépend de la physique. En règle générale, les fusées sont lancées le plus près possible de l'équateur pour profiter de la rotation de notre planète, qui est élevée à l'équateur - environ 1 000 milles à l'heure. Plus une fusée obtient de vitesse orbitale depuis la Terre, moins elle a besoin de carburant pour atteindre la vitesse requise pour se mettre en orbite.
03
Quelle est la vitesse nécessaire pour se mettre en orbite ?
Pour se mettre en orbite, les fusées doivent atteindre une certaine vitesse pour échapper à la gravité. Cet excès de vitesse est appelé vitesse orbitale. Il est égal à Mach 25, cinq miles par seconde, ou huit kilomètres par seconde. Une balle ne peut même pas aller deux fois moins vite ! Plus la fusée va vite, plus la fusée va loin. Après qu'une fusée ait brûlé un puissant moteur, elle pourra voler dans l'espace lointain, échapper à la Terre ou à l'attraction gravitationnelle de n'importe quelle planète. Cette vitesse est appelée vitesse d'échappement, qui est 41 % plus rapide que la vitesse orbitale.
04
Pourquoi voit-on de l'eau lors du lancement d'une fusée ?
Lorsqu'une fusée est lancée, ses moteurs ne produisent pas seulement une chaleur incroyable, ils produisent également du son. Ce son est si fort qu'il endommagerait sérieusement tout ce qui est vraiment proche de lui. Selon la NASA, la Saturn V, la fusée qui a emmené les astronautes sur la Lune, a produit 220 décibels (DB). Des sons aussi forts ne feraient pas que rompre vos tympans, si vous étiez près des moteurs, cela vous tuerait. Ainsi, les ingénieurs ont trouvé une solution unique. En pulvérisant un million de livres d'eau lors du décollage, il réduit considérablement le niveau de bruit de la fusée. Lorsque les ondes sonores rencontrent l'eau, les bulles d'air absorbent les ondes sonores et se réchauffent, transformant l'énergie sonore en énergie thermique. De plus, l'utilisation de sacs à eau atténuera davantage les ondes sonores. L'utilisation d'eau éteindra également les incendies qui se produisent lors du lancement. Ces deux systèmes de suppression du son ont réduit le niveau sonore de la navette spatiale de 195 DB à 142DB. Le problème pour le système de déluge d'eau est qu'il ne peut pas être utilisé pour les rampes de lancement dans le nord car l'eau gèlera en glace, le rendant inutile. La solution à ce problème est de construire une tranchée de flamme plus grande, ce qui signifie qu'il serait moins probable que les ondes sonores se réfléchissent sur la fusée.
