Delta v

Delta v ( ) est le changement (delta ou Δ) de la vitesse ( vecteur ) et est spécifié en distance par temps (m / s ou km / h). Il résulte de la soustraction de deux vitesses, ${\ displaystyle \ Delta v}$ ${\ displaystyle {\ overrightarrow {v}}}$

${\ displaystyle \ Delta v = | {\ overrightarrow {v_ {2}}} - {\ overrightarrow {v_ {1}}} |}$ ,

où est la vitesse avant un événement et la vitesse après l'événement. Puisque la différence entre les vecteurs de vitesse est utilisée pour calculer, les changements de direction sont également pris en compte, dans lesquels la quantité de vitesse reste la même. ${\ displaystyle {\ overrightarrow {v_ {1}}}}$${\ displaystyle {\ overrightarrow {v_ {2}}}}$${\ displaystyle \ Delta v}$

Dynamique spatiale

Dans les voyages spatiaux , delta v, souvent écrit au lieu de symboles, est une mesure de la capacité d'un vaisseau spatial à effectuer des manœuvres. Dans le cas le plus simple, sans l'influence de la gravitation , Delta v est l' intégrale des quantités de tous les changements de vitesse le long de la trajectoire souhaitée . Cette intégrale est invariante à la masse de l'engin spatial effectuant la manœuvre, ainsi qu'aux détails techniques de son système de propulsion. L'invariance de la taille présente des avantages évidents, de sorte qu'au lieu de la masse, de la poussée et de l'alimentation en carburant pour les engins spatiaux, le delta v ( ) total que l'engin spatial est capable de réaliser avec les ressources en carburant disponibles est donné. Si la valeur du reste est atteinte , tout le carburant est épuisé et aucun changement de cap n'est plus possible. ${\ displaystyle \ Delta v _ {\ mathrm {max}}}$${\ displaystyle \ Delta v _ {\ mathrm {max}} = 0}$

Dans le champ gravitationnel, par ex. B. lors du décollage ou du swing-by , le delta v à générer par l'engin spatial ne correspond pas directement à un changement de vitesse, mais peut toujours être calculé comme une variable. Dans l'atmosphère et dans une situation de chute non libre, cependant, cela dépend également des propriétés aérodynamiques du véhicule et du temps nécessaire au vaisseau spatial pour entrer sur une orbite stable , c'est-à-dire H. une situation de chute libre pour arriver. Pour un démarrage en orbite terrestre basse, il est nécessaire d'augmenter la vitesse de la vitesse de rotation à la surface de la terre à la vitesse orbitale. Cette proportion est invariante par rapport à la conception de l'engin spatial. En outre, il existe généralement une résistance de l'air et le dépassement de la gravité terrestre. L'équilibre est réduit par la rotation de la Terre d'un maximum de 465 m / s si le départ à l'équateur a lieu avec une inclinaison de 0 ° vers l'est. ${\ displaystyle \ Delta v = 7 {,} 8 \, \ mathrm {km / s}}$${\ displaystyle \ Delta v = 1 {,} 5 {\ text {to}} 2 \, \ mathrm {km / s}}$

Il est à noter qu'avec cette spécification, le poids de la charge utile (poids des personnes à bord / du vaisseau spatial) a une influence sur le delta v disponible d'un vaisseau spatial, puisque le delta v disponible diminue avec une augmentation de masse et l'inertie accrue qui en résulte. . En d'autres termes: si les astronautes avaient emballé trop de pierres de lune pour les missions Apollo, le delta v de l'étage d'ascension requis pour atteindre le vaisseau mère resterait le même, mais le delta v qui serait disponible diminuerait et la valeur de ce qui était nécessaire Tomber sous Delta v, ce qui rendrait le niveau d'ascension trop difficile et le vaisseau-mère n'aurait plus été accessible.

Le vaisseau spatial Apollo entièrement alimenté était, par exemple, à une charge utile maximale de 2 804 m / s, celui du module lunaire de 4 690 m / s. ${\ displaystyle \ Delta v _ {\ mathrm {max}}}$

Delta V typique pour les manœuvres orbitales et interplanétaires

Delta V en km / s pour diverses manœuvres de la Terre à la Lune et Mars

Mécanique des accidents

En cas d'accident de la circulation , par exemple une collision entre deux voitures , un changement de vitesse lié à la collision (Δv) (pour chaque véhicule) peut être calculé. Δv est considéré comme la mesure principale de la gravité de la collision , car il est lié aux forces d'impact de la collision et à la décélération du véhicule. En règle générale, plus le changement de vitesse est important lors d'une collision, plus le risque de blessure pour les occupants est grand.

Un exemple typique est la collision arrière , qui conduit généralement à un changement positif de la vitesse du véhicule devant ou à l'arrêt, c'est-à-dire que ce véhicule est accéléré à la suite de la collision. En fonction de la gravité de l'impact, il existe un risque de blessure pour les occupants, en particulier pour la colonne cervicale sous forme de coup du lapin .

Voir également

• Équation de base de la fusée
• accélération

liens web

• Calculateur Delta-V pour les fusées simples (anglais)

Preuve individuelle

1. ↑ Chris Gebhardt: Soyouz MS-03 se détache, effectue un rare atterrissage à deux. nasaspaceflight.com, 2 juin 2017, consulté le 27 février 2018 (anglais): "La poussée que Soyouz a reçue des ressorts lors du désamarrage a donné un changement delta-V de 0,12 m / s"