Gravity turn/fr
Un virage gravitationnel (ou gravity turn, GT) est une manoeuvre utilisée pour lancer un engin pour faire une orbite autour d'un corps celeste tout en utilisant un minimum de carburant. Pour s'échapper de la surface, un vaisseau doit s'élever plus vite que la gravité ne le tire vers le bas. Afin de maintenir une orbite stable, l'engin doit avoir suffisament de vitesse horizontalepor éviter d'entrer en colision avec la surface ou l'atmosphère. Un virage gravitationnel combine deux étapes en une seule manoeuvre afin d'économiser du carburant : le vaisseau monte verticalement, puis il se penche lentement sur le côté jusqu'à ce qu'il soit à l'horizontal.
Pour comparer, imaginez arriver une obite sans virage gravitationnel, ce serait un vol totalement vertical, puis un virage à 90° une fois assez haut pour se mettre en orbite. Considérez que le virage coupe le coin. C'est un chemin plus court (en temps et en distance, donc il économise du carburant.
Cette efficacité s'applique également à l'atterrissage depuis l'orbite. Au lieu d'éliminer toute la vitesse horizontale et de commmencer ensuite une lente descente vers la surface, il est plus efficace de ralentir votre vitesse horizontale et verticale en même temps (c'est une composante du suicide burn).
Mechaniques
Les forces d'une fusée au décollage
Les forces d'une fusée avec une inclinaison de 30°
La gravité transforme le travail en combattant le moins possible la gravité pour gagner suffisament d'altitude et de vitesse horizontale pour la manoeuvre souhaitée. Etant donnée que la pesenteur est toujours présente, le vaisseau accélérera toujours moins vite verticalement que sur le côté. Si un vaisseau lancé suivait une trajectoire de vol purement verticale, il passerait alors toute sa poussée à accéléler dans la direction la plus difficile (et inéficace) dépansant ainsi plus de ΔV pour gagner moins de vitesse sans gagner de vitesse horizontale nécessaire à l'orbite. En d'autre termes, un lancement vertical est le lancement le moins efficace. Tout de fois cette efficacité dépend du Rapport Poids Puissance (TWR).
La manoeuvre de virage gravitationnel s'effectue de la manière suivante. En supposant un site de lancement parfaitement plat, la manoeuvre commence comme un lancement à la vertical, une montée verticale. Puis uen fois qu'une certaine vitesse atteinte (l'altitude peut aussi être une conditionà, un léger virage est effectué, appelé la manoeuvre de renversement (traduction bancale de pitchover maneuver). En s'éloignant légèrement de la verticale, la gravité tirera le vecteur vitesse vers le bas donnant une direction à l'engin, celui ci devra s'incliner pour le suivre. Le couple généré par les ailerons placés sur la base inclineront l'atmosphère la fusée dans la bonne direction, maimais hors de l'atmosphère ou sans l'aérodynamisme de la fusée, l'engin devra être contrôlé par le pilote. Dans ce cas, l'engin gagnera plus de vitesse plus tôt car le vecteur n'est pas opposé à la gravité ; la [w:centrifugal force|force centrifuge]] (qui est produite par l'inertie) commence à diminuer l'effet de la gravité sur l'engin, économisant plus efficacement du carburant et du temps. Plus le vecteur s'incline sur le côté, plus le pourcentage de poussée dépensée pour combattre la gravité diminue et plus le pourcentage de poussée dépensée pour gagner en vitesse augmente. A la fin du virage, le moins de carburant est gaspillé pour lutter contre la gravité. Si l'engin a acquis une vitesse horizontale suffisante à une altitude au-dessus de la surface ou de l'atmosphère, il sera alors en orbite stable.
L'altitude pour commencer la manoeuvre de basculement du virage gravitationnel dépend de plusieurs facteurs. Sur les corps avec une atmosphère, la traînée entrent également en jeu pour déterminer le virage le plus efficace.
The altitude to start a gravity turn with a pitchover maneuver at depends on several factors. On bodies with atmospheres, atmospheric pressure and drag also comes into determining the most efficient gravity turn.
Timing
Le début et l'inclinaison du virage gravitationnel sont principalement pacées sur trois paramètres :
- Les obstacles pouvant être dans la trajectoire ;
- La densité de l'atmosphère, la traînée et la pression (ou chaleur) maximale ;
- la gravité du cops et par extension le rapport poids/poussée (RPP ou TWR).
