Thrust-to-weight ratio/fr

Le RPP (TWR) est le rapport entre F_P et F_G. F est dirigé vers le haut si le RPP > 1, vers le bas si le RPP < 1, et si RPP = 1 alors il est nul.

Le rapport poussée poids (RPP ou TWR en anglais) est un rapport qui définit pour un véhicule la puissance des moteurs par rapport à son poids. Si un engin a besoin d'aller en orbite srable ou de se poser en toute sécurité sur un corps céleste sans planer ou utiliser de parachutes, alors ses moteurs doivent fournir une poussée supérieure à son poids afin de contrer la force gravitationnelle. En termes de rapport, si un engin a une poussée supérieur à son poids, alors son RPP sera supérieur à 1. Le poids dépend de la masse et de l'accélération gravitationnelle locale. Dans une orbite stable, le RPP n'a pas d'importance, mais sa valeur peut être utilisée pour estimer l'accélértion maximale possible.

Si le RPP est inférieur à 1 et que le véhicule se trouve à la surface, il ne pourra pas décoller du sol sans portance (des ailes). Si un tel engin tombe, ces moteurs n'auront pas assez de poussée pour ralentir et permettre un atterissage en douceur (sauf en cas de forte traînée).

Un calcul simple et utile à connaître dit que votre poussée doit être supérieur à votre masse multipliée par 9.81 (le poids).

Formule

${\text{RPP}}={\frac {F_{P}}{m\cdot g}}>1$

Où :

• $F_{P}$ est la poussée des moteurs
• $m$ est la masse totale du véhicule
• $g$ l'accélération gravitationnelle locale (souvent la gravité à la surface)

Lorsque le RPP et la gravité de la surface d'un corps céleste (A) sont connus, il est possible de calculer le RPP pour la gravité à la surface d'un autre astre (B). En particulier si le RPP connue est pour Kerbin, il est possible d'utiliser la gravité de surface donnée en g (9.81 m/s²) sur le second corps (traduction cavalière).

${\text{RPP}}_{A}\cdot {\frac {g_{B}}{g_{A}}}={\text{RPP}}_{B}$

${\text{RPP}}_{\text{Kerbin}}\cdot g_{B}={\text{RPP}}_{B}$, l'accélération gravitationelle $g_{B}$ est donnée en multipliant par $g_{\text{Kerbin}}$ (g).

Afin d'estimer l'accélération maximale ($a$) uniquement lors d'un lancement vertial à partir du RPP et de la pesanteur, la formule suivante peut être utilisée :

$a={\frac {F_{P}-F_{G}}{m}}={\frac {F_{P}-mg}{m}}={\frac {F_{P}}{m}}-g=g({\text{RPP}}-1)$

Où :

• ${\text{RPP}}$ est le rapport poussée/poids pour le $g$ donné
• Le reste est identique à la formule originale

Contexte physique

Pour décoller, les moteurs doivent fournir suffisament de force dans la direction opposée afin de contrer la pesanteur. Habituellement, c'est la poussée totale de tous les moteurs d'un étage est utilisée dans le calcul pour avoir le RPP maximal. L'attraction gravitationnelle est le poids de l'engin qui peut être calculer en multiplant la masse par la force gravitationnelle. Pour faciliter la formule, on utilise la gravité de surface de l'astre en question.

${\begin{aligned}\sum \limits _{i}F_{P_{\text{moteur i}}}=F_{P}&>F_{G}=m\cdot g\\{\frac {F_{P}}{m\cdot g}}&>1\end{aligned}}$

Cette valeur n'est pas constante au cours d'un vol pour plusieurs sairons :

1. Les moteurs consommqnt des ressources, le véhicule devient plus léger avec le temps, augmentant ainsi le RPP.
2. Sur la plupart des moteurs, la poussée peut être réduite, ce qui rend le RPP plus faible que le RPP calculé plein gaz.
3. La force gravitationnelle est diminue avec la distance de l'astre, le RPP augmantant avec l'altitude.
4. Au fur et à mesure que les étages se séparrent, le vaisseau devient plus léger car des pièces sont retirées et la poussée change au fur et à mesureque les moteurs précédents sont retirés et que les suivants s'allument.
5. L'amarrage (docking) ou le désamarrage permettent respectivement d'ajoutr ou de retirer de la masse, des moteurs ou du carburant.
6. Dans une atmosphère, la pression change avec l'altitude et sur la plupart des moteurs, l'ISP change. Lorsqu'un vaisseau monte, l'ISP augmente généralement, ce qui augmente la poussée depuis la 1.0. Avant la 1.0, le débit de carburant diminuait à basse altitude ce qui n'influançait pas directement la poussée ni ne modifiat le TWR, mais ralentissait l'augmentation du RPP car moins de ressources étaient consommées.