EFFET OBERTH

[Dakitess]

Mmes les gravity losses sont pourtant désigner par la perte à tout instant de la part de propulsion qui s'oppose à la gravité, et mène donc à une part de travail nul : même à 10km du sol, sur une injection tangente à la surface, me semble qu'on ne parle pas de gravity losses, c'est juste que le bidule ira s'écraser au sol ^^ L'orbite dépasse ce stade en proposant une vitesse suffisante pour ne jamais tomber et donc n'avoir à se préoccuper que de burn tangentiel, "purement effectif".

T'es sur que ça s'assimile à un gravity loss, l'ascension le long de l'orbite vers l'apogée ? La poussée n'est jamais dirigée vers le champ de pesanteur. Et l'inertie est acquise, l'analogie avec le trampoline ne m'apparait pas si proche... Et en même temps pas si loin, la balançoire nous renvoi d'ailleurs intuitivement à l'effet même je ne perçoit pas tout à fait en quoi.

Y'aurait donc aucune analogie "horizontale" ?

Dans le cas du trampoline, la démonstration analogue serait donc de montrer qu'en ajoutant 5m/s vers le haut lorsque la vitesse s'annule, c'est à dire lorsque le gymnaste est retourné à ses 20m à 0.0 m/s, il atteindra une hauteur effective inférieure à la situation que tu décris, c'est à dire l'impulsion au moment ou la vitesse est max : j'suis sur mobile et sans papier (fin... Comprenez), quelqu'un pour faire les maths ?

[Skalou]

quelqu'un pour faire les maths ?

Je te laisse les faires toi, tu comprendra peut etre mieux
avec l’énergie ça prend 3 lignes, ou sinon en reprenant les formules de Rothor, objectif calculer le delta d'altitude dans les cas ou on donne l'impulsion en bas ou en haut.

[Rothor]

Mmes les gravity losses sont pourtant désigner par la perte à tout instant de la part de propulsion qui s'oppose à la gravité, et mène donc à une part de travail nul : même à 10km du sol, sur une injection tangente à la surface, me semble qu'on ne parle pas de gravity losses, c'est juste que le bidule ira s'écraser au sol ^^ L'orbite dépasse ce stade en proposant une vitesse suffisante pour ne jamais tomber et donc n'avoir à se préoccuper que de burn tangentiel, "purement effectif".

Ok. Je me suis mal exprimé. On n'est pas en phase sur les définitions de Gravity loss et gravity drag. Je fais une distinction entre ces deux notions, mais peut-être que je me trompe sur les définitions. En tout cas, le gravity loss, tel que j'en ai parlé, c'est le travail de la force gravité. Travail qui s'exerce à tout point et tout moment de la trajectoire, indépendamment de l'effet du moteur. Le gravity loss, tel que tu en parles, c'est plutôt le gravity drag (cf wikipedia). C'est-à-dire le fait que sur la durée d'un burn, une partie de le force produite par le moteur fusée est absorbée par la gravité.
Mais dans le cas du trampoline, on ne peut pas parler de gravity drag, car le changement de vitesse est impulsionnelle. Je ne suis donc pas d'accord avec toi quand tu dis que mon exemple rend compte du gravity drag plutôt que de l'effet oberth. Il n'y a pas de Gravity drag dans mon exemple.

Y'aurait donc aucune analogie "horizontale" ?

Bah non, parce que dans le cas d'un mouvement horizontale, la force de gravité ne travaille pas. Elle n'apporte/n'enlève rien au système. C'est une situation comparable à un mouvement en absence de gravité. Et sans gravité (ou plus généralement sans champs de force), il n'y a pas d'effet oberth. L'effet oberth, c'est le fait de plonger dans un puit de gravité et d'accélérer au fond du puit pour en ressortir plus rapidement (en durée). En sortant en moins de temps qu'on y est entrée, on perd moins de vitesse qu'on en a acquis lors de la descente.

Dans le cas du trampoline, la démonstration analogue serait donc de montrer qu'en ajoutant 5m/s vers le haut lorsque la vitesse s'annule, c'est à dire lorsque le gymnaste est retourné à ses 20m à 0.0 m/s, il atteindra une hauteur effective inférieure à la situation que tu décris, c'est à dire l'impulsion au moment ou la vitesse est max : j'suis sur mobile et sans papier (fin... Comprenez), quelqu'un pour faire les maths ?

En donnant l'impulsion sur le trampoline, on arrive à 20m avec une vitesse de 15m/s. En donnant l'impulsion à 20m (en imaginant que c'est faisable), on est à 5m/s. Ce qui donne une apogée à 31.25m dans le premier cas, et 21.25 m dans le second

[Dakitess]

Lumière est faite !! Merci beaucoup, je n'avais pas appréhendé la complétude de l'analogie du trampoline qui est en fait parfaite : l'énergie se conserve, passant de Cinétique à potentielle puis de nouveau cinétique, avec simplement un seuil bas non nul : la chute de l'apogée vers le mérité est assimilable à la même chute verticale sur un trampoline au sol, c'est en poussant au plus tôt que l'énergie sera ma mieux exploitée, elle réduira le temps d'exposition au champs de pesanteur, d'autant plus d'ailleurs au moment où cette dernière est la plus élevée, réduisant ainsi les Gravity losses...

Merci ! Effectivement, Gravity drag et losses sont différents, je ne voyais pas en quoi l'une des deux pouvait subsister en trajectoire inertielle acquise mais finalement cette trajectoire durable n'est que l'équilibre de l'énergie spécifique Orbitale et du champs de pesanteur...

Tout s'explique c'est top

Et ça montre pourquoi il n'y a pas de gain net instantanée : le gain s'exprime justement sur la durée. 5 m/s d'impulsion au niveau du trampoline à vitesse max ou 5 m/s en haut à vitesse nulle augmente toutes deux la vitesse instantanée de 5 m/s et l'énergie suit en conséquence, elle n'augmente pas davantage, les éléments à cet égard semble bien erronés dans les différents argumentaires et je suis content d'avoir insisté la dessus

Et de fait les explications diverses sur le net semblent très... Très lacunaires / vaporeuses sur la consistance du sujet. Cela dit Oberth est effectivement un effet tiré de pas mal de choses combinées : la vitesse qui semble au cœur de la définition se trouve intimement liée à la géométrie. Mais à l'instar d'un suicide burn qui relève donc à fond d'oberth, c'est bien le fait d'agir "tôt" face à une force conservatrice, qui a de l'impact.

Un exemple : si une quelconque force permettait de gagner 50 m/s à 10m, il resterait plus intéressant de donner l'impulsion des jambes tout en bas

[Lancetre]

Donc l'impulsion permet de moins perdre à la remontée de ce qu'on a gagné à la descente en perdant moins longtemps. Est-ce que ça veut dire que le gain dépend autant du "dénivelé" du puits que de l'impulsion ?
(je me fais peur dans ma tête, suis-je réellement en train de me demander si perdre moins longtemps pendant plus longtemps est meilleur que perdre moins longtemps pendant moins longtemps ?!)

[Rothor]

Lumière est faite !! Merci beaucoup

You're welcome

Est-ce que ça veut dire que le gain dépend autant du "dénivelé" du puits que de l'impulsion ?

Oui, plus le puits est profond, plus l'effet est important.

je me fais peur dans ma tête, suis-je réellement en train de me demander si perdre moins longtemps pendant plus longtemps est meilleur que perdre moins longtemps pendant moins longtemps ?!

... l'abus de drogue est dangereux pour la santé

[Skalou]

la chute de l'apogée vers le mérité est assimilable à la même chute verticale sur un trampoline au sol, c'est en poussant au plus tôt que l'énergie sera ma mieux exploitée, elle réduira le temps d'exposition au champs de pesanteur, d'autant plus d'ailleurs au moment où cette dernière est la plus élevée, réduisant ainsi les Gravity losses...

Merci ! Effectivement, Gravity drag et losses sont différents, je ne voyais pas en quoi l'une des deux pouvait subsister en trajectoire inertielle acquise mais finalement cette trajectoire durable n'est que l'équilibre de l'énergie spécifique Orbitale et du champs de pesanteur...

Si on s'en tiens à la définition, les 2 pertes par gravité sont la même chose et n'ont pas lieux dans tous les exemples proposés ici (manœuvres impulsionnelles) et n'ont lieux que pendant la poussée des moteurs, et si on voulait en tenir compte elle serait plus faible à l'apogée puisque la gravité y est moins importante ( donc l'inverse d'Oberth ), de plus si le burn est effectué prograde à l'apo/péri la gravité y est perpendiculaire: une autre raison de mettre les gravity losses à zéro.
faudrait lui trouver un autre nom,

l’énergie orbitale contient déjà l'équilibre avec le champ de gravité ( dans l'énergie potentielle gravitationnelle)

Et ça montre pourquoi il n'y a pas de gain net instantanée : le gain s'exprime justement sur la durée.

oui il y'a un gain instantané: d’énergie cinétique, qui est plus ou moins important suivant la vitesse ( y compris dans l'exemple du trampoline)

5 m/s d'impulsion au niveau du trampoline à vitesse max ou 5 m/s en haut à vitesse nulle augmente toutes deux la vitesse instantanée de 5 m/s et l'énergie suit en conséquence, elle n'augmente pas davantage,
les éléments à cet égard semble bien erronés dans les différents argumentaires et je suis content d'avoir insisté la dessus

si si, l’énergie cinétique et donc mécanique et orbitale, augmentent bien avec la vitesse pour un même Dv. pour me répéter: pour un meme Dv, on augmente + la jauge "énergie orbitale" si on va vite.

Mais à l'instar d'un suicide burn qui relève donc à fond d'oberth, c'est bien le fait d'agir "tôt" face à une force conservatrice, qui a de l'impact.

meme si on peut y trouver des similitudes de loin, à mon avis y'a plus de chance de s'embrouiller qu'autre chose. ( et pour un suicide burn, on agit plutot tard justement), là pour le coup c'est souvent bien lié au gravity losses: entre burner au max de la puissance le plus tard possible ou burner mollement en commencent plus tot.

[Rothor]

Mais à l'instar d'un suicide burn qui relève donc à fond d'oberth, c'est bien le fait d'agir "tôt" face à une force conservatrice, qui a de l'impact.

meme si on peut y trouver des similitudes de loin, à mon avis y'a plus de chance de s'embrouiller qu'autre chose. ( et pour un suicide burn, on agit plutot tard justement), là pour le coup c'est souvent bien lié au gravity losses: entre burner au max de la puissance le plus tard possible ou burner mollement en commencent plus tot.

Mmm, en pratique certes il y a du Gravity drag dans un suicide burn. Mais si tu considères un suicide burn impulsionnel, ce n'est plus le cas. Pourtant, il y a toujours un gain très significatif. Et ce gain c'est oberth. C'est exactement la même histoire que le trampoline.

[Skalou]

effectivement, avec un autre exemple du type: soit on burn 1 fois prés du sol, soit on burn en plusieurs étapes comme les noobs: stop tout à 10km de haut, puis "pseudo suicide burn" prés du sol, là ça peut le faire.
mais a prendre avec des pincette pour moi.

[Dakitess]

Mmh Skalou je suis pas tout à fait d'accord avec plusieurs de tes remarques ou alors je n'ai pas compris ce que tu voulais dire :

Je ne vois pas de gain instantané en énergie cinétique grace à Oberth, c'est à dire comparativement entre basse et haute vitesse au moment de l'injection : bien sur qu'un gain de 5 m/s a l'impulsion augmente la vitesse de... 5m/s et donc l'énergie cinétique de son équivalent. Mais ces 5m/s à vitesse nulle à l'apogée ou au sommet de la trajectoire du gymnaste, et ces 5 m/s à vitesse max au moment de quitter le trampoline, ne résultent pas en un gain net d'énergie cinétique différent. C'était là dessus que je bloquais sur CPC, c'était l'objet du test dans KSP. Je ne vois pas comment un gain cinétique peut s'exprimer, à masse égale, sans gain sur la vitesse. Et ça ne semble simplement pas être le cas, le gain n'est que dans la durée : profiter de ces 5 m/s au plus tôt, pour écourter le temps d'exposition au champ gravitationnel ou plutôt monter plus vite dans le même laps de temps, plus tôt.

Le Suicide Burn a donc tout de l'exemple le plus appliqué à mes yeux de l'intérêt d'Oberth : le découpage par palier, avec l'annulation à 5km, puis à nouveau à 1km, puis encore à 100m et enfin l'atterrissage consomme vraiment beaucoup plus qu'un vrai beau suicide burn théorique unique. Parce que... parce que trampoline, décollage, cinématique inverse.

Et... Et c'est là que me revient le doute concernant l'effet Oberth : caractérise t il vraiment autre chose que les gravity losses ? L'intérêt de pousser fort au décollage, de décélérer fort à l'atterrissage, se passait jusqu'à présent d'une quelconque référence à Oberth : le travail effectif, le gain perceptible, le résultat acquis est plus élevé en y allant franco (hors considération atmosphérique) parce que l'on réduit d'autant le temps que l'on passe à luter contre le champs gravitationnel et rejoindre une situation stable : force conservatrice, il faut constamment dépenser de l'énergie pour la contrer, à l'inverse de la très grande majorité des forces auxquelles on a affaire au quotidien. Si je mène ma voiture à 100kmh, en coupant le moteur, elle continue sur sa lancée. Surtout si j'en néglige tous les frottement, je n'ai pas besoin d'entretenir le mouvement.

De fait, Oberth semble être le nom donné à l'effet analogue dans l'espace, en mouvement inertiel. Bon. Mais si l'analogie du trampoline est complète, et j'avoue que ça y ressemble fort et répond à toutes les questions, alors cet effet n'a pas besoin d'exister en soit, il n'est pas différencié des mécanismes au sol. M'enfin ça n'enlève rien à M. Oberth, si tel est le cas, d'avoir su le percevoir dans un contexte ou effectivement cela n'est pas si trivial ^^

S'il reste une question, c'est donc de savoir si la trajectoire inertielle d'un mobile sur son orbite, s'est déjà affranchie du potentiel de pesanteur, a rejoint une situation stable, et n'est donc plus soumis aux gravity losses... J'avais cette opinion que tu sembles défendre, Skalou, mais de fait j'en viens à douter. Après tout, c'est par l'interaction avec ce champs de pesanteur que l'orbite à cette forme, acquise certes, mais lors d'une modification (injection, incrément de vitesse), on joue toujours selon ses règles : il faut livrer l'énergie au moment ou elle profitera le plus à l'ensemble.

C'est subtil X) Pas encore tout à fait sur de bien percevoir l'ensemble ^^