Velocità di fuga e velocità razzi Saturn

[Giulio Severini]

Ciao, mi sono sempre chiesto quale fosse la potenza, in CV, dei motori
dei razzi Saturn, per capisci i razzi con cui saremmo andati sulla
Luna, e la velocità massima raggiunta da questi.
Da più parti ho letto che i razzi Saturn hanno superato Mach 30, ma
vedendo questo video http://www.youtube.com/watch?vðYd-GxJ_QM&feature=related
pare che tale velocità non venga raggiunta, nemmeno dopo 3 minuti dal
lancio.
Considerando che la velocità di fuga della Terra è di 11,2 km/s, per
raggiungere la Luna un razzo deve necessariamente andare più veloce di
11,2km/s o mi sbaglio?
Ma a che altezza venne raggiunta tale velocità, nelle missioni Apollo?
Altri dettagli tecnici sono graditi :)
Grazie.
Giulio.

[inbario]

Post by Giulio Severini
Ciao, mi sono sempre chiesto quale fosse la potenza, in CV, dei motori
dei razzi Saturn, per capisci i razzi con cui saremmo andati sulla
Luna, e la velocità massima raggiunta da questi.
Da più parti ho letto che i razzi Saturn hanno superato Mach 30, ma
vedendo questo video
http://www.youtube.com/watch?vðYd-GxJ_QM&feature=related
pare che tale velocità non venga raggiunta, nemmeno dopo 3 minuti dal
lancio.
Considerando che la velocità di fuga della Terra è di 11,2 km/s, per
raggiungere la Luna un razzo deve necessariamente andare più veloce di
11,2km/s o mi sbaglio?
Ma a che altezza venne raggiunta tale velocità, nelle missioni Apollo?
Altri dettagli tecnici sono graditi :)
Grazie.
Giulio.

qui ci sono alcuni dati

http://it.wikipedia.org/wiki/Saturn_V

[Giulio Severini]

Post by inbario
qui ci sono alcuni dati
http://it.wikipedia.org/wiki/Saturn_V

Si, questo articolo me lo sono letto una decina di volte, ma non so a
quanti CV corrisponde un newton di potenza (credo 5 o 6 ma non ne sono
sicuro). E poi non è riportata la velocità massima raggiunta,
l'accelerazione e via dicendo :(

[Giacomo "Gwilbor" Boschi]

In data Thu, 24 Jun 2010 06:22:20 -0700 (PDT), Giulio Severini ha

Post by Giulio Severini
Si, questo articolo me lo sono letto una decina di volte, ma non so a
quanti CV corrisponde un newton di potenza (credo 5 o 6 ma non ne sono
sicuro).

A questo puoi rimediare facilmente: google può fare la conversione di
unità di misura, oppure cerchi il fattore e fai da solo il conto, oppure
vai alla versione inglese della pagina che dà le cifre in entrambe le
unità di misura

Post by Giulio Severini
E poi non è riportata la velocità massima raggiunta,

Per questo devi cercare informazioni sulla velocità ottenuta dopo la
iniziezione trans-lunare. Qui:

http://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_8

c'è scritto che il record di velocità fu di 10822 m/s

Post by Giulio Severini
l'accelerazione

Per questo invece ho ripescato questo grafico della nasa:

Loading Image...

[Giorgio Bibbiani]

Post by Giacomo "Gwilbor" Boschi

Post by Giulio Severini
Si, questo articolo me lo sono letto una decina di volte, ma non so a
quanti CV corrisponde un newton di potenza (credo 5 o 6 ma non ne
sono sicuro).

A questo puoi rimediare facilmente: google può fare la conversione di
unità di misura, oppure cerchi il fattore e fai da solo il conto,
oppure vai alla versione inglese della pagina che dà le cifre in
entrambe le unità di misura

Eh?
Se Google fa le conversioni da newton a CV, rinnego i miei
peccati e mi converto pure io! ;-)
Nota per Giulio Severini: in newton si potra' misurare la
spinta esercitata dai motori, non una qualche potenza.

Ciao

[Giacomo "Gwilbor" Boschi]

Post by Giorgio Bibbiani
Eh?
Se Google fa le conversioni da newton a CV, rinnego i miei
peccati e mi converto pure io! ;-)
Nota per Giulio Severini: in newton si potra' misurare la
spinta esercitata dai motori, non una qualche potenza.

Hai fatto bene a riprendermi, è che ho risposto talmente veloce che non
mi sono neanche accorto che aveva scritto CV, istintivamente avevo
pensato alla conversione libbre-forza/newton (o kg-forza/newton)

In questo caso il quesito è molto più interessante, come si calcola la
potenza di un razzo? L'unica strada a cui riesco a pensare è fare il
semiprodotto fra i kg al secondo di materia espulsa e la velocità di
espulsione.

[Giacomo "Gwilbor" Boschi]

In data Sun, 27 Jun 2010 16:38:54 +0200, Giacomo "Gwilbor" Boschi ha

Post by Giacomo "Gwilbor" Boschi
il
semiprodotto fra i kg al secondo di materia espulsa e la velocità di
espulsione.

Ovviamente la velocità al quadrato, sennò non torna...

[Soviet_Mario]

Post by Giacomo "Gwilbor" Boschi

Post by Giorgio Bibbiani
Eh?
Se Google fa le conversioni da newton a CV, rinnego i miei
peccati e mi converto pure io! ;-)
Nota per Giulio Severini: in newton si potra' misurare la
spinta esercitata dai motori, non una qualche potenza.

Hai fatto bene a riprendermi, è che ho risposto talmente veloce che non
mi sono neanche accorto che aveva scritto CV, istintivamente avevo
pensato alla conversione libbre-forza/newton (o kg-forza/newton)
In questo caso il quesito è molto più interessante, come si calcola la
potenza di un razzo? L'unica strada a cui riesco a pensare è fare il
semiprodotto fra i kg al secondo di materia espulsa e la velocità di
espulsione.

Ammesso di conoscere la resa energetica di un motore a
razzo, ossia endoreattore (presumo bassa), si può stimare in
quanto tempo brucia il contenuto del serbatoio.
Mi pare che il primo stadio del saturno V (ossigeno liquido
e cherosene) bruciò, cito a stra memoria e sbaglierò di
certo, qualcosa come sette-ottocento tonnellate di cherosene
in meno di sei minuti.
Nota la resa (20 % ??? boh), si può avere un'idea della
potenza MEDIA nell'arco dell'accensione. Ovviamente non di
quella di picco.
Cmq la resa dell'endoreattore non la so proprio, nemmeno
l'ordine di grandezza
ciao
Soviet

[Giorgio Bibbiani]

Post by Giacomo "Gwilbor" Boschi
In questo caso il quesito è molto più interessante, come si calcola la
potenza di un razzo? L'unica strada a cui riesco a pensare è fare il
semiprodotto fra i kg al secondo di materia espulsa e la velocità di
espulsione.

Adesso ti e' saltato un quadrato. ;-)
Credo che si dovrebbe specificare cosa si intenda per "potenza"
di un razzo, la prima definizione che mi viene in mente e' "potenza
termica del motore a razzo", nel caso del Saturn V che secondo wikipedia
brucia 788 kg di kerosene al secondo (!) sono oltre 30 GW, oppure
si potrebbe intendere "potenza meccanica sviluppata sul razzo",
cioe' prodotto scalare della spinta per la velocita', in questo caso pero'
la grandezza sarebbe meno utile, in quanto dipenderebbe dal valore
della velocita' del razzo come del resto e' gia' stato detto da Alberto,
nell'esempio che hai fatto avresti ottenuto la potenza meccanica
sviluppata sui gas di combustione (nel riferimento del razzo), cioe'
l'energia cinetica macroscopica dei gas di combustione rapportata
con la durata della combustione, che sara' quindi minore della potenza
termica.
Comunque piuttosto che la potenza direi che la spinta sia una
grandezza che meglio caratterizza le prestazioni del motore a razzo.

Ciao

[Giacomo "Gwilbor" Boschi]

Post by Giorgio Bibbiani
Adesso ti e' saltato un quadrato. ;-)

Eggià, purtroppo i tempi tecnici di un ng moderato rendono difficile una
correzione al volo.

Post by Giorgio Bibbiani
Credo che si dovrebbe specificare cosa si intenda per "potenza"
di un razzo,

Si, hai proprio centrato il "busillis" che non mi era chiaro, grazie
della risposta!

Post by Giorgio Bibbiani
l'energia cinetica macroscopica dei gas di combustione rapportata
con la durata della combustione, che sara' quindi minore della potenza
termica.

Ed il rapporto delle due potenze può essere interpretato come
un'efficienza del motore, se ho capito bene.

Post by Giorgio Bibbiani
Comunque piuttosto che la potenza direi che la spinta sia una
grandezza che meglio caratterizza le prestazioni del motore a razzo.

Sì infatti, non è mai elencato come parametro dei motori a razzo. Fanno
eccezione quelli alimentati elettricamente, come i motori a ioni.

[Alberto]

Post by Giulio Severini
Si, questo articolo me lo sono letto una decina di volte, ma non so a
quanti CV corrisponde un newton di potenza

Il newton è una unità di forza, non di potenza come il CV

Devi usare
Lavoro= forza * spostamento

poi dividi per il tempo e hai
Potenza= forza * velocità

Un motore a reazione ( razzo, reattore) non hanno potenza fissa,
dipende dalla velocità.
Sapere la potenza non sarebbe cmq utile per capire che propulsione da
un motore a reazione, che ha una dinamica retta da
Forza= massa * accelerazione



Detto questo, se usassi quei motori a terra non come reattori,
darebbero circa 40 milioni di cavalli
l'uno ( 30 GW) .
E' un valore prossimo alla potenza prodotta da tutte le centrali
elettriche italiane( 50-60GW).
La potenza di un tipico reattore nucleare, per esempio come quelli che
fanno da propulsore per le portaerei, è 1 GW.

[noquarter]

Post by Giulio Severini
Considerando che la velocità di fuga della Terra è di 11,2 km/s, per
raggiungere la Luna un razzo deve necessariamente andare più veloce di
11,2km/s o mi sbaglio?

si usano tecniche piu' sofisticate, con inserimento in orbita e un
successivo trasferimento e cattura da parte del campo gravitazionale lunare
http://en.wikipedia.org/wiki/Trans-lunar_injection

Post by Giulio Severini
Ma a che altezza venne raggiunta tale velocità, nelle missioni Apollo?

http://en.wikipedia.org/wiki/Saturn_V
"quasi" :)
On Apollo 11, TLI came at 2 hours and 44 minutes after launch. The S-IVB
burned for almost six minutes giving the spacecraft a velocity close to
the Earth's escape velocity of 11.2 km/s (40,320 km/h; 25,053 mph). This
gave an energy-efficient transfer to lunar orbit with the moon helping to
capture the spacecraft with a minimum of CSM fuel consumption



Ciao!
Andrea

[Giacomo "Gwilbor" Boschi]

In data Wed, 23 Jun 2010 14:39:38 -0700 (PDT), Giulio Severini ha

Post by Giulio Severini
Da più parti ho letto che i razzi Saturn hanno superato Mach 30, ma
vedendo questo video http://www.youtube.com/watch?vðYd-GxJ_QM&feature=related
pare che tale velocità non venga raggiunta, nemmeno dopo 3 minuti dal
lancio.

Vorrei anche vedere... altrimenti dopo tre minuti hai della marmellata
di astronauti!

Bene o male tutti i razzi impiegano 8-10 minuti per raggiungere la
velocità orbitale (circa 7000 m/s), specialmente quelli che trasportano
esseri umani. La velocità massima viene raggiunta in un secondo momento,
quando il razzo viene riacceso per dirigersi verso la luna.

Post by Giulio Severini
Considerando che la velocità di fuga della Terra è di 11,2 km/s, per
raggiungere la Luna un razzo deve necessariamente andare più veloce di
11,2km/s o mi sbaglio?

Sbagli, perché la Luna è all'interno del pozzo gravitazionale terrestre.
Quindi non è necessario raggiungere la velocità di fuga. Inoltre, quella
è la velocità di fuga calcolata sulla superficie della Terra, ma se si
parte dall'orbita la velocità di fuga è minore (non di molto mi pare, ma
minore).

Spero di aver chiarito, ciao!

[Anonimonome Anonicognome]

ciao,

Post by Giulio Severini
Considerando che la velocità di fuga della Terra è di 11,2 km/s, per
raggiungere la Luna un razzo deve necessariamente andare più veloce di
11,2km/s o mi sbaglio?

Non e' necessario raggiungere la velocita' di fuga per arrivare sulla
Luna, anzi sarebbe dannoso.

Considera un corpo celeste senza atmosfera e sulla sua superficie
(ma si puo' calcolare da qualunque posizione) un oggetto (per esempio
un pallone).

Supponiamo di fornire una certa velocita' al pallone (per esempio
dandogli un calcio).
Se la velocita' e' sufficiente si stacchera' dal suolo (nota che non
si parla di spinta costante ma l'oggetto procede per inerzia dopo la
spinta iniziale).

La velocita' di fuga e' la velocita minima per cui non ricadra' sul
corpo celeste.

Il caso di un razzo e' completamente differente perche' l'aria produce
attrito e inoltre lo scopo del razzo non
e' quello di essere slegato gravitazionalmente della terra.

Se il razzo arrivasse ad avere la velocita' di fuga all'interno
dell'atmosfera temo proprio brucerebbe senza speranza mentre se la
raggiungesse fuori dall'atmosfera si dovrebbe poi sprecare altra
energia per rallentarlo e farlo entrare in orbita lunare.

In linea di principio puoi arrivare sulla luna con un razzo a
carbonella che viaggia a 1km/h !
(devi "solo" avere un motore che ti permetta di avere quella velocita'
per un tempo sufficiente).
ciao
Paolo