Les vidéos de Go Mars !

 Voici le deuxième vol de notre grande fusée Cocavic M, au lieu-dit Lesvrez, non loin de Camaret :

Vol 2 de la Cocavic M, fusée à eau à Flux d'Air Inversé ; Inverted Air Flow water-rocket

 

 

Voici à présent la vidéo du premier vol du premier vol de la Cocavic M, au même endroit :

Vol 1 de la Cocavic M, fusée à eau à Flux d'Air Inversé ; Inverted Air Flow water-rocket

 Si vous ne disposez que d’un  bas débit, voici la même vidéo zippée (1,7 Mo). Faite un clic droit sur le lien puis sélectionner "Enregistrer la cible du lien sous..." (et rien d’autre)


Sur YouTube vous trouverez les vidéos de la grande CocavicM lors de son premier et de son deuxième vol

Voici à présent une courte vidéo d'un vol de la petite Bad 330 , une fusée de faible volume qui emporte cependant le même conteneur parachutal que la grande Cocavic M, conteneur à minuterie que l'on peut voir sur cette photo.

 

Vol de la Bad 330; Fusée à eau à parachute. Chute water-rocket

Et voilà une animation du test au banc d'essais d'une fusée à Flux d'Air Inversé.

Le fond de l'image, qui révèlait le désordre typique d'un fond de jardin, a été retravaillé ; c'est ce qui explique la disparition de certaines éclaboussures :

Fusée à Flux d'Air Inversé au banc d'essais; Inverted Air Flow water-rocket on test-bench

Cliquer pour obtenir une meilleure définition

 

 

Vidéos d'aérodynamique générale des fusées et capsules spatiales :

 

Vol de 3/4 de sphère (soufflerie verticale)

 

Vol du vaisseau sphérique Vostock de Gagarine (soufflerie verticale)

 

Stabilité du vaisseau sphérique Vostock de Gagarine (soufflerie horizontale)

 

Vol d'un modèle de capsule Mercury (soufflerie verticale) :


Vol d'un modèle de capsule Apollo (soufflerie verticale) :

Notre capsule Apollo en soufflerie verticale; Capsula Apollo-like in vertical wind-tunnel

 

Il est amusant de constater que la NASA a réalisé (et réalise sans doute toujours) de tels vols libres de maquettes en soufflerie verticale (à vitesse subsonique). Nous l'ignorions nous-même lorsque nous avons eu l'idée de faire voler nos premières capsules de cette façon.

Un certain nombre de films de l'époque de la conquête de la Lune sont disponibles en version digitalisée (en trois définitions), grâce au Langley Research Center Digitization Project  ;

en particulier, on peut voir en vol libre  une capsule Mercury et une capsule Apollo (ici en moyenne définition). Ce dernier vaisseau spatial ne se montre d'ailleurs pas (est-ce l'effet d'un centrage choisi trop "limite" ?) d'une stabilité à toute épreuve...

Mobile empenné en vol libre dans notre soufflerie verticale. L’image de cet engin (pouvant tout à fait symboliser une fusée) est présentée ici à l’horizontale pour élargir le champ, mais le vol est bien vertical, la partie rouge vers le bas :

Fusée symbolique en vol libre; rocket-like body in vertical wind-tunnel

Anti champignon : l’avenir du tourisme spatial ? Cet objet est en lévitation aérodynamique dans notre soufflerie verticale :

Antichampignon en lévitation aérodynamique; mushroom-like body in vertical wind-tunnel 

Stabilité étonnante d'un modèle de parapluie expliquant la stabilité des capsules spatiales Mercury, Apollo, Soyouz et des capsules de l'avenir (soufflerie horizontale; le vent vient de la gauche)

 

Stabilité surprenante d'un vrai parapluie dans une forte brise marine :

Etonant stabilité du parapluie

Stabilité d'une ogive hémisphérique :  Les ogives hémisphériques sont souvent considérées comme des cas spéciaux d'ogives elliptiques. En conséquence de quoi, et en application de la Théorie de Corps Élancés, on considère que leur Centre de Portance se trouve au 1/3 avant. Or les ogives hémisphériques ne peuvent être justiciables de la Théorie des Corps Élancés (elles ne sont en rien élancées)... Cette vidéo, illustration de notre texte consacré à ces ogives et qui est à rapprocher de celle du parapluie, montre que le CPA d'un corps (raisonnablement court) à ogive hémisphérique est située en arrière de l'hémisphère, sur la partie cylindrique qui la suit.  Le vent vient de la gauche; le corps mesure 100 mm de diamètre et pèse 178 g. La vidéo est conclue par les deux positions extrêmes suivantes...

Animation : stabilité de l'ogive hémisphèrique




Étonnante stabilité du cône de rétreint : (soufflerie horizontale) :   Cette expérience très contre-intuitive montre qu'un cône présenté pointe en arrière dans un courant d'air est statiquement stable dans cette position. Mais elle montre également que ce corps est victime d'un anti-amortissement qui tend à amplifier ses oscillations, ce qui ne tarde pas à le chasser de sa position d'équilibre statique.  Le vent vient de la gauche...

Animation : stabilité anti-amortie du cône de rétreint

Stabilité du cône de rétreint amorti : Même expérience, mais nous avons graissé l'espace entre l'axe de pivotement du rétreint et le tube blanc qui le reçoit. ceci suffit à créer un amortissement qui dissipe le surplus d'énergie capté par le rétreint lors de ses retours au neutre. Le corps en devient dynamiquement stable, même s'il réagit toujours aux turbulences du courant d'air :

Animation : stabilité du cône de rétreint amorti

Stabilité étonnante d'un "diabolo"(soufflerie horizontale)... Cette expérience est évidemment lièe à la précédente, puisque l'avant d'un diabolo est .. un cône de rétreint (statiquement stable par rapport à son petit bout)  et que son arrière est un cône "pointe en avant" (stable statiquement et dynamiquement par rapport à son petit bout) :

Animation : aérodynamique du diabolo

Curieuse stabilité de la boîte de Pringles :  Cette boîte cylindrique se montre stable autour d' un point de pivot situé à plus d'un diamètre de l'avant !  Cette expérience illustre de façon amusante nos recherches sur les ogives à tête plate (relatées dans notre  texte  sur les Corps Élancés). Elle confirme bien que la Portance d'une tête plate est reportée très en arrière de  l'avant du corps :

Animation : stabilité de la boîte de Pringles

Visualisation par Henri Werlé, de l'ONERA, de la poche d'eau morte se créant derrière la tête plate d'un ancienne locomotive BB. C'est à l'existence de cette poche d'eau morte, immédiatement derrière sa tête plate, que la boîte de Pringles doit sa curieuse stabilité ; en effet cette poche est censée se développer sur 1,5 à 1,6 diamètres de longueur.

Animation de la poche d'eau morte captée par Henri Werlé de l'ONERA

, effectuée par notre tableau de simulation Excel. Cette animation montre la composition des efforts pendant le vol. La fusée fait rapidement face au vent. Les forces de Portance et de Traînée dessinées ici sont la Portance et  la Traînée des avionneurs et non des fuséistes. À la pointe de l'ogive est attaché un fil de laine virtuel indiquant le vent relatif en ce point. En passant les images au ralenti on peut observer que, lors de la première oscillation, la vitesse de rotation angulaire de la fusée annule la Portance avant même le retour au neutre. Ce phénomène constitue un amortisseur des oscillations de la fusée : 

décollage d'une fusée surstable (vignette)

Deux autres animations du décollage d'une fusée surstable par vent fort, avec représentation de la trajectoire du CdM et de la pointe de l'ogive :  

--> en repère sol  (c-à-d tel que le voient les observateurs au sol )

--> en repère air (c-à-d tel que le verrait un insecte entraîné par le vent ).

On pourra apprécier à quel point ces deux visions d'un même mouvement sont différentes...



Une ogive conique, fabriquée en film souple, est écrasée sur sa base. Si, écrasée de la sorte, elle est placée face au vent, va-t-elle reprendre sa forme conique en avançant contre le vent ? (sachant que la pointe du cône a été retirée, par découpe du film, et qu'il y a donc un "évent" dans la zone du  point d'arrêt)

Sur cette vidéo, le vent vient de la gauche. L'ogive est fabriquée à partir d'un sac plastique pour fruits et légumes, ce qui lui donne un angle au sommet de 60°. La même expérience peut être réalisée par chacun d'entre-nous dans la rue, dès qu'il y a du vent...


Croissance d'une ogive en film souple (vignette)

Que démontre cette vidéo ? Elle démontre que la pression de l'écoulement au point d'arrêt est plus forte que celle s'appliquant sur tout autre point de l'ogive.  Une étude du champ de pression sur les ogives indique d'ailleurs qu'à mesure que l'on s'éloigne du point d'arrêt, la pression locale décroît, jusqu'à devenir inférieure à la pression atmosphérique : dans cette large zone en dépression, la surface des ogives est donc réellement aspirée vers l'avant ! C'est ce qui explique que la Traînée atmosphérique des ogives est paradoxalement très faible (Hoerner la donne même comme négative, pour certaines formes d'ogive)...

Instabilité foncière d'un ballon à hélium dans son ascension :  Cette expérience, que chacun peut réaliser (ou observer lors des lâchers de ballons), nous ouvre les yeux sur le fait qu'un ballon à hélium est, de par ses formes, systématiquement instable dès qu'il prend de la vitesse, ceci malgré ses formes assez profilées. Son ascension sera donc la répétition, un nombre de fois indéfini, du cycle suivant : "prise de vitesse, embardée due à l'instabilité aérodynamique, freinage du fait que l'embardée présente le corps sous sa plus grande surface" et ainsi de suite.

 

Cette instabilité intrinsèque du ballon de baudruche est due au fait que la Portance de sa partie avant (grossièrement hémisphérique ou hémi-ellipsoïdale) et la Déportance de sa partie arrière (rétreint grossièrement conique) créent un moment qui projette le Centre de Portance en avant même du corps. Il n'est donc pas possible qu'un tel ballon piriforme soit stable, sauf à lui adjoindre un empennage ou à placer un lest très en avant de lui-même sur une pylône...

Dernière chose à remarquer  : Portance et Déportance de la  partie avant et arrière du ballon ne sont pas égales puisque sa trajectoire marque un net crochet (la Portance totale est donc positive)...

Animation : aérodynamique du diabolo

 Une vidéo d'intérêt général : L'expérience de la chute des corps (dite de Galilée) pratiquée sur la Lune par un cosmonaute :

 

Expérience de Galilée (chute des corps) sur la Lune par Dave Scott ; Marteau et Plume ; Galileo experiment on the moon, Falling bodies, Hammer and Feather

Document NASA animé par nos soins d'après le document d'origine

L'astronaute Dave Scott laisse tomber en même temps un marteau et une plume.

 

Vidéos de la curieuse stabilité aérodynamique de la capsule Soyouz :

 

Comportement des panneaux isolés, départ soufflerie coupée

Panneaux à cellule à 45°

Test de la capsule sans panneaux

 

Tests capsule + panneaux, présentations et perturbations diverses, c-à-d :

Un panneau dessus, l'autre dessous

Un panneau de chaque côté, avec perturbation de la paroi et masquage par le culot de la capsule


 
Contrairement à ce que l'on pense intuitivement, c'est du côté de leur charnière que les bivalves éjectent l'eau qu'ils ont admise du côté de leur ouverture. Il y a donc deux "écarts", de part et d'autre de leur charnière, qui servent de tuyères d'éjection.
 
Cette vidéo a été filmée avec la complicité d'une animatrice d'Océanopolis (à Brest), laquelle  présentait au pétoncle sa main porteuse de l'odeur d'une étoile de mer (prédatrice des bivalves).
 
Lors de certaines expériences antérieures (malheureusement non saisies par nous en vidéo) on a pu observer parfaitement les deux jets de propulsion, du côté charnière des bivalves, sur le fond de sable.
 
Il faut préciser que ce déplacement "à réaction" est ici une fuite éperdue qui peut faire éclater le cœur de ces animaux...
 
Se déplacent-ils vraiment où ils le désirent (en dosant la force de leur deux jets de propulsion) ou fuient-ils au hasard ? C'est une bonne question...


Le pétoncle (cousin de la Coquille St jacques) se déplace à réaction.

 

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