Distacco del primo stadio del Saturn

giusto :stuck_out_tongue_winking_eye:

Urca hai ragione, stavo cercando quali forze potevano agire sul razzo e non ci avevo pensato!

Gwilbor e Desperado, attenzione !! le forze agenti sul razzo sono trasmesse agli astronauti attraverso il seggiolino e le cinture: quando la spinta dei gas di scarico si trasmette all’ugello questo la trasmette a sua volta a tutte le parti ad esso solidali, ognuna con la propria inerzia: quando la spinta cessa, l’astronauta, come tutti i singoli componenti del razzo, come da leggi di Newton, tende a mantenere il suo stato di moto, per cui il razzo non aumenta più la sua velocità e l’astronauta si sente “spinto” avanti, finchè la reazione delle cinture lo rischiaccia al seggiolino facendogli riacquisire lo stesso stato di moto del razzo. E’ tutta una questione di vincoli che trasmettono le forze esterne (gas di scarico) al corpo in questione o meglio a tutti i singoli componenti del razzo attaccati in vario modo l’uno con l’altro.
Scusate se sono stato un po’ contorto

Ma questo se non sbaglio lo stanno contemplando…
In effetti razzo e astronauta dovrebbero avere le stesse reazioni essendo sottoposti alle stesse forze (inerzia e gravità), ma il fatto che il razzo rallenti di più (l’astronauta è spinto verso le cinture) non quadra, a meno che non intervenga la forza di attrito dell’aria che invece agisce necessariamente solo sul razzo. Dipende però da quanto è questa forza date le altezze e rarefazione dell’atmosfera…

Io almeno interpreto così!

mmm… :thinking: Non capisco: dici che l’astronauta si sente spinto in avanti perché tende a mantenere il suo stato di moto ma lo stato di moto è lo stesso del razzo! Teoricamente, supponendo che non ci sia nessuna forza che agisce sul razzo e sugli astronauti dopo lo spegnimento questi avrebbero la stessa velocità e quindi rimarrebbero fermi uno rispetto all’altro!

Infatti quello che Gwilbor faceva notare è che una volta distaccato il primo stadio su cui possiamo pensare sia applicata la spinta, secondo stadio e astronauti dovrebbero subire la stessa decellerazione in mancanza di forze esterne. :thinking:

Però rileggendo meglio astroteo

e quindi i retrorazzi e l’eventuale attrito potrebbero produrre l’effetto sugli astronauti

Infatti… detto francamente non ho molto capito tutto il discorso che si sta facendo…
Al MECO gli astronauti sono “spinti” in avanti (togliendo la rapida fase transitoria descritta da astroteo) semplicemente perchè sono in microgravità… un attimo primo erano a diversi G e quindi schiacciati al seggiolino e un attimo dopo sono in microgravità, quindi liberi di spostarsi anche in avanti senza “pesare” contro il seggiolino… io non la farei così complicata… mi sfugge qualche cosa?

Infatti quello che Gwilbor faceva notare è che una volta distaccato il primo stadio su cui possiamo pensare sia applicata la spinta, secondo stadio e astronauti [b]dovrebbero subire la stessa decellerazione[/b] in mancanza di forze esterne. :thinking:

Vediamo di non fare confusione :nerd:: in mancanza di forze esterne (stiamo idealizzando) astronauti e razzo non subiscono alcuna decelerazione, ma mantengono la stessa velocità. Se si ha invece una forza esterna contraria al moto che agisce solo sul razzo (quindi no forza peso) questa rallenta il razzo (decelerazione): gli astronauti tenderebbero a mantenere ancora il proprio stato di moto ma, essendo solidali al razzo, vengono rallentati anch’essi. Rispetto agli astronauti è come se ci fosse una forza che li spinge verso avanti che deve essere contrastata dalle cinture! :smiley:

Ah cmq la mia risposta di prima voleva esprimere che il ragionamento di Franz non mi sembra tornare: come le forze sono applicate non ha alcuna influenza, al termine della spinta astronauti e razzo hanno lo stesso stato di moto! (trascurando eventuali elasticità dei materiali che potrebbero ritornare l’energia elastica assorbita).
Rileggendola sembra alquanto ambigua… :confused:

Queto è chiaro. Infatti nella domanda con cui ho aperto il topic non riuscivo a individuare quali forze esterne dovevano essere considerate( avendo escluso la gravità) :smile:

Infatti mi rendo conto di non aver ben descritto i fatti: ci riprovo.
Se applico una forza esterna a due corpi uniti in modo rigido, l’insieme si comporta come un corpo unico e accellera finchè la forza è applicata. Nel nostro caso la forza è data dalla spinta dei gas di scarico sull’ugello e i due corpi sono il razzo e l’astronauta legati insieme dalle cinture di sicurezza Ok? Ora ci viene in aiuto l’Apollo 15 Flight journal (vedi il link http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/ap15fj/01launch_to_earth_orbit.htm) dove sono descritte in modo particolareggiato le fasi del volo del Saturn V, oltre a grafici con le accelerazioni e le dirette testmonianze degli astronauti che parlano di “big bang” durante lo staging del primo stadio: da sottolineare che in quel punto a circa 70 km di quota sono ancora sensibili gli effetti della pur rarefatta atmosfera. Insomma durante il distacco si produce sul razzo una certa decelerazione: le forze che la determinano si trasmettono sull’astronauta (che naturalmente cerca di mantenere per inerzia il suo stato di moto) solo tramite l’azione delle cinture di sicurezza senza le quali si stamperebbe sul cruscotto.

Questo grafico lascia pochi dubbi.
Si vede che ad ogni “staging” l’accelerazione va a zero e non in negativo, quindi, come ha detto Albyz, l’effetto sul passaggio primo-secondo stadio è semplicemente dovuto al passaggio secco da 4g a zero e l’effetto sul corpo è una spinta in avanti data dalla reazione dei sedili…

Ma è quello che veniva detto fin dall’inizio… :thinking:
Credo ci sia stato solo un fraintendimento nell’interpretazione delle parole!
Da quello che ho interpretato io, si cercava di capire qual era la forza che faceva rallentare di più il razzo visto che l’astronauta “continua la sua corsa” e viene fermato dalle cinture…

:ok_hand:

Non credo ci sia nulla di simile, sarebbe un’accelerazione “negativa” per l’astronauta e questo ne dal grafico ne concettualmente pare possibile…

Se rileggi alcuni interventi vedi che ci sono delle frasi quantomeno ambigue, che danno l’impressione che ci siano accelerazioni dove in realtà non ce ne sono.

Al MECO gli astronauti sono "spinti" in avanti (togliendo la rapida fase transitoria descritta da astroteo) semplicemente perchè sono in microgravità... un attimo primo erano a diversi G e quindi schiacciati al seggiolino e un attimo dopo sono in microgravità, quindi liberi di spostarsi anche in avanti senza "pesare" contro il seggiolino... io non la farei così complicata... mi sfugge qualche cosa?

L’importante è che “spinti” rimanga fra virgolette e che non venga scambiato per una vera e propria accelerazione in avanti dell’astronauta.

Ricapitolando, a motori spenti, si può parlare di vera e propria spinta avvertita dall’astronauta solo per due motivi: attrito atmosferico (che frena il razzo) o elasticità del sedile (che accelera l’astronauta). Ma il semplice spengimento dei motori di per sé non provoca spinte in avanti dei passeggeri. Questo è quello che volevo sottolineare dall’inizio.

Cioè… l’attrito aerodinamico sarebbe sufficiente per stampare sul cruscotto un astronauta senza cinture??? :thinking:

Se il razzo passa da 40 m/s[sup]2[/sup] a 0 ci deve essere qualche cosa che lo frena e quindi anche “un’accellerazione negativa” che porta l’accellerazione totale a zero.
Però non credo si possa attribuire la “spinta in avanti” degli astronauti alla semplice forza elastica dei sedili…anche perchè l’astronauta resta schiacciato contro le cinture (verso il parabrezza) finchè il secondo stadio non si accende.
Quindi vuol dire che da qualche parte c’è qualcosa che frena il razzo riducendo l’accellerazione (ma non la velocità)
e non frena gli astronauti (i quali quindi risentono della forza apparente).

Se il razzo passa da 40 m/s[sup]2[/sup] a 0 ci deve essere qualche cosa che lo frena e quindi anche "un'accellerazione negativa" che porta l'accellerazione totale a zero.

:thinking: Non per essere pignolo a tutti i costi ma sennò dopo non ci capiamo più tra noi… Una variazione di accelerazione non è un’accelerazione quindi non “frena” e non è collegata alle forze inerziali che dipendono solo da accelerazioni o da velocità angolari e accelerazioni angolari.
Ciò che provoca una variazione di accelerazione è una variazione di forza, quindi il semplice motivo per cui l’accelerazione passa da 40\quad \frac{m}{s^2} a 0\quad \frac{m}{s^2} è perché la spinta propulsiva si interrompe…

in effetti ho detto una caz…volata :flushed:
parlavo di accellerazione e pensavo alla velocità… il mio neurone è andato in standby

Mamma mia che polverone che si è alzato in questa discussione! :stuck_out_tongue_winking_eye:
La mia voleva essere una precisazione tecnica di quello che accadeva durante la separazione tra gli stadi, non la spiegazione stessa del fenomeno di decelerazione discusso da Aj, Albyz e Desperado.
Va detto inoltre, chiedendo scusa a tutti, che ho inserito nel mio post precedente, un piccolo errore di battitura, che forse è stata la causa scatenante dell’acceso e tormentato dibattito successivo! I retrorazzi dello stadio S-1C, infatti, non venivano accesi prima dell’innesco delle cariche di separazione, come ho purtroppo scritto, ma alcuni ms dopo, provocando un piccolo sobbalzo degli stadi, a causa del tiro alla fune che si verificava per alcuni ms nella linea di separazione.

Scusate ancora l’errore, purtroppo è la stanchezza della giornata lavorativa che si accumula! :skull:

Certo, ho i documenti ufficiali della NASA, inerenti la missione Apollo 8. Riporto in calce:

The sequence for separation is as follows: Half a second after shutdown of the first stage, the four ullage motors mounted around the interstage ignite, followed a fifth of a second later by a command to fire the first separation explosive and ignition of the eight retro rockets mounted in the conical fairings near the base of the S-IC. The two sets of rockets firing in opposite directions pull the two sections of the vehicle apart. Physical separation comes soon after and half a second later, the J-2 engines on the S-II stage are started. The S-II ullage rockets were eventually deleted from the later Saturn V’s.

Fonte: http://history.nasa.gov/ap08fj/01launch_ascent.htm