S e c t e u r E S P A C E

imprimé le 27 octobre 1999
Edition Octobre 1999
De l’art de faire choir les fusées
là ou l’on souhaite
qu’elles choissent
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Note technique ANSTJ
ASSOCIATION NATIONALE SCIENCES TECHNIQUES JEUNESSE
S e c t e u r E S P A C E
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SOMMAIRE
1 - INTRODUCTION ............................................................................................................................................... 3
2 - OBJECTIF........................................................................................................................................................... 3
3 - LES OUTILS NECESSAIRES............................................................................................................................ 3
4 - EVALUATION DE LA TRAJECTOIRE ASCENDANTE DE LA FUSEE...................................................... 4
5 - EVALUATION DE LA TRAJECTOIRE DESCENDANTE DE LA FUSEE.................................................... 5
6 - LA PREDICTION DU POINT DE CHUTE....................................................................................................... 6
7 - PENDANT LE VOL............................................................................................................................................ 8
8 - L'AJUSTEMENT APRES LE VOL ................................................................................................................... 8
9 - L'EVALUATION DE LA FORCE DU VENT AU MOMENT DU LANCEMENT........................................ 10
Ce document a été rédigé par Michel Maignan

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1 - Introduction
Cette note technique est principalement destinée à l'équipe Méteo-Calcul des campagnes de
lancements de fusées expérimentales. Elle décrit une méthode de prédiction des points de chute des
fusées expérimentales. Le rôle de l'équipe Météo-Calcul est important, car sur lui repose une grande
part de la sécurité. La fusée doit retomber dans le gabarit. Il faut donc que son travail soit mené de
façon méthodique. C'est une grande satisfaction que d'assister après calculs, à l'atterrisage d'une
fusée à proximité de l'endroit prévu.
2 - Objectif
Il s'agit de faire retomber la fusée dans le gabarit de lancement, que le vol soit balistique ou sous
parachute et accessoirement de la faire retomber dans une zone accessible pour faciliter sa
récupération. Pour cela il est possible d'agir sur deux paramètres :
- l'angle de la rampe de lancement, que l'on appellera par la suite angle de site. Il se mesure à
partir de l'horizon. La rampe à la verticale correspond à un site de 90 °
- l'angle de la rampe par rapport au nord géographique, appelé angle de gisement et compté
comme sur la boussole (90° à l'est, 180° au sud, 270° à l'ouest).
3 - Les outils nécessaires
un compas,
un rapporteur,
quelques crayons à papier,
une boussole permettant de faire des relevées d'angle,
la carte de l'aire de lancement,
des supports transparents,
une paire de ciseaux,
une boite de punaise,
une règle graduée,
une girouette,
un anémomètre,
un théodolite Morin ou à défaut une paire de jumelles d'artilleur,
une paire de jumelles,
un chronomètre,
une calculette,
un P.C. avec le logiciel Trajec,
5 ballons de sondage par jour de campagne,
une bouteille d'hélium
un détendeur,
une tare de 150 g,
une échelle de Beaufort,

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L'idéal est de disposer de plusieurs cartes pour installer deux postes de travail afin de préparer
simultanément le vol des deux prochaines fusées. Si une fusée n'est pas prête et nécessite une
interversion des vols au dernier moment, l'on ne sera pas pris au dépourvu.
4 - Evaluation de la trajectoire ascendante de la fusée
La première étape consiste à évaluer la trajectoire de la fusée. Pour cela on utilise un logiciel de
trajectographie comme Trajec et l'on remplit le tableau suivant. ( les valeurs en italiques dans ce
tableau sont données à titre d'exemple et seront utilisées comme telles par la suite).
Site Demi-
portée Portée Altitude de culmination Temps d'ouverture du parachute Vitesse de descente sous parachute Durée de la descente
80° 260 m 520 m 1477 m 9,3 s 7 m/s 211 s
75° 388 m 776 m 1448 m 9,3 s 7 m/s 207 s
70° 513 m 1026 m 1410 m 9,3 s 7 m/s 201 s
65° 633 m 1266 m 1360 m 9,3 s 7 m/s 194 s
La portée correspond à la distance horizontale de la rampe au point de chute, parcourue par la fusée
quand le vol est balistique. La demi-portée est la distance entre la rampe et la projection normale au
sol, du point ou le parachute s'ouvre quand le vol est nominal.
On fabrique alors
pour chaque fusée
une réglette en
carton.
On reporte dessus
les données du
tableau à l'échelle
de la carte sur
laquelle on travaille.
260 m
388 m
513 m
633 m
520 m
776 m
1026 m
1266 m
Demi
Porté
Rampe

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Le mieux est de faire ce travail la veille. On interrogera le club lanceur sur les caractéristiques de sa
fusée avec le plus de précision possible. En particulier, le temps de déclenchement du parachute doit
être connu avec précision et s'appuyer sur une mesure. On croisera les informations avec celles
collectées par les contrôleurs et on s'assurera que le club ne retouche pas sa minuterie au dernier
moment.
Pour des raisons de sécurité, on s'interdit de lancer la fusée avec un angle > 80 ° et < 65 ° . 85 °
garantit que la fusée va s'éloigner un minimum de la zone des spectateurs et en-dessous de 65 °
autant faire décoller un avion !
5 - Evaluation de la trajectoire descendante de la fusée
Sous son parachute, la fusée vole au gré du vent. On l'évalue à l'aide d'un ballon sonde dont on
mesure l'angle de montée et la direction à l'aide d'un théodolite Morin ou à défaut une jumelle
d'artilleur. Il faut au préalable installer le théodolite sur son pied et le caler horizontalement grâce à
son niveau à bulle. Ensuite, on cale son zéro par rapport au nord géographique (celui de la carte).
Pour cela, avec la boussole on repère un obstacle lointain dans le paysage placé au nord. On tient
compte de la déclinaison magnétique locale. Ensuite, on vise cet obstacle avec le théodolite, et on
bloque l'alidade de gisement à zéro.
A l'abri dans la tente, on gonfle un ballon de sondage. On l'équilibre avec une tare de 50 grammes
prévue à cet effet. Ce tarage garantit que le ballon grimpera à la vitesse de 200 m / minute. Pour le
lâcher, il vaut mieux être deux. L'un suit le ballon et lit à haute voix les angles sur le théodolite,
l'autre note les valeurs et les réclame toutes les 30 secondes en surveillant le chronomètre. On
déclenche le chronomètre au moment du lâcher. Deux pions de visée placés sur le coté du théodolite
permettent d'assurer le suivi sur les premiers mètres. Ensuite le suivi est assuré à travers l'oculaire de
champ large puis quand le ballon s'éloigne et devient trop petit on passe sur l'oculaire de champ
étroit.
Il faut pointer le théodolite avec des mouvements
doux car si le ballon quitte le champ de vision, il
est impossible de le retrouver dans l'immensité du
ciel. Un filtre est à placer devant la lunette si le
ballon passe devant le soleil. On suit le ballon
jusqu'à ce qu'il dépasse l'altitude de culmination
présumée de la fusée. Dans l'exemple, on le
suivra donc pendant au moins 7,5 minutes.
Admettons que l'on relève pour l'altitude de 1500
m un gisement de 155° et un site de 50 °. Il aura
fallu 7,5 minutes au ballon pour attendre cette
altitude. Une utilisation judicieuse de la fonction
tangente permet d'en déduire que la distance
horizontale parcourue est de 1260 m. La vitesse
horizontale moyenne du vent sur les 1500 m
d'altitude est donc de 2,8 m/s.
angle de site
50 °
1500 m
ou
7,5 minutes de vol
1260
ballon
7,5 = 2,8 m/s