Système de guidage des V2

[dynamo]

Est ce qu'un technicien sur le forum est capable de vulgariser pour les gens comme moi qui ont fait des études de droit en formation initiale ? (il y a longtemps)
Quelques lignes suffisent. (enfin, je crois)

Quelques lignes suffisent. (enfin, je crois)

Quelques vidéos, je l'espère, plus "digestes".

Comment fonctionne un gyroscope.




Pour aller un tout petit peu plus loin, des démonstrations intéressantes. Désolé, en anglais la vulgarisation en français se faire rare...
(Pour le sous-titrage, activer le français dans les paramètres.)

Bon, je vais faire appel à mes vieux souvenirs de cours et de formation, du temps où en tant qu'électromécanicien d'équipement, dans l'Aéronavale, nous étions en charge des appareils de navigation équipés de gyroscopes ou gyromètres (horizon artificiel, pilote automatique, centrale inertielle).

Un peu d'infos simples... Un gyroscope est constitué d'un rotor, dont la rotation, dans l'aviation, était, à l'origine, générée par de l'air comprimé, système qui avait été remplacé, durant la WW2, par une alimentation électrique à fréquence "élevée", généralement, un courant sous 110 V alternatif et une fréquence de 400 hertz ou période/seconde; c'est la fréquence qui compte, car c'est elle qui définit la vitesse de rotation du rotor, 400 périodes/seconde, çà nous fait 24 000 tours/minute et 1 440 000 tours/heure, or plus le rotor tourne vite, plus le gyroscope est précis (on y reviendra!).

Dans les années 60-70, les systèmes gyroscopiques installés dans les missiles étaient lancés à la poudre, cette méthode avait l'avantage d'amener très rapidement le rotor à sa vitesse de rotation optimale afin d'assurer la stabilité "opérationnelle" du gyroscope. Sinon, à bord d'avion, il fallait compter 15/20 minutes pour acquérir cette stabilité, donc, on alimentait, préalablement, électriquement l'appareil à partir d'un groupe de piste et l'équipage ne montait à bord qu'après ce délai.

Petit détail: de mon temps, on distinguait le gyroscope, à 3 axes et le gyromètre, qui, lui, n'a que deux axes.
Les trois axes du gyroscope : celui du rotor et des deux axes de ses cadres mobiles...
Les deux axes du gyromètre : celui du rotor et de l'axe de son cadre mobile...

Il y a les schémas des deux systèmes, sur ce lien...
https://www.universalis.fr/encyclopedie ... yrometres/

Le gyroscope étant celui qui y est précisé "gyroscope libre", le gyromètre, "gyroscope muni d'un axe". Apparemment, il s'agit de "définitions" anglo-saxonnes.

Je vais passé sur le principe de précession du gyroscope, le décalage à "90°" et la règle des "trois doigts" . Bref, venons-en au principe d'utilisation

Une fois , le rotor amené à sa vitesse de rotation, "l'appareil mobile" est stable dans l'espace (et dans son boitier ) et très sensible à la moindre variation de position.

Je vais prendre un exemple simple, celui d'un horizon artificiel à vision directe, équipé d'un gyroscope à trois axes...



Le pilote y lit l'information de cap (cadran circulaire), l'indication de "basculement" sur l'aile et celle de montée ou descente par rapport à "l'horizon" - sur l'exemple, ci-dessus, sont symbolisés le ciel , en bleu, et la terre, en marron -; on retrouve nos trois axes. Avec un horizon artificiel, le pilote corrige directement avec son manche à balai et ses palonniers.

Maintenant, passons à la centrale inertielle associée à un pilote automatique; c'est strictement le même principe, tout en associant, désormais, un ou deux gyromètres, pour affiner la précision des infos. Le pilote a toujours, dans le cockpit, l'horizon artificiel précédent, mais, cette fois, dans la centrale inertielle, les axes des gyroscopes et gyromètres sont équipés de capteurs sensibles, qui enregistrent les moindres déviations.

Je vais faire simple... avant de basculer en pilotage automatique, le pilote sélectionne, par exemple, le cap et l'altitude souhaités; les capteurs vont, dès lors, "enregistrer" les moindres informations qui pourraient dévier l'avion de sa route ou de son altitude et les transmettre électriquement, sans intervention du pilote, aux commandes d'ailerons et de dérive, afin d'effectuer les corrections nécessaires.

De mon temps, il existait "trois degrés" de Pilote Automatique, le plus élevé, le "3ème degré" en était, déjà, à anticiper la moindre variation, par exemple, le résultat d'un "trou d'air", avant même que ses effets ne se fassent ressentir à bord; celà dit, vu l'importance de certains "trous d'air", le brave pékin, à bord de son charter à destination d'une contrée ensoleillée, qui a le malheur d'être allé, alors, se soulager dans les "cagoinces", risque fort, néanmoins, de se "pisser" sur les pompes et se cogner contre la paroi, tandis que les hôtesses & stewards demandent aux passagers de mettre leur ceinture et suspendent provisoirement la distribution de café, en classe touriste, et de champagne, en 1ère classe!

Les pilotes automatiques actuels interviennent directement pour, par exemple, corriger, si nécessaire, le régime des moteurs, ou, à bord, des appareils à hélices, modifier le pas des hélices, sans compter les procédures d'atterrissage en VSV (vol sans visibilité), mais, là, entrent, aussi, en compte, les équipement d'informations (automatiques) du terrain. Néanmoins, le pilote et le copilote, ensemble ou à tour de rôle, gardent, toujours, la main sur le PA.

Pour en revenir à la centrale inertielle des V2, constituée d'un gyroscope et d'un gyromètre, ce n'était rien d'autre qu'un système de pilotage automatique avec asservissement.

Depuis "l'âge de pierre" que je viens d'évoquer, bon nombre d'informations ont été confiées à d'autres appareillages, telles que la précision de la vitesse, d'abord, à l'aide du radar Doppler, à bord, par exemple, des Atlantics, puis avec la mise en service du GPS - pas celui de votre bagnole, mais "l'autre", qui, lui, est d'une précision redoutable-.

Pour bien piger certaines particularités du vol aérien, par exemple, comment mesurait-on une vitesse, dans "l'ancien temps" ?

Prenons l'exemple d'une voiture; un tour de roue complet correspond à la longueur "à plat" de la circonférence du pneu, donc, x fois ladite longueur effectuée x temps = indication de la vitesse kilométrique; c'est bête comme chou... sauf qu'il vaut mieux éviter de changer de taille de pneus, en terme de "circonférence".

Par contre, un avion en vol, lui, n'a pas de roue, du coup, on se référait, à l'aide du tube pitot, à la pression dynamique de l'air effectuée sur une "capsule anéroïde", pondérée par une prise de la pression statique existante en altitude...

Une capsule anéroïde, c'était çà et elle pouvait servir pour plusieurs usage différents, comme, par exemple, un altimètre, à partir de la seule pression "statique" et un tachymètre, avec la pression dynamique, pondérée par la pression statique - en gros, il fallait deux capsules, l'une, dynamique, l'autre, passive, afin d'obtenir, quelque soit l'altitude, une information de vitesse calculée par rapport au sol -.