HORIZON ARTIFICIEL

	CONTENU : Mis à jour décembre 2000, revu sept 2011 ETUDE QUALITATIVE DE L'HORIZON ARTIFICIEL Exemple de système érecteur

Bien connu des pilotes d'avion, l'HORIZON ARTIFICIEL est un système gyroscopique capable de mémoriser la verticale du lieu survolé par un avion par exemple.

MONTAGE D'ETUDE D'UN GYRO DE VERTICALE :

Nous en présenterons le principe de fonctionnement, ses inconvénients et la solution apportée à la résolution de 0cet inconvénient. Au passage nous aurons mis en évidence la notion de système érecteur ( de surveillance ). Cet exercice demandera des réponses ou des explications faisant appel au sens physique, sans nécessiter de calcul, au fur et à mesure de son déroulement et ne donnera pas lieu à un corrige détaillé.

Le gyroscope S3 est monté dans S2 avec un montage sans frottement et parfaitement équilibré.

1°) Supposez l'axe de rotation de S3 parfaitement orienté suivant la verticale d'un lieu donné. Vu le montage, que pensez-vous de l'orientation de cet axe au cours du temps, dans des conditions idéales de fonctionnement, lorsque l'avion se déplace notamment le long d'un méridien?

Si l'avion suit un méridien terrestre sur une distance de 800 km, quel sera l'angle de l'axe gyro et de la verticale du point survolé? Conclusions?

2°) La réflexion précédente conduit à réaliser un asservissement permanent de l'axe du gyro à la verticale du lieu de la Terre survolé. Un tel système s'appelle système érecteur ou asservissement de verticale.

Donnons ici un exemple simple basé sur le fait que seul un pendule placé dans un véhicule se déplaçant à vitesse constante , peut reconnaître la verticale.

DESCRIPTION D'UN SYSTEME ERECTEUR A BILLES:

Sur le cadre S2 est monté un moteur entraînant à vitesse très lente un tore en rotation autour de z3. Dans ce tore, des billes circulent et sont très légèrement entraînées par des petits crochets fournissant des forces faibles. Quand le tore est "à plat", c'est à dire horizontal, les billes sont uniformément réparties sur le tore grâce aux crochets qui les font circuler en les poussant par l'arrière.

Mais, lorsque l'axe du gyroscope n'est pas vertical les crochets C1, C3, C4 par exemple, ne peuvent retenir les billes B1, B4, B5 qui ont tendance à tomber vers le bas de la pente.

ETUDE PHYSIQUE DU MECANISME

1°) Vous essaierez d'imaginer la configuration des billes par rapport au plan vertical contenant la ligne de plus grande pente.

Vous en déduirez le sens du moment créé sur le cadre S2 et par suite sur le gyro.

Conclure que ce système est un asservissement de verticale.

2°) Que pensez vous de ce système en présence d'une accélération importante ou de longue durée?

Guiziou Robert décembre 2000

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