Comprendre l'effet gyroscopique

[gégé62]

Bonjour,

J'ai longtemps été frustré de ne pas bien comprendre l'effet gyroscopique, même si les équations sont simples, et que je suis sensé les avoir bien étudiées...dans le temps (merci Nacatambol pour les Smileys ) . Je trouvais (et encore maintenant) qu'elles ne parlent pas assez. Comme nous tous ici, il fallait du concret, il fallait "sentir les choses".

J'ai donc fait ce petit topic que je vous livre tel quel. Seul bagage requis : F=M*γ
M'étonnerait (ou s ?) qu'il n'y ait pas de questions.... Voir la pièce jointe gyroscope2.doc

 

[brise-copeaux]

Salut,

C'était très utiliser sur des hélicos de modélisme jusqu'à dans les années 90 ensuite c'est passer au piézo. A l'époque c'était avec deux disques.

@ +

 

[remi]

En vidéo
http://www.youtube.com/watch?v=5zliS7SdjRQ

 

[gégé62]

Bonjour,

merci Rémi pour cette vidéo qui montre la fameuse "roue de vélo" dans un montage suspendu intéressant. Cela dit, la question était de justifier par le raisonnement ce phénomène facilement observable. Et cette démo, finalement pas très compliquée, je ne l'ai jamais vue nulle part.

 

[gégé62]

Tu as fa quoi?

j'ai merdé, je recapitule....(tu t'amuses bien avec les icônes je vois...)

il y a quelque temps j'ai fait un petit topo sur l'effet gyroscopique, la formule bien connue (voir Wiki et d'autres ) ne me suffisant pas. Je pense que ça peut intéresser du monde, je le livre tel quel...J'ai essayé de mettre un peu en forme pour la diffusion ici, mais j'ai pas pu faire les vecteurs avec les flèches qui vont bien, de toutes façons je ne m'en suis pas servi...

j'arrive pas à passer le fichier, refus pour .doc et pour .docx....comment faire ?
j'essaye après l'avoir mis en pdf
youpi.... Voir la pièce jointe gyroscope.pdf

 

[Num]

le principe de la roue de vélo ...


A+

 

[Marc le Gaulois]

j'ai merdé, je recapitule....(tu t'amuses bien avec les icônes je vois...)

il y a quelque temps j'ai fait un petit topo sur l'effet gyroscopique, la formule bien connue (voir Wiki et d'autres ) ne me suffisant pas. Je pense que ça peut intéresser du monde, je le livre tel quel...J'ai essayé de mettre un peu en forme pour la diffusion ici, mais j'ai pas pu faire les vecteurs avec les flèches qui vont bien, de toutes façons je ne m'en suis pas servi...

j'arrive pas à passer le fichier, refus pour .doc et pour .docx....comment faire ?
j'essaye après l'avoir mis en pdf
youpi.... Voir la pièce jointe 270511

Je m'amuse comme un môme ,grace a toi ,merci
trop complexe pour moi ton truc sur l'effet Gyro ,l'effet gyro je le ressent et l'imagine d’instinct ,mais pas plus
Marcus

 

[gégé62]

trop complexe pour moi ton truc sur l'effet Gyro

c'est sûr il faut suivre mais ce n'est pas difficile. Tu dis l'instinct, OK mais est-ce que tu sais le sens que tu vas obtenir...sauf avec l'habitude bien sûr...

le principe de la roue de vélo ...

oui, OK, on connait tous, mais je n'ai jamais vu l'explication à ma façon nulle part.

 

[Marc le Gaulois]

gégé62 ,pour moi c'est au contraire très difficile toute ces formules et ces histoires de vecteur ,beaucoup ont essayé de m'expliquer ,et ils ont tous fini par me chasser a coups de fusils,
Marcus

 

[stanloc]

Gégé62 se découvre à nous comme étant un génie en nous disant :"c'est sûr il faut suivre mais ce n'est pas difficile"
Figure toi que mon prof de maths en mathélem a écrit un bouquin sur le sujet : précession de l'effet gyroscopique et il nous affirmait qu'il n'y avait pas grand chose de plus difficile en mathématique appliquée dans les phénomènes physiques. Ce prof était ancien prof à l'Ecole Navale et avait le grade de capitaine de vaisseau (équivalent à colonel)
Donc si tu peux nous faire un traité du genre le gyroscope pour les nuls, tu trouveras surement un éditeur.
Stan

 

[Marc le Gaulois]

cela voudrait -il dire que le fait que je ne comprenne pas ,ce n(est pas forcément du au fait que je sois couillon ??? m'arrangerait bien!
Marcus

 

[SULREN]

Bonjour,
Je serais intéressé par une explication de gégé62 sur la façon de réaliser un chercheur de nord géographique à base de gyroscopes. Merci.
Il y en a dans les canons automoteurs d'artillerie, mais je ne me sens pas de taille à aller leur en piquer un.
(Indispensable pour pointer les pièces à partir d'une carte).

 

[stanloc]

Bonjour,
Je serais intéressé par une explication de gégé62 sur la façon de réaliser un chercheur de nord géographique à base de gyroscopes. Merci.
Il y en a dans les canons automoteurs d'artillerie, mais je ne me sens pas de taille à aller leur en piquer un.
(Indispensable pour pointer les pièces à partir d'une carte).

Il faut un peu plus qu'un gyroscope, je pense, pour chercher le nord, non ?
Stan

 

[Guy69]

Gégé62 se découvre à nous comme étant un génie en nous disant :"c'est sûr il faut suivre mais ce n'est pas difficile"
Figure toi que mon prof de maths en mathélem a écrit un bouquin sur le sujet : précession de l'effet gyroscopique et il nous affirmait qu'il n'y avait pas grand chose de plus difficile en mathématique appliquée dans les phénomènes physiques. Ce prof était ancien prof à l'Ecole Navale et avait le grade de capitaine de vaisseau (équivalent à colonel)
Donc si tu peux nous faire un traité du genre le gyroscope pour les nuls, tu trouveras surement un éditeur.
Stan

Je ne comprends pas ton agressivité Stan. Gégé nous partage un truc, ça t'intéresse (c'est mon cas), tu regardes, ça t'intéresse pas, tu passes au message suivant. Gégé n'agresse personne en publiant son truc, je ne lis pas qu'il se prend pour un génie, il n'y a vraiment pas de quoi lui foutre un pain dans la gueule.
Cordialement
Guy

 

[géo67]

Bonjour,
Je serais intéressé par une explication de gégé62 sur la façon de réaliser un chercheur de nord géographique à base de gyroscopes. Merci.
Il y en a dans les canons automoteurs d'artillerie, mais je ne me sens pas de taille à aller leur en piquer un.
(Indispensable pour pointer les pièces à partir d'une carte).

Hello
T'en pique un dans un avion de tourisme c'est plus simple
A+
Georges

 

[gégé62]

Je ne comprends pas ton agressivité Stan. Gégé nous partage un truc, ça t'intéresse (c'est mon cas),

merci Guy69, ton avis au moins est constructif. Stanloc critique, mais il n'a sans doute pas lu. Quant à son prof, ben......c'est facile de se faire mousser devant quelques élèves en prétendant que tel ou telle chose, que l'on prétend maîtriser, est d'un niveau scientifique époustouflant mais ça ne donne pas envie d'acheter ce bouquin.

"le gyroscope pour les nuls", oui ce serait à peu près ça, simplement il faut se donner la peine de le lire. Je remercie ceux qui le feront, et qui pourront témoigner qu'à part F=M*gamma, on n'a pas besoin d'autre bagage. J'ai conscience aussi en disant cela que d'autres diront "finalement c'est pas bien difficile, pourquoi faire un article avec ça....y a qu'à voir la roue de vélo etc...".
Si je revendique quelque chose, ce n'est pas le haut degré scientifique de cet article, c'est au contraire son aspect "terre à terre". C'est plutot ma nature.

 

[stanloc]

Bien sûr que c'est simple. Voici un avant-goût :
http://gilbert.gastebois.pagesperso-orange.fr/java/gyroscope/theorie_gyroscope.pdf
Stan

 

[Num]

Ba oui c'est fastoche ...

albert Einsten

 

[gégé62]

Je serais intéressé par une explication de gégé62 sur la façon de réaliser un chercheur de nord géographique à base de gyroscopes.

je ne peux pas me placer comme spécialiste de gyroscopes....j'ai peut-être fait ce papier parce que je ne suis pas spécialiste, que j'avais besoin d'une autre approche....
Cela dit c'est intéressant de réflechir à ton problème. Je pense que les gyroscopes de l'armée, dont tu parles, sont des appareils électromécaniques, évidemment de haute technologie, et coûtent très cher.
Si au départ de la mission on mesure l'angle que fait le gyro avec la direction du nord), c'est comme si on avait une super boussole, il suffit de lire à tout moment l'angle que fait le canon avec le gyro, pour connaitre son orientation (on parle je crois d'angle de site). A moins d'avoir un gyro qui ait un moyen propre de s'étalonner lui-même au départ, cette mesure "au départ de la mission", quand on on est censé savoir où le nord se trouve, me semble incontournable.
Pour cela un seul gyro est suffisant. S'il on veut pouvoir se diriger, il faut une table d'inertie, qui je crois est composée de 3 accéléromètres et d'un gyroscope, au moins.
Maintenant on voit des gyroscopes partout, ça ne coûte plus rien, ce sont de petits composants électroniques. Mais je ne pense pas que ça puisse faire le même boulot. En instantané oui, on va bien déceler une accélération ou une rotation, que l'on va pouvoir intégrer pour obtenir la nouvelle position et l'orientation. Mais la précision et/ou la sensibilité ne seront pas suffisantes pour les utilisations en longue durée. Ça va bien pour orienter un smartphone (pas le mien....) ou pour stabiliser un hélico, parce qu'il faut réagir vite.
Bon, à vérifier tout ça.... déjà ceux qui font du modélisme peuvent en dire un peu plus ?

 

[gégé62]

Bien sûr que c'est simple. Voici un avant-goût :

ce n'est pas parce que certains ont écrit des trucs imbitables que d'autres ne peuvent pas faire simple.

d'ailleurs je n'ai pas fait de calcul, j'explique un comportement.

 

[SULREN]

Bonsoir,

Si au départ de la mission on mesure l'angle que fait le gyro avec la direction du nord), c'est comme si on avait une super boussole, il suffit de lire à tout moment l'angle que fait le canon avec le gyro, pour connaitre son orientation (on parle je crois d'angle de site). A moins d'avoir un gyro qui ait un moyen propre de s'étalonner lui-même au départ, cette mesure "au départ de la mission", quand on on est censé savoir où le nord se trouve, me semble incontournable.
Pour cela un seul gyro est suffisant. S'il on veut pouvoir se diriger, il faut une table d'inertie, qui je crois est composée de 3 accéléromètres et d'un gyroscope, au moins.
Maintenant on voit des gyroscopes partout, ça ne coûte plus rien, ce sont de petits composants électroniques. Mais je ne pense pas que ça puisse faire le même boulot. En instantané oui, on va bien déceler une accélération ou une rotation, que l'on va pouvoir intégrer pour obtenir la nouvelle position et l'orientation. Mais la précision et/ou la sensibilité ne seront pas suffisantes pour les utilisations en longue durée. Ça va bien pour orienter un smartphone (pas le mien) ou pour stabiliser un hélico, parce qu'il faut réagir vite.

Pendant mon service militaire j'étais artilleur sur canon de 155 mm automoteur sur chassis chenillé.
Gégé62, on n'utilisait pas le nord mis en conserve par un gyro à partir d'une position de départ. Il fallait être capable de trouver le nord géographique à tout moment et quel que soit l'endroit où on se trouvait...et sans GPS bien sûr.
- Cela peut être fait par un théodolite-boussole installé au sol à l'extérieur des pièces d'artillerie, qui trouve le nord magnétique, fait la correction de déclinaison magnétique et communique ensuite le nord géographique aux pièces de la batterie.
- Cela peut être fait avantageusement par un chercheur de nord à gyroscope, qui trouve lui le nord géographique directement et qui de plus peut être installé à bord de l'énorme masse métallique de chaque pièce, contrairement au chercheur magnétique.

Les composants gyroscopiques associés à des accéléromètres, qu'on trouve pour quelques Dollars ou Euros, sont extrêmement intéressants pour les bricoleurs mais ils ne cherchent pas le nord. Ils servent à trouver la verticale et à stabiliser une plateforme.
On trouve aussi, toujours pour pas cher, des petits composants magnétomètres...mais qui ne donnent que le nord magnétique .......à condition qu'ils ne soient pas placés à proximité d'une grosse ferraille....ni d'un aimant.

Il faut un peu plus qu'un gyroscope, je pense, pour chercher le nord, non ?

Je pense qu'un seul gyroscope suffit mais monté sur une plateforme asservie à l'horizontale, manuellement à l'aide de niveaux à bulle, ou automatiquement par un système gyroscopique (gyroscope érecteur, comme celui monté sur les avions).

Je n'ai qu'une idée imprécise sur la façon dont le gyroscope parvient à trouver le méridien, donc le nord géographique, d'où ma question dans mon post précédent.

Hello
T'en pique un dans un avion de tourisme c'est plus simple

Es tu sûr qu'il y a un chercheur de nord sur ces avions? et pas simplement un compas magnétique ou le GPS?

 

[Guy69]

Hello
sur nos voiliers on a un gyrocompas, dont Wikipedia nous dit:

"Le gyrocompas, ou compas gyroscopique, est un instrument de navigation indiquant le nord géographique, en se basant sur l'effet gyroscopique. L'axe de rotation du gyroscope s'aligne ainsi sur l'axe des pôles."

Cordialement
Guy

 

[FB29]

Bonsoir,

Je n'ai qu'une idée imprécise sur la façon dont le gyroscope parvient à trouver le méridien, donc le nord géographique, d'où ma question dans mon post précédent

Il s'agit de gyrocompas basés sur un gyroscope qui s'auto-aligne selon l'axe de rotation de la terre au bout d'un certain temps (phase d'alignement durant laquelle le porteur doit rester immobile pendant que le gyroscope monté sur un système asservi cherche l'axe de rotation de la terre). Une fois aligné, le porteur peut de déplacer dans tous les sens, le gyroscope du gyrocompas conserve sa position absolue indiquant ainsi le Nord.

Cordialement,
FB29

 

[stanloc]

Si cela peut éclairer le débat. Lorsque je pilotais des avions de tourisme, je disposais d'un compas magnétique et d'un directional compas. L'enui de la boussole c'est que lorsque l'avion fait un virage la "boussole" vous indique que vous allez à droite alors que vous virez à gauche et l'inverse pour les virages à droite. Aussi ce que l'on fait c'est qu'on calibre le directional compas pendant que l'on roule sur la piste car on sait quelle est l'orientation magnétique des pistes (c'est écrit dessus) Toutefois ensuite durant le voyage il faut recalibrer le DC sur le compas magnétique car le gyroscope du DC précessionne c'est à dire qu'il dérive. les avions mieux équipés ont un plateau de navigation qui lui associe un compas magnétique au compas gyroscopique de sorte qu'il y a concordance permanente entre les deux.
Encore une fois je ne vois pas comment un simple gyroscope pourrait trouver la direction du nord puisque par définition il garde son axe orienté toujours dans la même direction sauf si sa précession ne s'arrêtera que lorsqu'il aura "trouver" le nord géographique mais cela va prendre un "certain" temps qui risque d'être préjudiciable à nos canonniers.
Stan

 

[JeanYves]

Bsr ,

https://fr.wikipedia.org/wiki/Gyroscope

 

[SULREN]

Bonsoir,
Merci Jean Yves de donner un lien qui montre que Léon Foucault savait déjà trouver le nord géographique avec un seul gyroscope……en 1852, alors qu’au XXIe siècle «certains» s’obstinent encore à dire, et avec aplomb, que c’est impossible.

Puisque Stanloc nous parle d’aviation et de compas magnétique recadrant un DC (« directionnel compas » ou « conservateur de cap ») je lui dirai que j’ai sous les yeux mon vieux bouquin « INSTRUMENTS DE BORD de Jean Idrac de l’Ecole Supérieure de l’Aéronautique» datant de 1959.
On y voit le schéma de principe du Compas Gyromagnétique (oui gyro-magnétique, vous avez bien lu) de marque BEZU type 21L et 21 D où on explique la nécessité pendant les virages de se fier plus au conservateur de cap qu'au compas magnétique, mais aussi la nécessité de recaler le DC périodiquement sur le compas magnétique, à cause des dérives dont il est l'objet.
Il y a aussi le schéma de principe de la centrale SPERRY GYROSYN qui comprend elle aussi un directionnel recalé.
Et il y a aussi le schéma de principe du FLUX GATE PIONNER . C’est le gyro-Flux Gate Compass System fabriqué par Bendix-Pionner.

Je crois que certains font ici la confusion entre les deux propriétés du gyroscope :
- Tendance à maintenir son axe dans une direction fixe de l’espace (espace absolu et pas par rapport à la terre.
- Tendance à la précession si on le contrarie dans sa tendance précédente.

Encore une fois je ne vois pas comment un simple gyroscope pourrait trouver la direction du nord puisque par définition il garde son axe orienté toujours dans la même direction sauf si sa précession ne s'arrêtera que lorsqu'il aura "trouver" le nord géographique

Le gyroscope (unique) qui cherche le nord a son axe maintenu artificiellement dans le plan horizontal. Il ne peut donc pas garder son axe fixe dans l'espace absolu et en conséquence il se met à précesser et à osciller de part et d'autre du méridien du lieu donc de part et d'autre de la direction du nord...... et en faisant cela il indique la bissectrice: le nord. Un seul gyroscope suffit, n'en déplaise à certains!!!

sauf si sa précession ne s'arrêtera que lorsqu'il aura "trouver" le nord géographique mais cela va prendre un "certain" temps qui risque d'être préjudiciable à nos canonniers.

Quant au "un certain temps" de Fernand Reynaud évoqué ici ironiquement par Stanloc, je dirais que je ne connais pas le chercheur de nord utilisé par les Français sur leur canon de 155 AuF1 ou maintenant sur leur canon de 155 Caesar (voir Internet pour les deux), mais qu'ayant une toute petite expérience d'artilleur je peux dire qu'on ne peut pas attendre un "certain temps" pour tirer, ni un "certain temps" pour se tirer.
Il faut se mettre en batterie dans un temps très court, tirer très vite quelques obus (rechargement automatique sur le AuF1), et changer très vite de position de tir, parce que l'ennemi détecte la trajectoire de vos obus par radar, donc son point de départ qui est votre position, et qu'il effectue de suite un tir de "contre batterie" sur vous, ou vous envoie ses avions d'attaque au sol.
Pour que le chercheur de nord (à gyroscope unique rappelons le) soit prêt à donner le nord au moment du tir, il est possible qu'il l'ait cherché déjà depuis un moment, tranquillement, en étant installé sur une plateforme gyro-stabilisée. Je ne le sais pas, n'ayant pas eu accès à ces instruments.

 

[gégé62]

Je ne trouvais plus mon post d'hier sur le sujet, et en faisant une recherche, je m'aperçois que j'avais déjà mis mon document sur le forum en.... mars 2013.
Donc il a sans doute été supprimé pour cause de double emploi.
En fait entre temps je l'ai remanié et complété, et ce n'était plus tout à fait le même.

Aujourd'hui je viens d'en faire une version allégée, je me suis aperçu que j'ai tendance à faire trop de prose...
donc voici, pour ceux que ça intéresse, la version minimaliste, avec le minimum de commentaires et de considérations annexes. Voir la pièce jointe gyroscope1.pdf

EDIT: Sujets fusionnés.

 

[Num]

Bonjour,
comment fonctionne le gyroscope LASER en triangle ?
c'est le plus précis qui existe ,je crois bien ?...

quelqu'un pourrait nous expliqué le principe ?




A+

 

[gégé62]

comment fonctionne le gyroscope LASER en triangle ?
c'est le plus précis qui existe ,je crois bien ?...

ça c'est du matos !
d'après Wiki
https://fr.wikipedia.org/wiki/Gyrolaser
c'est un gyrolaser.... L'appareil est solidaire du mobile dont on veut mesurer le déplacement angulaire. On regarde s'il y a interférence entre les deux rayons laser reçus au même endroit, mais dont l'un a fait le tour par la droite et l'autre par la gauche, un peu triviale la description ... s'il y a rotation, le trajet de l'un a été allongé par rapport à l'autre, on juge ça en observant les interférences (déphasage).

Je me demande comment on arrive à voir ces interférences, ou plutot à les "capter" pour traiter l'information....
Donc ça remplace (en mieux apparemment) un gyroscope....

 

[Num]

Une petite vidéo :


A+