Comprendre l'effet gyroscopique

[gégé62]

C'est intéressant et mérite aussi quelques remarques.

Curieux le mouvement (au début) de précession un peu bancal, qui semble être un mélange de deux précessions....je ne l'explique pas. Mais j'aimerais bien savoir. Comme on ne peut pas mettre en cause l'équilibrage du mobile ni la rigidité de l'ensemble, je me demande s'il n'y a pas une oscillation entretenue du couple moteur ou des frottements au niveau du palier, justement liés aux mouvements et au couple de rappel créé par la précession. C'est un peu confus, ce n'est qu'une intuition. Il faut bien qu'il y ait quelque chose à l'origine de ça...Peut-être l'explication est-elle ailleurs...

Ensuite son explication du phénomène est comme toujours, assez sybiline. Il commence par dire que le rotor veut garder son orientation, et c'est pour ça qu'il y a cette précession....certes ce n'est pas faux, mais pour moi ce n'est pas une explication, si on commence par admettre la solution au début...
à moins que mon anglais m'ait laissé échappé quelque chose, ce qui est bien possible...

 

[nopxor]

Bonsoir,
Une autre vidéo:

 

[stanloc]

Le gyromètre laser a été depuis très largement supplanté par le gyromètre à fibre optique.
Stan

 

[fredcoach]

Le gyromètre laser a été depuis très largement supplanté par le gyromètre à fibre optique.
Stan

Qui est aussi un gyromètre laser d'ailleurs.
J'ai lu il y a pas mal d'années un excellent (de mon point de vue) article sur les différents types de gyromètres laser qui existaient à l'époque.
Vue le rapport entre le coût de mise au point et le coût de fabrication il est quasiment impossible à un nouvel entrant de concurrencer avec la même technologie une société qui a déjà amorti ses frais de R&D.
C'est pourquoi chacun a créé sa propre technologie dans sa niche.
Si mes souvenirs sont bons la technologie à fibre optique est moins précise que celle présentée par Num mais nettement moins chère.
Donc son marché est plus étendu.

 

[stanloc]

Si mes souvenirs sont bons la technologie à fibre optique est moins précise que celle présentée par Num mais nettement moins chère.
Donc son marché est plus étendu.

Et bien ta mémoire te joue un tour. Le gyromètre à fibre optique est beaucoup plus sensible (la précision c'est l'électronique qui sera derrière qui la déterminera) car dans un encombrement "raisonnable" le gyromètre laser dont la lumière n'est pas guidée, n'aura qu'une longueur de parcours pour celle-ci, très limitée, tandis que la fibre optique peut être enroulée sur elle-même et la distance que parcoure la lumière peut faire des centaines de mètres. L'écart de phase entre les deux ondes lumineuses sera d'autant plus grand que le parcours est grand.
Stan

 

[Num]

l'avionique coute plus chere que l'appareil lui meme ...

https://northamerica.airbus-group.c...20140520_airbus_defence_and_space_astrix.html

A+

 

[JeanYves]

Bsr ,

 

[gégé62]

Interessant !

- 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.

Effectivement, l'axe du gyroscope subit une rotation apparente, du fait de la rotation terrestre. En mesurant ce déplacement angulaire à des instants différents, on doit pouvoir en déduire autour de quel axe s'est faite cette rotation, c'est à dire l'axe nord-sud géographique. Joli problème de géométrie sphérique, surtout si l'on tient compte de la rotation de la terre au tout du soleil....

 

[FB29]

Bonjour,

on doit pouvoir en déduire autour de quel axe s'est faite cette rotation, c'est à dire l'axe nord-sud géographique

C'est le principe des gyrocompas évoqués précédemment en #22 et #23 ...

Du coup je remets la vidéo qui avait été supprimée lors de la fusion des deux sujets précédents :


Cordialement,
FB29

 

[JeanYves]

Qui est aussi un gyromètre laser d'ailleurs.
J'ai lu il y a pas mal d'années un excellent (de mon point de vue) article sur les différents types de gyromètres laser qui existaient à l'époque.
Vue le rapport entre le coût de mise au point et le coût de fabrication il est quasiment impossible à un nouvel entrant de concurrencer avec la même technologie une société qui a déjà amorti ses frais de R&D.
C'est pourquoi chacun a créé sa propre technologie dans sa niche.
Si mes souvenirs sont bons la technologie à fibre optique est moins précise que celle présentée par Num mais nettement moins chère.
Donc son marché est plus étendu.

Bjr ,

Je crois que ce ne sont que des systemes differents de mesure de la circonference de rotation du gyroscope , ce qui caracterise la precession .
Lequel est le plus precis ? , celui à fibre optique est sans doutes plus recent et surement le moins cher à fabriquer ??

 

[SULREN]

Bonjour,

Effectivement, l'axe du gyroscope subit une rotation apparente, du fait de la rotation terrestre. En mesurant ce déplacement angulaire à des instants différents, on doit pouvoir en déduire autour de quel axe s'est faite cette rotation, c'est à dire l'axe nord-sud géographique. Joli problème de géométrie sphérique, surtout si l'on tient compte de la rotation de la terre au tout du soleil....

Gégé62,
Si on monte une roue gyroscopique sur une suspension à la cardan (cercles concentriques donnant 3 degrés de liberté) qui la rende angulairement indépendante du support, axe du gyro garde une direction fixe dans l'espace absolu (il y a quand même une dérive au fil du temps) quels que soient les mouvements du support.
On pourrait, comme tu le dis , observer le déplacement angulaire de cet axe et par de savants calculs astronomiques en déduire dans quelle direction se trouve l'axe des pôles de la terre. Ce serait lourd comme méthode.

Je ne pense pas du tout que le chercheur de nord soit basé sur ce principe. Ceci étant, si j'étais sûr de la façon dont il fonctionne je ne t'aurais pas demandé dans une autre discussion de nous éclairer sur le sujet.
Il me semble que le gyroscope du chercheur de nord est monté sur une suspension à la cardan mais dont on diminue, ou même annule, un des degrés de liberté. Un système de poids force le gyro a garder son axe dans le plan horizontal. Comme il n'aime pas ce genre de contrainte, il amorce un mouvement de précession et c'est ce mouvement qui le conduit à orienter son axe dans le plan du méridien du lieu. L'axe ne se met pas parallèle à l'axe des pôles, ce qui lui donnerait une inclinaison égale à la latitude du lieu. On l'oblige à rester dans le plan horizontal et donc tout ce qu'il peut faire c'est donner la projection de l'axe des pôles sur la ligne horizontale contenue dans le plan méridien du lieu de l'expérience.
Le gyro ne va pas d'un coup dans cette direction. Il y a un mouvement d'oscillation de part et d 'autre du plan méridien qui peut durer "longtemps" (des minutes, des heures???).

Je crois que c'est ce principe qui est utilisé dans le gyro-théodolite utilisé au fond des mines et dans les tunnels pour trouver le nord et creuser dans la bonne direction, alors que le GPS ne passe pas et que la boussole est affolé par les masses de ferraille qu'il y a autour.
J'ai cotôyé les Pétroliers dans des opérations de forage au Sahara et ils m'ont dit qu'ils creusaient à la verticale sur 2 Km et qu'ensuite il faisaient partir le tube à l'horizontale sur environ 1 Km. Cette deuxième portion et un tube crépiné lorsque le forage est terminé et qu'on passe en tubage de production.
Ils utilisent un équipement placé dans le tube de forage pour procéder à l'inclinaisson progressive du forage dans la direction désirée, jusqu'à atteindre l'horizontale dans une direction bien précise. ils n'ont pas su me dire s'il y avait un chercheur de nord dans cette boî-boîte, ou un magnétomètre si cette section du tube de forage est en métal amagnétique.

PS
Un autre gyro (à axe vertical celui-là) monté à la cardan mais avec une réduction de degré de liberté est l'érecteur à bille, simple et génial, utilisé depuis des lustres dans les avions pour trouver la verticale.....qui change tout au long du vol.
Aujourd'hui peut-être remplacé par une autre technologie.

 

[stanloc]

n autre gyro (à axe vertical celui-là) monté à la cardan mais avec une réduction de degré de liberté est l'érecteur à bille, simple et génial, utilisé depuis des lustres dans les avions pour trouver la verticale.....qui change tout au long du vol.
Aujourd'hui peut-être remplacé par une autre technologie.

Un érecteur à bille ? je n'ai jamais entendu parler de cet "appareil". Est ce que tu ne parlerais pas de "l'aiguille" qui est un dispositif à base de gyro et qui associée à la "bille" (simple bille placée dans un tube courbe en verre) permettent de faire un virage parfait. L'aiguille permet de savoir que l'on s'incline et la bille permet de savoir que l'inclinaison est adaptée à la "cadence". Elle joue le rôle que jouerait un pendule.
Stan
http://www.lavionnaire.fr/InstVirage.php

 

[Num]

Bonjour à tous ,
très intéressant certains mécanismes , comment cela fonctionne.
merci .
A+

 

[gégé62]

Voici une méthode pas trop complexe pour trouver le nord avec un gyroscope. Je l'énonce sous réserve, mais je crois que c'est bon.
La réalisation d'un appareil qui donne le nord, c'est autre chose....

Soit un gyroscope, orienté de façon quelconque. Son axe décrira en 24 heures une révolution complète sous la forme d'un cône, dont l'angle au sommet dépend de son orientation de départ et dont l'axe est parallèle à l'axe de rotation de la Terre. (a)
Il s’agit bien entendu d’un mouvement relatif, l’axe du gyroscope restant dans l’absolu parallèle à lui-même.

Si on considère une période plus courte, l'axe du gyroscope décrira seulement une partie du cône. On peut déterminer son axe, à partir de 3 positions relevées à 3 instants différents, en procédant comme suit:
appelons OA l'axe du gyro, A vient en A' puis en A''. L'axe du cône décrit par OA est situé dans le plan médiateur(b) de AA', et dans le plan médiateur de A'A''.
L'intersection de ces deux plans est donc l'axe du cône, et est parallèle à l'axe de la Terre. Sa projection sur le plan horizontal local donne la direction Nord-Sud.

(a)
- si l'axe du gyro est verticale au départ, le cône a un demi-angle au sommet égal à (90°- latitude°).
- si l'axe du gyro est parallèle à l'axe de la Terre, il le reste, et le nord est obtenu directement par projection sur le plan horizontal local (l'angle du cône est nul dans ce cas).
- si l'axe est dans une direction parallèle au plan de l'équateur, le cône devient un plan, l'axe de la Terre est perpendiculaire à ce plan.

(b)
définition trouvée dans Wiki, c'est le plan orthogonal passant par le milieu du segment.

Si on suppose qu'on peut toujours, à un moment donné, orienter le gyro comme on veut, il semble très simple de le placer parallèlement à l'axe de rotation terrestre, ainsi on aura toujours le nord sans aucun calcul, par projection de
l'axe du gyro sur l'horizontale.

Cette méthode ne tient pas compte de la rotation de la Terre autour du Soleil. On fait, de par cette omission, une erreur relative maximale comprise entre 0 (cas des deux axes parallèles) à 1/365, du moins à vue de nez...

 

[SULREN]

Re,

Un érecteur à bille ? je n'ai jamais entendu parler de cet "appareil". Est ce que tu ne parlerais pas de "l'aiguille" qui est un dispositif à base de gyro et qui associée à la "bille" (simple bille placée dans un tube courbe en verre) permettent de faire un virage parfait

Non, je ne fais pas la confusion avec la bille associée à l'index d'inclinaison afin de contrôler l'inclinaison pendant les virages, et qui est placée dans le tube courbe en verre, le tout étant situé à l'intérieur de l'horizon artificiel. (Il se trouve que j'ai un horizon artificiel complet d'avion allemand de la 2eme GM et que j'ai eu tout le temps de l'examiner).

L'érecteur à bille est associé au gyro à axe vertical. A la partie supérieure du gyro il y a une piste circulaire horizontale sur laquelle se déplace une bille. Elle est poussé par un doigt qui tourne à vitesse régulière.
Si l'axe du gyro n'est pas parfaitement vertical, la piste est légèrement inclinée et la bille est poussée par le doigt pendant la montée, puis dans la descente elle quitte le doigt et descend de suite. Le résultat est qu'elle reste plus longtemps sur la montée que sur la descente. Comme cette bille crée un couple sur le carter du gyro, qui entraine une précession de ce dernier, la précession dure plus longtemps d'un côte que de l'autre et le gyro se redresse petit à petit vers la verticale.
Cela s'appellait bien un érecteur à bille. Dans la passé lointain Alkan Electrique en avait un dans son horizon artificiel.
SPERRY avait lui un horizon avec sur son gyro un érecteur à volets pendulaires et actions aérodynamiques.
Dans les deux cas il fallait détecter la direction de la gravité pour "ériger "le gyro sur la verticale en lui imposant de faire de la précession de façon judicieuse.

Je vais essayer d'en porter un schéma de principe (ce soir, parce que cet aprem j'essaie de refaire marcher mon vieux motoculteur Granga GB 600 qui a 48 ans.... et dont l'allumage devient anémique; peut-être l'aimant qui est fatigué). Je ne l'autorise pas à jouir de sa retraite!

Ici on parle des systèmes d'érecteur, celui à billes étant désigné par "érecteur par gravité"
http://www.lavionnaire.fr/InstHoriz.php

 

[gégé62]

Un autre gyro monté à la cardan mais avec une réduction de degré de liberté est l'érecteur à bille (simple et génial) utilisé dans les avions depuis des lustres pour trouver la verticale.....qui change tout au long du vol.

je viens d'aller voir sur Wiki, oui c'est très bien, bien que ça porte un drôle de nom, on pense à autre chose....
la bille freinée par du liquide, dont la position n'est pas très fidèle à un instant donné, mais qui, au contraire du gyroscope, n'a pas de dérive dans la durée....elle permet de recaler le gyroscope (sans doute avec un système un intègre la position de la bille)

 

[gégé62]

L'érecteur à bille est un gyro à axe vertical, suspendu "à la cardan", à la partie supérieur du gyro il y a une piste circulaire horizontale sur laquelle se déplace une bille.

je n'avais pas eu le temps de lire ce dernier message. Et ce que j'en avais lu (trop rapidement) un peu trop simpliste.
C'est vachement sophistiqué, finalement, et astucieux...et on comprend mieux l'origine du nom....

 

[SULREN]

Bonsoir,
Gégé, je reviens sur ce que tu as écrit au #44 et que je ne cite pas ici pour ne pas faire trop long.
C’est une méthode qui permet par observation de l’orientation de l’axe du gyroscope par rapport au sol de trouver la direction de l’axe des pôles, mais il me semble d’après ce que j’ai lu (et tu l’as dit aussi) que ce n’est pas ce qu’on appelle un chercheur de nord. C’est à confirmer.

Tu as dit :
"Cette méthode ne tient pas compte de la rotation de la Terre autour du Soleil. On fait, de par cette omission, une erreur relative maximale comprise entre 0 (cas des deux axes parallèles) à 1/365, du moins à vue de nez..."
Je ne vois pas pourquoi la révolution de la terre sur son orbite autour du soleil perturberait ta méthode (on dit rotation d’une planète « autour de son axe », mais révolution de la planète sur son orbite « autour du soleil »).

Par contre ton gyroscope n’est pas parfait, il est entretenu par un moteur, il subit des perturbations, et tout cela fait qu’il est le siège d'un mouvement de précession qui fausse la direction calculée du nord.
Pour éviter ces défauts j’ai appliqué ta méthode en utilisant un gyroscope presque parfait. J’ai carrément pris la terre comme gyroscope et j’ai observé les étoiles (qu’on peut en première approximation considérer comme fixes les unes par rapport aux autres sur la sphère céleste).
Toutes décrivent un cercle dans le ciel sauf une : Alpha Ursae Minoris (α UMi). J’en ai conclu que la projection de sa direction sur le plan horizontal m’indiquait la route du pôle : le nord en l’occurrence parce que je me trouve dans cet hémisphère.
C’est peut-être pour cela qu’on appelle familièrement cette étoile « l’étoile polaire » ?

A noter que le gyroscope terre n’est pas parfait non plus : il subit un mouvement de précession de période 26 000 ans (dit précession des équinoxes) et un mouvement de nutation.
Mais on s’en fout, parce que par définition la direction de son axe est celle des pôles pour les primates que nous sommes, même si elle bouge dans le repère absolu.

C’est l’étoile polaire qui change au fil des siècles……et le point gamma (point équinoxial) origine d'un angle dans les coordonnées célestes……. et les dates des signes du zodiaque. Les dates des signes ont été établies il y a plus de 2000 ans et elles ne sont plus bonnes. On s’est décalé d’une constellation, donc d'un signe.

 

[gégé62]

@SULREN

oui oui, il faut bien faire la différence entre un "chercheur de Nord" et la méthode que j'ai décrite. Personnellement hier j'ignorais encore l'existence de chercheurs de nord, je ne vais donc pas m'étendre sur le sujet....mais on peut imaginer, parce que finalement le principe est très simple, d'utiliser un gyroscope de cette façon. Bien sûr il faut faire plusieurs relevés, mais ils peuvent être assez proches dans le temps, tout dépend de la précision du gyro (donc de sa dérive) et de la précision qu'on désire.
Toutefois, si on prend la peine d'orienter son axe au départ parallèle à l'axe de la Terre (pas vertical, hein, mais vers l'étoile polaire) il indiquera toujours cette direction, du coup ça devient très facile. On a le nord comme nous l'indique l'etoile polaire, c'est à dire qu'il faut prendre sa projection sur le sol, je pense qu'on est tous bien d'accord.

Cette méthode ne tient pas compte de la rotation de la Terre autour du Soleil. On fait, de par cette omission, une erreur relative maximale comprise entre 0 (cas des deux axes parallèles) à 1/365,

je me suis peut-être trompé la-dessus, en voulant être trop exhaustif...et finalement je ne sais plus. Tu (SULREN) sembles t'y connaitre en astronomie, tu sauras mieux que moi. En fait j'ai considéré qu'en 1 jour, la terre fait (1 tour + 1/365 tour) puisque à midi, d'un jour au lendemain, on voit le soleil avec le même angle de site....il se trouve que j'ai installé ma parabole TV le mois dernier, j'ai galéré pour savoir exactement où était le nord chez moi. A peu près c'est facile, mais quand on veut mieux que 1° de précision, c'est plus pareil. J'avais des résultats différents de 5° selon mes sources :carte de la ville, plan de masse de la maison, boussole, et un site pas mal , l'indiquer ici ne coûte rien:
http://www.telesatellite.com/satellites/astra-1m/
Quand on a un début de réception ça va, on peaufine, mais tant qu'on n'a rien....
Donc c'est pour tenir compte de ce 1/365è de tour de différence, en plus car je crois que les sens de rotation sont les mêmes(terre sur elle-même et autour du soleil). Or le gyro, lui, ne fais pas ce 1/365è de tour...

Par contre ton gyroscope n’est pas parfait, il est entretenu par un moteur, il subit des perturbations, et tout cela fait qu’il est le siège d'un mouvement de précession qui fausse la direction calculée du nord.

Oui certes, mais j'imagine que la précision d'un vrai gyro est suffisante pour travailler avec, sinon....

Toutes décrivent un cercle dans le ciel sauf une : Alpha Ursae Minoris (α UMi). J’en ai conclu que la projection de sa direction sur le plan horizontal m’indiquait la route du pôle : le nord en l’occurrence parce que je me trouve dans cet hémisphère.
C’est peut-être pour cela qu’on appelle familièrement cette étoile « l’étoile polaire » ?

ben oui, on sait bien que l'étoile polaire nous indique le Nord, mais on cherchait une autre méthode pour quand il fait noir....

l'astronomie fait beaucoup parler d'elle actuellement, c'est assez passionnant. Il nous faudrait plusieurs vies....

 

[gégé62]

qu'est-ce que je raconte....
tu as raison SULREN, la rotation autour du soleil n'y fait rien. Ça modifie la vitesse de déplacement sur le cône (de 1/365), mais ça ne change rien pour les angles, et il n'y a que ça qui compte ici.....

 

[SULREN]

Bonsoir,
L’axe de la terre garde une direction fixe dans l’espace (à la précession et nutation près) quelle que soit la position de la terre sur son orbite. Voilà pourquoi je dis que la position de la terre par rapport au soleil ne perturbe en rien la méthode que tu as décrite.
Remarque : cet axe est incliné par rapport au plan de l’orbite terrestre et le fait qu’il garde une direction fixe crée le phénomène des saisons.

La terre est un gyroscope qui fait un tour sur lui-même par rapport aux étoiles en un jour sidéral de 23 h 56 min 4,09 s. C’est au bout de ce temps qu’une même étoile revient au méridien du lieu.
Un gyroscope placé sur la terre ne connait que la rotation par rapport au repère absolu, celui des étoiles. Le soleil il s’en balance. Je dirai donc que même la vitesse angulaire du gyroscope pour décrire son cône reste indépendante du soleil (désolé Gégé ).

Par contre le soleil revient au méridien d’un même lieu toutes les 24h, mais en moyenne seulement, car d’un jour à l’autre cette durée varie. La durée du jour solaire varie en fonction de la période de l’année. L’écart de l’heure du midi solaire peut atteinte ¼ d’heure en plus ou en moins par rapport au midi de l’heure légale, heure moyenne (c’est ce qu’on appelle l’équation du temps), sans compter bien sûr le décalage par rapport à l'heure GMT et le changement d'heure été/hiver.
Le 1/365 dont tu parles Gégé explique l'écart de durée entre le jour solaire moyen (24h) et le jour sidéral. Pour être plus précis c'est 1/365,242 190 517 . Tout cela parce qu'en une année la terre fait un tour de plus sur elle même par rapport aux étoiles qu'elle n'en fait par rapport au soleil. Eh oui elle n'est pas simple, mais ce n'est rien en comparaison avec la lune.......

Ce qui change aussi en fonction de la période de l’année c’est la vitesse angulaire et linéaire de la terre sur son orbite elliptique (à cause de la 2eme loi de Kepler, la loi des aires).

J’ai une petite compétence en coordonnées célestes et en mécanique céleste mais pas du tout en antennes satellites. Je suppose qu’elles sont pointées en système de coordonnées horizontales (élévation, azimut,…….correspondant au site et gisement des artilleurs).
Le mieux est d’utiliser les coordonnées indiquées par le site que tu as cité, mais c’est par rapport au nord géographique, donc nécessité de corriger l’indication de la boussole.
Ou bien tu utilises un goniomètre et tu montes sur le toit la nuit en visant l’étoile polaire pour pointer ton antenne.

Quand je parlais de "ton" gyro et de ses imperfections je parlais ce celui, fût-il de haute qualité, utilisé dans la méthode que tu as décrite. Le gyro est utilisé dans cette méthode en « conservateur de cap » comme celui indiqué par Stanloc pour garder le cap pendant les virages de l'avion, cas où le compas magnétique déconne un peu.
C’est le cas aussi des stations inertielles des missiles « fire and forget » ou des torpilles.

Les plateformes inertielles dernière technologie des avions actuels (c’est-à-dire gyro laser et pas gyro roue) donnent une erreur de l’ordre de 1 mile nautique par heure de vol. Des recalages périodiques par GPS ou autres sont nécessaires

Je pense que le gyro d’un chercheur de nord n’a pas besoin de recalage. Le principe même de la méthode le conduit à trouver le nord, mais au bout d’un temps assez long (cela fait partie des choses que je cherche à savoir et qui m’ont conduit à intervenir dans cette discussion). MAIS il devient inexploitable au délà d'une certaine latitude (70° semble t-il). Il perd le nord à l'approche des pôles.

 

[gégé62]

je suis d'accord avec tout ce que tu dis là (voir mon post juste avant le tien)

mais au bout d’un temps assez long

la méthode que je présente commence par considérer une période de 24h, parce que c'est plus facile pour la compréhension du fait que l'axe du giroscope décrit un cône d'axe parallle à l'axe terrestre. Aprs, il suffit de considérer que pour trouver l'axe d'un cône on n'a pas besoin de le dessiner" entièrement. En théorie un tout petit arc suffit. Mais dans la pratique, si l'intervalle angulaire (donc: la durée de l'expérience) est trop petit, on va devoir trouver l'intersection de deux plans qui forment une angle très petit, donc une très mauvaise précision. Tout dépend de la définition/précision des appareils qui vont mesurer la position de l'axe du gyro ....c'est géométrique.

il devient inexploitable au délà d'une certaine latitude (70° semble t-il). Il perd le nord à l'approche des pôles.

il faut dire aussi que si on est proche du pôle, même si le système nous donne l'axe de la Terre, ça devient presque la verticale du lieu, et donc sa projection sur l'horizontale est plus délicate. Y aurait-il une autre raison ?

 

[gégé62]

En parcourant le fil des vieilles motocyclettes, je vois ceci
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Je pense que beaucoup ont déjà vu cette machine (et cette photo d'ailleurs), il me semble intéressant d'en dire un mot ici. On remarque que le système de direction, ici un volant, ne joue pas directement sur l'inclinaison gauche-droite de la roue. Comment le pourrait-il puis qu'il n'y a aucun point d'appui....
Il utilise l'effet gyroscopique de la partie tournante, l'extérieur de la roue.
Fonctionnement: le chassis est suspendu au guide de la roue (le profilé cintré qui porte des grosses roulettes) par un système pendulaire, qui lui permet d'osciller vers la gauche ou la droite (avec comme point d'appui ce guide intérieur de roue, avec probablement une cinématique venant du volant).
Supposons que le gars veuille tourner à gauche. Il fait incliner vers la gauche son chassis. Ce faisant, comme il n'y a pas de point d'appui extérieur au véhicule, le guide de roue et la roue s'inclinent vers la droite (action/réaction).
C'est là que joue l'effet gyroscopique: la roue tourne vers l'avant, en plus on cherche à l'incliner (ce qui est une rotation) vers la droite. Il en résulte une rotation dans le "3ème axe", c'est à dire que le véhicule change de cap, vers la droite avec les sens choisis.
L'affaire ne s'arrête pas là, heureusement car il voulait tourner à gauche.... Le changement d'orientation de la roue et de cap, vers la droite alors que le véhicule roulait vers l'avant, donne une réaction plus violente encore qui le fait pencher cette fois vers la gauche. Moi je pense à la simple force centrifuge au cours d'un virage vers la droite, mais je pense qu'il n'y a pas que ça).
Conclusion, cette machine se conduit comme un vélo, un peu comme quand on roule sans les mains. On sait bien que pour prendre un virage à gauche il faut d'abord donner un petit coup à droite. C'est ce qui fait la difficulté d'éviter un obstacle très proche quand on est surpris: difficile de donner le petit coup à gauche quand l'urgence nous impose d'à aller à droite. Et pourtant...c'est le seul moyen ! Ceux qui ont l'entrainement suffisant savent le faire, pas les autres.

L'intérêt que je voyais d'en parler ici, c'est que autant pour un vélo on peut trouver des explications plus ou moins justes, du fait qu'on dispose d'un guidon et d'une articulation, là on est à p..., il faut se débrouiller avec uniquement l'effet gyro...

 

[FB29]

Bonjour,

Magnifique photo !

par un système pendulaire, qui lui permet d'osciller vers la gauche ou la droite (avec comme point d'appui ce guide intérieur de roue, avec probablement une cinématique venant du volant

Le châssis peut s'incliner en suivant les deux guides en arc de cercle à l'avant et à l'arrière ... le mouvement est commandé par deux pignons qui engrènent dans les perforations ... l'avant et l'arrière sont synchronisés par deux arbres latéraux et deux petites chaînes ...

L'un des deux arbres (ou les deux) doivent être entraînés par le volant en rotation par un moyen que je ne vois pas sur la photo ... probablement un troisième chaîne qui pourrait passer dans les deux tubes verticaux (on voit comme une poulie derrière le volant) ...

Cordialement,
FB29

 

[SULREN]

Bjr,
Peut-être pas très efficace, ni facile à piloter, mais très belle curiosité, qui a du demander une réflexion poussée.
Savez vous s'il y a un ABS? ça doit balancer pas mal en freinage d'urgence!
Je me contenterais de freiner avec les pieds....dotés de bonne chaussures ferrées.
Dans un virage à droite il y a un risque de se voir "razer" l'oreille droite par le pneu.....heureusement sans crampons. Dangereux avec un pneu type VTT.
Mieux vaut porter un chapeau si on roule dans la gadoue.

 

[FB29]

Bonjour,

ça doit balancer pas mal en freinage d'urgence

C'est peut-être la raison de l'abandon de la solution ... si on ralentit trop fortement le pilote doit se mettre à faire la culbute avec la roue ... pareil dans l'autre sens à l'accélération ... puisqu'il n'y a qu'un point d'appui avec le sol ...

Cordialement,
FB29

 

[gégé62]

oui c'est sans doute assez scabreux à piloter...il y a sûrement un frein, en sortie de moteur par exemple (1)...mais effectivement, on a vite fait un tour sur soi-même, voire plusieurs....il faut que le centre de gravité de l'ensemble soit le plus bas possible, mais quand même...attention dans les descentes!!!
@FB29 oui, je n'ai pas trop cherché à comprendre comment il commande ce mouvement d'inclinaison. Il y aurait un pignon dans le moyeu du volant et la chaine serait dans le tube qui passe près de son genou ????

(1) J'avais oublié que cet engin est motorisé....à force de réfléchir au mouvement gyro ! du coup ça devient un vrai danger public

Dans un virage à droite il y a un risque de se voir "razer" l'oreille droite par le pneu

pas vraiment, le pilote reste bien à l'intérieur du cercle de sa roue. C'est la photo qui est un peu trompeuse, le gars est à l'arrêt avec son pied droit au sol, et l'angle entre la roue et le chassis doit être de beaucoup supérieur à ce qui est nécessaire en roulant.

 

[Fred69]

Il y aurait un pignon dans le moyeu du volant et la chaine serait dans le tube qui passe près de son genou ????

Je comprends que son engin roule sur le rail avec trois galets. Le volant (et la chaine qu'on voit) doivent servir à décaler un galets sur les trois (désalignement) pour amorcer l'inclinaison. Une fois inclinée, la roue se comporte comme une cône et permet le virage. Dans le virage l'engin se stabilise sur la résultante ente force centrifuge et pesanteur et les galets devraient se réaligner.

 

[gégé62]

Le volant (et la chaine qu'on voit) doivent servir à décaler un galets sur les trois

presque sûr que non. Les galets (trois sûrement) font partie d'un guide rigide qui reste bien dans le plan médian de la roue, et c'est le chassis qui est "suspendu" en balancier dans ce guide.
Pour le fonctionnement, l'équilibre et la négociation des virages, je l'ai décrit plus haut, c'est assez long....

J'ai oublié de faire la comparaison avec le monoroue, l'accessoire de cirque.
Mais en fait, il me semble bien que l'on ne procéde pas de la même façon. L'orientation de la roue pour tourner est donnée par une contorsion rapide du corps (dans le sens d'un vrillage) en utilisant l'inertie des bras, et non pas par un effet gyro résultant d'une inclinaison. Etant admis qu'on sait orienter la roue (directrice, donc...) dans le sens voulu, l'équilibre est obtenu par "déplacement vers là où on va tomber", un peu comme en jonglerie avec un balai vertical...et donc, sauf erreur d'appréciation de ma part, on n'exploiterait donc pas ici l'effet gyroscopique.
Quant aux jeunes qu'on voit souvent aujourd'hui faire du monoroue sur la roue arrière de leur vélo, je rapprocherais ça du monoroue de cirque, là aussi l'effet gyroscopique serait peu invoqué pour l'équilibre ou la direction. Ils m'énervent, mais je trouve cet exercice plus difficile que le vrai monoroue de cirque, avec des vélos peu adaptés et avec les mains non libres...
Ne pratiquant ni l'un ni l'autre, je garde le conditionnel....

 

[SULREN]

Il me semble aussi que les galets font partie d'un guide rigide.
Je pense que le virage est obtenu en inclinant la roue d'un côté ou de l'autre, le corps s'inclinant automatiquement dans le sens opposé pour conserver l'équilibre. Ces deux mouvements doivent déclencher le virage.
L'effet de précession du gyroscope roue existe forcément un peu, mais n'influence que secondairement le virage.

Comme Fred69 il me semble qu'une chaîne passe sur un pignon situé en avant du volant (sur la photo) et descend dans les tubes verticaux au niveau des genoux. Elle tire d'un côté ou de l'autre sur la roue. Peut-être juste un câble enroulé sur une poulie.
Les deux jeux de pignon/chaine à l'avant et à l'arrière n'ont pas pour but d'incliner la roue mais d'assurer une coordination d'inclinaison entre l'avant et l'arrière.