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 Prévision de la trajectoire d'une fusée

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Marie-Amandine




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MessageSujet: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Mer 15 Juin 2011 - 20:15

Bonjour a tous!

Je suis en fin de 1ere année de classe préparatoire et nous sommes attirés par l'astronautique.
Nous devons présenter à nos professeurs un TIPE : c'est en quelque sorte un exposé mais beaucoup plus poussé. Le thème de cette année est prévision et aléas. L'exposé repose sur les mathématiques, la physique et les sciences de l'ingénieur (surtout génie mécanique et génie électrique).
J'ai donc décidé d'étudier la façon de prévoir la trajectoire d'une fusée.
Je voudrai connaitre le matériel technique utilisée pour l'orientation de la fusée (si possible).
Comment peut-on corriger une erreur de trajectoire? (de la détection de cette erreur jusqu'à la rectification)
J'aimerai savoir s'il serait possible de me communiquer certains documents techniques et toute autre information qui serait susceptible de m'intéresser.

Merci d'avance.

Marie-Amandine
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bernardw


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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Mer 15 Juin 2011 - 21:16

Ce qui donne la position de la fusée, sa vitesse et son accélération est la centrale a inertie.

La trajectoire de la fusée est comparé a la trajectoire théorique et des actions de correction son faite pour maintenir la bonne trajectoire. pour corrigé la trajectoire on peut modifier l'orientation de la trajectoire des tuyères des moteurs de propulsions ou utilisé des petites tuyères placer sur la fusée.
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Marie-Amandine




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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Mer 15 Juin 2011 - 22:06

"des actions de correction" ?
Le lanceur n'a pas de rôle précis dans la trajectoire de la fusée ?
Je ne comprends pas comment des tuyères peuvent restifier la trajectoire...

Merci d'avoir répondu.
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Pim




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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Mer 15 Juin 2011 - 22:44

Si, le lanceur, son informatique intégrée (= ses logiciels de controle de la stabilité et du guidage le long de la trajectoire désirée) contrôlent l'orientation des tuyères des réacteurs (ça bouge de qq degrés sur tous les axes par rapport au point d'attache de la tuyère) pour guider le lanceur sur la trajectoire voulue.

Il y a deux choses:
- la stabilité du lanceur: c'est aussi difficile de tenir un lanceur "droit" en vol (l'empécher de pencher dans une direction non voulue) que de faire tenir un stylo sur le bout d'un doigt ! l'informatique fait en sorte que l'engin reste stabilisé par rapport à une direction donnée
- le guidage: c'est le choix de la direction à suivre ! le choix de la direction, qui varie au cours du temps durant le lancement, permet d'amener le lanceur jusqu'à l'orbite finale autour de la Terre.

Si on braque une tuyère dans une direction, comme un gouvernail de bateau, le lanceur va "tourner" par rapport à son sens de gravité dans le même sens. Exemple: si les tuyères sont braquées de qq degrés sur "la gauche" du lanceur, cela va provoquer une action du lanceur à tourner autour de son centre de gravité vers la "gauche". Un dessin permet de s'en convaincre (même principe qu'un gouvernail de bateau, mais en 3 dimension ! la déviation de gaz via l'orientation des tuyères - ou de l'eau via le gouvernail pour un bateau - permet de faire tourner l'engin par rapport à son centre de gravité).

Quant au matériel necessaire pour assurer le contrôle, c'est toujours la même chose:
- des capteurs: c'est ce qui va permettre de 'mesurer' des informations pour savoir si l'engin se comporte bien: des accéléromètres, des gyroscopes, (des capteurs de pression ?!). Ces informations permettent de reconstituer si la fusée penche trop d'un côté ou de l'autre, avec quelle accélération elle progresse, etc.
- des actionneurs: c'est ce qui va permettre d'agir sur l'orientation de la fusée. Ici, ce sont les réacteurs (pour moduler leur force de poussée) et l'orientation de leur tuyère (pour "faire tourner" la fusée). On trouve aussi parfois des petits "moteurs" à gaz sur le corps de la fusée (en plus des réacteurs principaux).
- des ordinateurs (on parle de "controleur" ou de "correcteur"): ce sont eux qui vont analyser les données en provenance des capteurs (pour comprendre dans quel état est la fusée) et qui vont faire tous les calculs judidieux de la poussée moteur et de l'orientation des tuyères pour maintenir la fusée sur la trajectoire désirée (qui est stockée dans les ordis).

Imagine une voiture sans conducteur: c'est pareil ! les capteurs = caméras qui analysent la route, en particulier qui analysent si la voiture ne dépasse pas sur une ligne blanche. L'ordinateur regarde si la voiture est bien dans les clous, si elle ne l'est pas, il calcule une orientation des roues (actionneurs) ou du volant pour ramener la voiture entre les lignes blanches. Le tout est de savoir comment bien calculer les orientations... c'est toute une science !

Bref, je donne les grandes lignes, en vulgarisant et en m'appuyant sur des exemples de la vie de tous les jours. Je ne doute pas une seconde que Wikipédia donne des tonnes d'informations dans les détails sur chacun de ces points. Je donne l'amorce, les mots clés à regarder, en somme...
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Argyre


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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Mer 15 Juin 2011 - 23:14

Pour le contrôle d'attitude, on utilise aussi des RCS, c'est à dire des petits moteurs latéraux.
Voir http://en.wikipedia.org/wiki/Reaction_control_system

Il existe plusieurs systèmes de guidage et de navigation, à partir d'observations au sol ou de systèmes embarqués ou des 2 à la fois. Une fois en orbite, il est possible de pointer des étoiles pour déterminer la position par triangulation, puis de déterminer les caractéristiques précises de l'orbite.
http://en.wikipedia.org/wiki/Orbit_determination

A+,
Argyre
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bernardw


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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Mer 15 Juin 2011 - 23:29

Pim a écrit:

- des capteurs: c'est ce qui va permettre de 'mesurer' des informations pour savoir si l'engin se comporte bien: des accéléromètres, des gyroscopes, (des capteurs de pression ?!). Ces informations permettent de reconstituer si la fusée penche trop d'un côté ou de l'autre, avec quelle accélération elle progresse, etc.
C'est le role de la centrale à inertie, elle a pour capteur des accéléromètres qui permette de calculer la vitesse et un gyroscope qui permet de connaitre l'orientation. Les gyroscopes a l'origine était un axe tournant a très grande vitesse dans une systèmes de trois cages qui se déplace librement.

https://secure.wikimedia.org/wikipedia/fr/wiki/Gyroscope
maintenant on a des gyroscopes plus petits et aussi des modèles sans mouvements.
par contre les accéléromètres sont plus simple, il s'agit de petites masse dont on mesure la force ou le déplacement avec un ressort de rappel.

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Argyre


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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Jeu 16 Juin 2011 - 9:32

bernardw a écrit:
par contre les accéléromètres sont plus simple, il s'agit de petites masse dont on mesure la force ou le déplacement avec un ressort de rappel.
Oui, un accéléromètre, dont le nom fait hérisser le poil des physiciens, est en fait un capteur de force ou de pression. Il n'existe aucun appareil de mesure directe de l'accélération.
Que j'aime à faire apprendre cette vérité utile aux sages, énoncée en particulier par Einstein pour illustrer le principe d'équivalence de la relativité générale : seule dans un ascenseur, une personne n'a aucun moyen de déterminer si celui-ci est posé sur la surface d'un astre et subit la pesanteur locale, ou si l'ascenseur est un module d'un vaisseau en phase de propulsion. Dit autrement : il ne peut exister de capteur d'accélération, sinon on serait capable de différencier les 2 situations. En ce qui concerne les fusées, cette remarque n'est pas anodine, car elle rappelle que ledit capteur de force indiquera la même valeur pour 1g de pesanteur et 1g de poussée ou 0,5g de pesanteur et 1,5g de poussée, alors que l'accélération par rapport au sol n'est pas la même ....
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montmein69


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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Jeu 16 Juin 2011 - 11:09

Marie-Amandine a écrit:

Nous devons présenter à nos professeurs un TIPE : c'est en quelque sorte un exposé mais beaucoup plus poussé. Le thème de cette année est prévision et aléas. L'exposé repose sur les mathématiques, la physique et les sciences de l'ingénieur (surtout génie mécanique et génie électrique).
J'ai donc décidé d'étudier la façon de prévoir la trajectoire d'une fusée.

Cette date de fin juin parait un peu curieuse pour cumuler des informations ... c'est pour l'année scolaire prochaine ce TIPE ? Parce que sinon on ne doit pas être loin de la date de remise du travail terminé scratch
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Marie-Amandine




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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Jeu 16 Juin 2011 - 18:23

montmein69 a écrit:
Marie-Amandine a écrit:

Nous devons présenter à nos professeurs un TIPE : c'est en quelque sorte un exposé mais beaucoup plus poussé. Le thème de cette année est prévision et aléas. L'exposé repose sur les mathématiques, la physique et les sciences de l'ingénieur (surtout génie mécanique et génie électrique).
J'ai donc décidé d'étudier la façon de prévoir la trajectoire d'une fusée.

Cette date de fin juin parait un peu curieuse pour cumuler des informations ... c'est pour l'année scolaire prochaine ce TIPE ? Parce que sinon on ne doit pas être loin de la date de remise du travail terminé scratch

Le TIPE est sur deux années, donc oui je passe l'oral l'année prochaine (heureusement si non ce serai la panique). Donc je suis en train de le préparé (début) j'ai encore 1ans pour le faire.

Pim : Je te remercie pour les "grandes lignes" ça va beaucoup m'aidé et j'ai bien compris grâce à tes exemples.
Argyre & bernardw : merci pour les précisions plus mécanique.

Par contre es-ce que vous connaissez des noms de "controleur" ou de "correcteur" ? Et comment ils fonctionnent exactement ?
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Pim




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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Jeu 16 Juin 2011 - 19:56

Marie-Amandine a écrit:
montmein69 a écrit:
Marie-Amandine a écrit:

Nous devons présenter à nos professeurs un TIPE : c'est en quelque sorte un exposé mais beaucoup plus poussé. Le thème de cette année est prévision et aléas. L'exposé repose sur les mathématiques, la physique et les sciences de l'ingénieur (surtout génie mécanique et génie électrique).
J'ai donc décidé d'étudier la façon de prévoir la trajectoire d'une fusée.

Cette date de fin juin parait un peu curieuse pour cumuler des informations ... c'est pour l'année scolaire prochaine ce TIPE ? Parce que sinon on ne doit pas être loin de la date de remise du travail terminé scratch

Le TIPE est sur deux années, donc oui je passe l'oral l'année prochaine (heureusement si non ce serai la panique). Donc je suis en train de le préparé (début) j'ai encore 1ans pour le faire.

Pim : Je te remercie pour les "grandes lignes" ça va beaucoup m'aidé et j'ai bien compris grâce à tes exemples.
Argyre & bernardw : merci pour les précisions plus mécanique.

Par contre es-ce que vous connaissez des noms de "controleur" ou de "correcteur" ? Et comment ils fonctionnent exactement ?

Je n'avais pas réalisé que tu étais en prépa. En Science de l'ingénieur, vous avez normalement fait un peu d'automatique (fonction de transfert, transformée de Laplace, etc). L'automatique, c'est la science des controleurs ! Les plus classiques: les PI ou PID (Proportionnel, Integral, Dérivé), ou encore (plus sophistiqué) les techniques de placement de poles/placement modal (par retour d'état ou retour de sorties). Il faudrait que tu rentres un peu dans le détail via des cours (Wiki ou cours sur le net). Ce n'est pas très compliqué mais ça demande un peu de mise en place mathématique avant.
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bernardw


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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Jeu 16 Juin 2011 - 20:44

Marie-Amandine a écrit:
montmein69 a écrit:
Marie-Amandine a écrit:

Nous devons présenter à nos professeurs un TIPE : c'est en quelque sorte un exposé mais beaucoup plus poussé. Le thème de cette année est prévision et aléas. L'exposé repose sur les mathématiques, la physique et les sciences de l'ingénieur (surtout génie mécanique et génie électrique).
J'ai donc décidé d'étudier la façon de prévoir la trajectoire d'une fusée.

Cette date de fin juin parait un peu curieuse pour cumuler des informations ... c'est pour l'année scolaire prochaine ce TIPE ? Parce que sinon on ne doit pas être loin de la date de remise du travail terminé scratch

Le TIPE est sur deux années, donc oui je passe l'oral l'année prochaine (heureusement si non ce serai la panique). Donc je suis en train de le préparé (début) j'ai encore 1ans pour le faire.

Pim : Je te remercie pour les "grandes lignes" ça va beaucoup m'aidé et j'ai bien compris grâce à tes exemples.
Argyre & bernardw : merci pour les précisions plus mécanique.

Par contre es-ce que vous connaissez des noms de "controleur" ou de "correcteur" ? Et comment ils fonctionnent exactement ?
un controleur est élément simple qui a partir de capteur ordonne des actions c'est presque des microprocesseur mais il sont spécialisé sur la puce on trouve directement les entrées/sortie logique, des entrées analogique et des sortie analogique, la mémoire sans avoir a rien rajouté.
dans la case a équipement on y trouve un calculateur qui est un ordinateur a part entière .

pour plus de renseignement regarde le site de http://www.capcomespace.net/dossiers/index.htm
Pour Ariane 5 :
Capcom a écrit:

Les instruments de la case à équipements

Sur le plateau horizontal de 33,4 cm situé dans l'anneau, on trouve tous les instruments de vol. En fait, le système n'occupe que la moitié, l'autre moitié étant la copie du système en cas de défaillance. Voici la description dans le sens des aiguilles des instruments vus de dessus:
_ Passage ligne MMH, trou permettant de faire passer la canalisation alimentant l'EPS en MMH, qui est un des combustibles utilisé.
_ Électronique Séquentielle
_ Interface électrique avec l'EPS
_ Électronique de pilotage électrique
_ Centrale de commutation, sans doute l'appareil qui doit basculer sur l'autre système en cas de défaillance du premier
_ Connexion électrique Speltra / Coiffe, interface électrique vers la coiffe ou via la SPELTRA
_ Un module Système de Correction d'Attitude
_ La pile puis la batterie
_ Le trou pour le câblage venant de l'EPC
_ L'antenne émettrice et réceptrice de télémesure avec les radars au sol
_ Trous pour la ventilation
_ Trous pour le câblage avec la charge utile
_ Boîtier de commande de sauvegarde, qui commande la destruction du lanceur
_ Le calculateur OBC, qui en utilisant les infos des SRI commande les moteurs du lanceur pour qu'il atteigne son but : le largage des satellites. Il calcule la trajectoire de vol.
_ L'Unité d'Acquisition
_ Les conditionneurs, sans doute pour la climatisation de l'étage (?)
_ Les Systèmes de Référence Inertielle SRI, pièce maîtresse du contrôle du vol d'Ariane 5. Elle intègre 3 centrales inertielles qui donnent la position du lanceur dans l'espace ainsi que 4 accéléromètres qui donnent l'accélération que subit le lanceur.
_ Unité de centrale télémesure, unité qui traite les infos reçues et à envoyer du/au sol.
_ Vannes d'isolement SCA, vannes permettant de contrôler les SCA (?)
_ Enfin, un réservoir sphérique en titane contenant l'hydrazine pour le SCA.


La particularité des Ariane est de pouvoir pratiquer des lancements double. Pour cela, on dispose de structure de lancement multiple. Actuellement, Ariane 5 peut utiliser deux systèmes de lancement multiple la SPELTRA et le Sylda. Bien entendu, on peut lancer un satellite uniquement, mais pour des raisons économiques, on préfère à deux.
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Starking




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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Jeu 16 Juin 2011 - 23:30

Marie-Amandine a écrit:
Bonjour a tous!
(...)
J'ai donc décidé d'étudier la façon de prévoir la trajectoire d'une fusée.
Je voudrai connaitre le matériel technique utilisée pour l'orientation de la fusée (si possible).
(...)

Quelques schémas explicatifs à :
http://exploration.grc.nasa.gov/education/rocket/rktcontrl.html

Et pas mal d'autres choses à :
http://exploration.grc.nasa.gov/education/rocket/shortr.html
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montmein69


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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Ven 17 Juin 2011 - 8:11

bernardw a écrit:

un controleur est élément simple qui a partir de capteur ordonne des actions c'est presque des microprocesseur mais il sont spécialisé sur la puce on trouve directement les entrées/sortie logique, des entrées analogique et des sortie analogique, la mémoire sans avoir a rien rajouté.
dans la case a équipement on y trouve un calculateur qui est un ordinateur a part entière .

Y a t'il une hierarchie (ou système de priorités) entre un "controleur" ... qui a partir de capteur ordonne des actions, donc réagit à priori très vite (tout dépend des actions qu'il est autorisé à commander) et le "calculateur" qui mouline les données des capteurs, compare avec un "programme de vol idéal" et commande lui aussi des actions pour s'y tenir au plus près ?
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Argyre


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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Ven 17 Juin 2011 - 9:57

montmein69 a écrit:
bernardw a écrit:

un controleur est élément simple qui a partir de capteur ordonne des actions c'est presque des microprocesseur mais il sont spécialisé sur la puce on trouve directement les entrées/sortie logique, des entrées analogique et des sortie analogique, la mémoire sans avoir a rien rajouté.
dans la case a équipement on y trouve un calculateur qui est un ordinateur a part entière .

Y a t'il une hierarchie (ou système de priorités) entre un "controleur" ... qui a partir de capteur ordonne des actions, donc réagit à priori très vite (tout dépend des actions qu'il est autorisé à commander) et le "calculateur" qui mouline les données des capteurs, compare avec un "programme de vol idéal" et commande lui aussi des actions pour s'y tenir au plus près ?

Je ne suis pas expert en contrôle de fusée, mais en robotique, qui englobe à mon sens les fusées, un calculateur est un microcontrôleur doté d'un microprocesseur, d'une mémoire, et des interfaces nécessaires avec les capteurs et d'éventuels actionneurs ou autres cartes embarquées. En fait, il s'agit d'un véritable petit ordinateur dédié à des calculs, donc comportant un système d'exploitation adapté (pas windows ...) et des programmes de calculs, mais pas de clavier, souris, ou écran bien entendu.
Le terme contrôleur est à mon avis ambigü. En automatique, un contrôleur peut effectivement se résumer à une simple carte avec des portes logiques exécutant une fonction particulière sur les entrées, sans aucune mémoire et sans microprocesseur. Mais comme je l'ai dit ci-dessus, on parle également de microcontrôleur pour désigner une carte comportant un microprocesseur, des mémoires etc ...
C'est typiquement un microcontrôleur qui est l'organe central d'un robot autonome. Si le robot n'est pas autonome, il peut être commandé par ordinateur qui envoie des commandes interprétées par un servocontrôleur (contrôle des servomoteurs). Pour faire simple, un servocontrôleur n'a pas de microprocesseur, il convertit simplement les commandes reçues en signaux analogiques qui sont ensuite envoyés aux (servo)moteurs.
En résumé, je pense qu'on peut dire qu'un calculateur est un contrôleur complexe dédié à des calculs. On parle de calculateur quand il n'y a pas vraiment de "contrôle" à effectuer mais surtout des calculs. Mais je ne suis pas sûr que tout le monde partage la même définition.
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Marie-Amandine




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MessageSujet: Merci à tous   Ven 17 Juin 2011 - 22:06

Merci à tous le monde, je commence à comprendre de mieux en mieux.
Mais j'aurai une autre question :
Si durant le vol, il y a un problème (exemple un moteur qui lâche ou autre), comment on fait pour rétablir la trajectoire de la fusée pour qu'elle puisse atteindre sont objectif ?

Ensuite les sites que vous m'avez conseillez sont très intéressant mais ils n'ont pas assez de documents techniques donc je voudrais savoir si parmi vous, ou dans vos contact, il y aurait une personne qui travaille spécifiquement dans l'astronautique ou dans un domaine similaire, à qui je pourrai parler directement et qui pourrai me fournir des documents (tant que ça ne transgresse pas la charte de confidentialité bien sûr).
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bernardw


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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Ven 17 Juin 2011 - 22:11

Argyre a écrit:
montmein69 a écrit:
bernardw a écrit:

un controleur est élément simple qui a partir de capteur ordonne des actions c'est presque des microprocesseur mais il sont spécialisé sur la puce on trouve directement les entrées/sortie logique, des entrées analogique et des sortie analogique, la mémoire sans avoir a rien rajouté.
dans la case a équipement on y trouve un calculateur qui est un ordinateur a part entière .

Y a t'il une hierarchie (ou système de priorités) entre un "controleur" ... qui a partir de capteur ordonne des actions, donc réagit à priori très vite (tout dépend des actions qu'il est autorisé à commander) et le "calculateur" qui mouline les données des capteurs, compare avec un "programme de vol idéal" et commande lui aussi des actions pour s'y tenir au plus près ?

Je ne suis pas expert en contrôle de fusée, mais en robotique, qui englobe à mon sens les fusées, un calculateur est un microcontrôleur doté d'un microprocesseur, d'une mémoire, et des interfaces nécessaires avec les capteurs et d'éventuels actionneurs ou autres cartes embarquées. En fait, il s'agit d'un véritable petit ordinateur dédié à des calculs, donc comportant un système d'exploitation adapté (pas windows ...) et des programmes de calculs, mais pas de clavier, souris, ou écran bien entendu.
Le terme contrôleur est à mon avis ambigü. En automatique, un contrôleur peut effectivement se résumer à une simple carte avec des portes logiques exécutant une fonction particulière sur les entrées, sans aucune mémoire et sans microprocesseur. Mais comme je l'ai dit ci-dessus, on parle également de microcontrôleur pour désigner une carte comportant un microprocesseur, des mémoires etc ...
C'est typiquement un microcontrôleur qui est l'organe central d'un robot autonome. Si le robot n'est pas autonome, il peut être commandé par ordinateur qui envoie des commandes interprétées par un servocontrôleur (contrôle des servomoteurs). Pour faire simple, un servocontrôleur n'a pas de microprocesseur, il convertit simplement les commandes reçues en signaux analogiques qui sont ensuite envoyés aux (servo)moteurs.
En résumé, je pense qu'on peut dire qu'un calculateur est un contrôleur complexe dédié à des calculs. On parle de calculateur quand il n'y a pas vraiment de "contrôle" à effectuer mais surtout des calculs. Mais je ne suis pas sûr que tout le monde partage la même définition.
Une des caractéristique des micro-controleurs est d'avoir tout sur une puce avec au besoin de la mémoire additionnel eprom
La différence est tenu entre un controleur et calculateur, tout depend de la fonction a assumé. Un calculateur a en plus une puissance de calcul qui n'est pas utile dans un controleur.

tirée du rapport d'accident d'Ariane V501

Citation :
De manière générale, la chaîne de pilotage d'Ariane 5 repose sur un concept standard. L'attitude du lanceur et ses mouvements dans l'espace sont mesurés par un système de référence inertielle (SRI) dont le calculateur interne calcule les angles et les vitesse sur la base d'informations provenant d'une plate-forme inertielle à composants liés, avec gyrolasers et accéléromètres. Les données du SRI sont transmises, via le bus de données, au calculateur embarqué (OBC) qui exécute le programme de vol et qui commande les tuyères des étages d'accélération à poudre et du moteur cryotechnique Vulcain, par l'intermédiaire de servovalves et de vérins hydrauliques.

Pour améliorer la fiabilité, on a prévu une importante redondance au niveau des équipements. On compte deux SRI travaillant en parallèle ; ces systèmes sont identiques tant sur le plan du matériel que sur celui du logiciel. L'un est actif et l'autre est en mode "veille active" ; si l'OBC détecte que le SRI actif est en panne, il passe immédiatement sur l'autre SRI à condition que ce dernier fonctionne correctement. De même, on compte deux OBC et un certain nombre d'autres unités de la chaîne de pilotage qui sont également dupliquées.

Donc Ariane5 a deux calculateurs dans sa chaine de commande entièrement redonder.
le premier de ces calculateurs est le SRI la centrale a inertie qui calcul la position, la vitesse, l'accélération et l'orientation de la fusée qui transmet ses informations au deuxième l'OBC qui contrôle la trajectoire, la séparation des étages, et le largage des satellites.

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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Ven 17 Juin 2011 - 22:30

Argyre a écrit:
Oui, un accéléromètre, dont le nom fait hérisser le poil des physiciens, est en fait un capteur de force ou de pression. Il n'existe aucun appareil de mesure directe de l'accélération.
Que j'aime à faire apprendre cette vérité utile aux sages, énoncée en particulier par Einstein pour illustrer le principe d'équivalence de la relativité générale : seule dans un ascenseur, une personne n'a aucun moyen de déterminer si celui-ci est posé sur la surface d'un astre et subit la pesanteur locale, ou si l'ascenseur est un module d'un vaisseau en phase de propulsion. Dit autrement : il ne peut exister de capteur d'accélération, sinon on serait capable de différencier les 2 situations. En ce qui concerne les fusées, cette remarque n'est pas anodine, car elle rappelle que ledit capteur de force indiquera la même valeur pour 1g de pesanteur et 1g de poussée ou 0,5g de pesanteur et 1,5g de poussée, alors que l'accélération par rapport au sol n'est pas la même ....
En même temps, tout ingénieur sérieux sait très bien que ça ne mesure que les "accélérations non gravitationnelles", nom barbare qui signale très bien ce fait :)
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montmein69


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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Sam 18 Juin 2011 - 11:25

Marie-Amandine a écrit:

Mais j'aurai une autre question :
Si durant le vol, il y a un problème (exemple un moteur qui lâche ou autre), comment on fait pour rétablir la trajectoire de la fusée pour qu'elle puisse atteindre sont objectif ?

Une perte moteur est grave .... à la fois pour l'équilibre du lanceur .... que (s'il survit) pour sa capacité à atteindre la vitesse de satellisation..... un tir balistique ...et cela retombe inexorablement attiré dans le puits gravitationnel terrestre.
On est sur le fil du rasoir lors d'un lancement, et il n' y a guère de marge de "rattrapage". Il faut aussi veiller à protéger les éventuelles zones de retombées de débris massifs ou toxiques.

Il est alors du ressort d'un responsable spécialisé, de déclencher le dispositif de destruction du lanceur (et de sa charge). Je ne sais pas jusqu'à quel moment du vol cela peut être effectué ?

Arianespace a d'ailleurs fait rajouter un tel dispositif de destruction qui n'existe pas sur les Soyouz lancés par les russes.
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Marie-Amandine




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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Sam 18 Juin 2011 - 14:23

Je suis d'accord que l'exemple du moteur qui tombe en panne était un peu extrème.
Mais imaginons une autre situation, si tu tuyère tombe comment faire pour garder le cap?
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Yantar


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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Sam 18 Juin 2011 - 14:37

montmein69 a écrit:
Marie-Amandine a écrit:

Mais j'aurai une autre question :
Si durant le vol, il y a un problème (exemple un moteur qui lâche ou autre), comment on fait pour rétablir la trajectoire de la fusée pour qu'elle puisse atteindre sont objectif ?

Une perte moteur est grave .... à la fois pour l'équilibre du lanceur .... que (s'il survit) pour sa capacité à atteindre la vitesse de satellisation..... un tir balistique ...et cela retombe inexorablement attiré dans le puits gravitationnel terrestre.
On est sur le fil du rasoir lors d'un lancement, et il n' y a guère de marge de "rattrapage". Il faut aussi veiller à protéger les éventuelles zones de retombées de débris massifs ou toxiques.

Il est alors du ressort d'un responsable spécialisé, de déclencher le dispositif de destruction du lanceur (et de sa charge). Je ne sais pas jusqu'à quel moment du vol cela peut être effectué ?

Arianespace a d'ailleurs fait rajouter un tel dispositif de destruction qui n'existe pas sur les Soyouz lancés par les russes.

On ne détruit pas systématiquement un lanceur lorsqu'il a un problème. Je prends pour exemple le vol 70 d'Ariane. Le 3ème étage fonctionnait à 70% de sa puissance. Il était très en deça de sa trajectoire mais ils l'ont laissé aller jusqu'au bout de son fonctionnement. Après quoi, vu le manque de vitesse, il a plongé dans l'atmosphère où il s'est désintégré.
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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Sam 18 Juin 2011 - 22:15

Marie-Amandine a écrit:
Je suis d'accord que l'exemple du moteur qui tombe en panne était un peu extrème.
Mais imaginons une autre situation, si tu tuyère tombe comment faire pour garder le cap?
On a le cas d'arrêt de moteur sur Saturn, le maximum 2 sur 5 moteurs, propulsion a été plus longue pour compenser la perte des moteurs(2 moteur sur le S2 sur Apollo 6, 1 moteur sur le S2 sur Apollo 13).
Sur Ariane5 on a eu le cas d'un arrêt prématurée lu moteur vulcain sur V157 avec une retombée dans l'atlantique, Arrêt du moteur Vulcain du a la mise en rotation de la fusée provoquant une mise en orbite plus basse que prévue V101.
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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Dim 19 Juin 2011 - 10:59

Un FIL intéressant sur un échec du lanceur GSLV indien :
http://www.forum-conquete-spatiale.fr/t11375p15-indeechec-gslv-mk1-insat-4d-25-12-2010

En première phase de vol ..... on bascule facilement vers l'échec.

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Marie-Amandine




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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Dim 19 Juin 2011 - 15:32

Serai-t'il possible d'avoir plus de détail (d'informations) sur le système de référence inertielle (SRI) et le calculateur embarqué (OBC) s'il-vous-plaît, merci.
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bernardw


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MessageSujet: Re: Prévision de la trajectoire d'une fusée   Dim 19 Juin 2011 - 19:58

recherche sur wikipedia

https://secure.wikimedia.org/wikipedia/fr/wiki/Guidage_inertiel

Autrefois et pendant plusieurs décennies, on a utilisé des gyroscopes associés à des accéléromètres comme décrit plus haut. Cependant la présence de frottements occasionnait un temps de chauffe assez long (jusqu'à 30 min) et des erreurs plus importantes. De nos jours, la technologie principale associe un gyromètre laser (ou gyrolaser) avec des accéléromètres. Le gyrolaser se présente sous la forme de trois triangles ou trois carrés (un dans chaque plan) dans lesquels deux rayons laser sont projetés en sens opposé et réfléchis jusqu'à un capteur. La plateforme est dite liée (Strapdown system) en effet il n'est pas nécessaire de la maintenir verticale par rapport à un plan de référence, elle est donc fixée directement sur l'avion. Chaque accélération change le temps que mettent les deux lasers pour atteindre les capteurs et c'est cette différence de temps qui permet de déterminer la force, la direction et le sens de l'accélération.

Pour les deux technologies, une fois que l'on a obtenu l'accélération, il suffit de l'intégrer 2 fois dans le temps pour obtenir une distance parcourue. Et ainsi, grâce à la vitesse et la position initiales, on est capable de déterminer la position et la vitesse instantanée à tout instant.

D'autres technologies sont testées aujourd'hui pour remplacer les systèmes actuels telles que le gyromètre à fibre optique, basé sur le même principe que le gyrolaser, le gyroscope à suspension électrostatique (ou GSE) et le gyromètre à résonance magnétique nucléaire, ce dernier se fondant sur l'élément le plus simple : l'atome qui est mis en rotation.
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Prévision de la trajectoire d'une fusée
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