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Les gyrodynes, toupies de l'espace - VIDEO

 

La commande d'attitude des satellites par gyrodynes -
Enchaînement de mouvements rotatifs sur le banc de gyrodynes Tétragyre
(DCSD : P. Carton, J-P Chrétien et M. Llibre)

Principe d'un gyrodyne avec ses axes de rotation

 

La prochaine génération de satellites d'observation, appelés satellites agiles, sera probablement commandée par des actionneurs à fort couple dynamique*  : les gyrodynes. Fonctionnant sur le principe des gyroscopes**, ils peuvent agir sur les satellites et les orienter dans une attitude***  donnée. Les gyrodynes sont constitués d'une toupie en rotation rapide entretenue autour d'un axe propre, la commande permettant de faire tourner ce dernier autour d'un axe de précession, ou de basculement (voir figure).

Des travaux sont menés sur le banc de gyrodynes Tétragyre, une maquette portée par une suspension à trois axes en son centre de gravité, afin de simuler les conditions d'apesanteur. Entretenus par des moteurs, les quatre actionneurs gyroscopiques sont orientés à distance et permettent de commander précisément la plate-forme via la vitesse de basculement des toupies.

La commande d'attitude des satellites pose des problèmes théoriques complexes de coordination. Mis au point par l'ONERA, ce support expérimental est destiné à améliorer le système de contrôle d'attitude des satellites et à valider les algorithmes**** de pilotage par gyrodynes.

Lexique *Couple dynamique Système de deux forces égales, parallèles, de directions opposées et appliquées à un même objet . Le couple dynamique résume le système à une force résultante nulle et possède généralement un effet de rotation sur l'objet.. **Gyroscope Dispositif constitué d'une toupie animée d'un mouvement de rotation rapide autour d'un axe et d'un système de suspension. Un gyroscope doublement suspendu garde une orientation fixe par rapport à un repère lié aux étoiles : il conserve son orientation initiale quelles que soient les forces auxquelles il est soumis. ***Attitude Orientation d'un corps dans l'espace, mathématiquement décrite par des variables appelées paramètres d'attitude. Par exemple, pour un avion, on utilise cap, assiette et roulis. Pour une toupie ou un gyroscope : précession, nutation, rotation propre ****Algorithme  Ensemble des règles opératoires propres à un calcul. Il se rapporte à la suite d'opérations élémentaires qu'il faut enchainer de manière logique pour effectuer le calcul désiré.

Mis à jour le 11 octobre 2007 - © ONERA 2009 - Crédits et conditions d'utilisation