Ignasi Pascual,  Responsable électronique Sylvain Rouard, Chef de Projet 

Mai 2007 

 

Projet de fusée expérimentale Iness Expérience d’asservissement en 

rotation  

Lors du vol, la fusée subit en rotation autour de son axe propre à cause de ses défauts mécaniques naturels, notamment l’asymétrie des ailerons. La vitesse de rotation dépend des symétries et des défauts de  la fusée. Le système d’asservissement en rotation a donc pour but de contrôler  cette rotation. Ce contrôle est nécessaire et sera mis à profit pour pouvoir réaliser  l’éjection  de  l’expérience  principale :  le  CANSAT  (Cf :  Documentation  technique CANSAT). 

    La  solution envisagée pour  la  stabilisation en  rotation de notre  fusée est  l’éjection d’air comprimé à l’aide de quatre sorties d’air disposées autour de la fusée au niveau d’une bague située près du centre de gravité. 

Une  électrovanne  (EV)  permettant  trois  positions  (fermée  –  éjection  à  gauche  – éjection à droite) commandée par notre électronique éjectera un flux d'air provenant d’une bouteille d’air comprimé embarquée à l’intérieur de la fusée. 

Pour contrôler son sens de rotation, les quatre sorties d’air placées stratégiquement, vont  nous  permettre  d’agir  dans  le  sens  horaire  ou  antihoraire,  selon  les  besoins  de contreréaction de notre fusée. 

 

 

 

 

 Commande d’air pour rotation antihoraire  Commande d’air pour rotation en sens horaire 

 

 L’EV  sera  gérée  par  notre  électronique  embarquée,  formée  principalement  d’un 

microcontrôleur,  qui  sera  responsable  de  faire  l’acquisition  des  données  du  gyromètre mesurant la vitesse de rotation, ainsi que de les analyser, pour agir en conséquence sur l’EV. On intégrera l'algorithme d'asservissement dans le microcontrôleur [µC].  

Cette même expérience  a été  faite par notre  association  l’année dernière, pour  la campagne 2006. L’objectif de cette nouvelle expérience est de réduire la taille et la masse de tout le système haute pression (HP), ainsi que de simplifier et réduire le système de gestion de l’asservissement en rotation. 

En conclusion, l’expérience « asservissement » du projet INESS sera une amélioration  du système asservissement présent sur d’Anaïs. Cette amélioration consiste principalement à : 

‐ Réduire  de manière  importante  la masse  et  l’encombrement,  afin  de  pouvoir embarquer une autre expérience (CANSAT). 

‐ Réunir  tous  les éléments de  l’asservissement dans un compartiment  facilement démontable et qui pourra  s’intégrer  sans problème  sur n’importe quelle  fusée. Ainsi,  l’asservissement  en  rotation  deviendra  une  « option »  pour  les  fusées suivantes  puisque  nous  disposerons  d’un module  autonome  à  insérer  dans  la fusée. 

‐ Augmenter l’efficacité du système grâce à une configuration limitant les pertes de charges et à des convergents mieux adaptés au niveau des sorties d’air. 

‐ Améliorer  les temps de réponse du système et  la robustesse de  l’algorithme de contrôle. 

Certification du matériel utilisé  

  Embarquer un système d’air comprimé sous haute pression (200bars) dans une fusée expérimentale requiert des mesures importantes de sécurité. Nous sommes particulièrement attachés à l’aspect de la sécurité, afin que l’activité de lancement de fusées expérimentales reste une activité ouverte à tous, en toute sécurité. 

  Nous avons donc cette année, choisi d’investir dans le matériel le plus fiable possible, répondant à toutes les normes de sécurité et certifications en vigueur. 

  Pour cela, nous nous sommes tournés vers un matériel haute pression conçu pour l’activité Paint‐ball qui est soumise à des normes draconiennes de sécurité du matériel puisque cette activité permet à des adolescents de 16 ans de courir sur des terrains fortement accidentés, en tenant dans leurs mains des pistolets contenant 1L d’air comprimé à 300bars. 

  Notre système HP est donc constitué : 

‐ d’une bouteille en Kevlar de 1.1L, gonflée à 200bars, certifiée aux normes PI (réglementation de la fédération française de paint‐ball). 

o Pression normale d’utilisation : 5000Psi (345bars) 

o Certifiée aux normes jusqu’en 2011 

‐ D’un régulateur « totem  4500Psi » permettant de passer du circuit HP (200bars) au circuit BP (8bars) dans un encombrement réduit et une sécurité garantie. 

 

‐ Le régulateur comporte une valve anti‐retour de remplissage HP prévue à cet effet.