Sciences

Mesure du centre de gravité

Dossier - Stabilité en vol des fusées miniatures
DossierClassé sous :Astronautique , fusée , Ailette

Michaël PIERROT

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Comprendre comment les forces aérodynamiques influencent la trajectoire des fusées, savoir comment concevoir, calculer et valider les ailettes des fusées miniatures pour leur assurer une trajectoire stable et une altitude optimale.

  
DossiersStabilité en vol des fusées miniatures
 

La position du centre de gravité de la fusée peut bien sûr être calculée. Mais il s'agit d'une démarche longue et fastidieuse : il faut en effet connaître, pour chacun de ses éléments constitutifs, sa masse et la position de son propre centre de gravité. Ce qui implique des calculs, ainsi que la pesée (ou le calcul de volume et la connaissance de la masse volumique) pour chacun des éléments. Et on réalise enfin un calcul barycentrique pour déterminer le centre des masses. C'est long et sujet à bien des erreurs.

Il est beaucoup plus simple de recourir à des méthodes expérimentales. Deux méthodes sont possibles.

La première méthode consiste à réaliser un nœud coulant sur une cordelette, passer ce nœud autour du corps de la fusée et rechercher la position à donner à ce nœud pour que la fusée reste horizontale. Le lieu où se trouve le nœud à l'équilibre indique la section du centre de gravité.

La seconde méthode consiste à poser la fusée horizontalement sur le tranchant d'une règle et à trouver la position de la fusée où celle-ci reste horizontale. Le lieu où appuie la règle indique la section du centre de gravité.

Ces mesures doivent bien sûr être réalisées en condition de vol : propulseur en place, charge utile éventuelle en place...

Par contre, l'objectif de la démarche étant de calculer les ailettes, il est fort possible qu'à ce stade de la conception la fusée n'en soit pas munie. Inutile de créer de fausses ailettes plus ou moins représentatives du résultat final pour avoir une mesure précise du centre de gravité. Celles-ci étant le plus souvent réalisées en matériau léger, leur absence ne faussera pas beaucoup la mesure et de toute façon, les tests finaux de stabilité en vol permettront de corriger l'éventuel biais apporté par l'absence des ailettes au moment de la mesure de la position du centre de gravité.

Ces deux méthodes indiquent la position de la section de la fusée où se trouve le centre de gravité et donc pas exactement la position de ce dernier. Mais si la fusée est symétrique autour de son axe (ce qui est recommandé lors de sa conception), on saura alors que le centre de gravité est au centre de la section déterminée. De toute façon, ce qui importe pour le calcul de stabilité est connaissance de la position de la section qui contient le centre de gravité.