S5 — Chaîne de barre robuste & redondante + anti-louvoiement logiciel¶
Répond à : P7 (usure actionneur), P8 (redondance), P9 (louvoiement)
Le poste de fiabilité n°1 avec le logiciel
Le gouvernail est le tueur mécanique historique récurrent du Microtransat. Cette solution s'y attaque sur trois fronts simultanément.
Principe¶
(1) Robustesse¶
Remplacer le servo hobby par un actionneur dimensionné millions de cycles :
- Moteur brushless type gimbal ou moteur pas-à-pas avec réducteur
- Idéalement avec couplage magnétique sur l'arbre de gouvernail (S2)
- Actionneur linéaire qui tient sa position sans puissance
(2) Redondance¶
- Un 2e gouvernail indépendant et/ou la capacité de direction par poussée différentielle (deux petits propulseurs)
- Une avarie de barre n'arrête pas le bateau
(3) Anti-louvoiement logiciel¶
Stabilité de route par :
- Carène (skeg/quille longue)
- Réglages d'asservissement : bande morte sur le cap, filtrage, limitation de la vitesse de braquage
- Paramètres ArduPilot :
NAVL1_DAMPING,WP_OVERSHOOT,PIVOT_TURN_ANGLE
Faisabilité (équipe étudiante)¶
L'anti-louvoiement logiciel est 100 % dans le cœur de métier EPITA : c'est du réglage de paramètres ArduPilot Rover.
La partie mécanique (actionneur robuste, 2e gouvernail) demande plus d'effort et un partenaire mécanique.
Banc d'endurance obligatoire
Faire cycler la barre des milliers d'heures avant lancement. Un servo coreless ~1 000–3 000 h est marginal pour 80–185 jours.
Matériel / composants¶
- Actionneur brushless gimbal ou pas-à-pas + réducteur + driver
- Ou servo étanche ASV-grade (Blue Trail)
- Tringlerie inox
- 2e ensemble gouvernail + actionneur
- Couplage magnétique (S2)
- Capteur de position d'angle de barre
Coût estimatif¶
| Poste | Fourchette |
|---|---|
| Actionneur robuste × 1 | 50–200 € |
| × 2 (redondance) | 100–400 € |
| Servo étanche commercial | Plus cher |
Avantages / Inconvénients / Risques¶
Avantages
- S'attaque à la cause d'échec mécanique récurrente
- L'anti-louvoiement réduit aussi la consommation (lien P4/P12)
Inconvénients
- Un 2e gouvernail ajoute une traversée/appendice — arbitrer vs poussée différentielle (qui n'ajoute pas d'ouverture)
Risques
- Sous-dimensionnement de la durée de vie
- Réglage d'asservissement qui louvoie ou sature
Exemples & sources¶
- SeaCharger : gouvernail mort à 155 j — la panne fatale
- Scout/GoTransat : contrôleur de servo grillé
- Peruagus : double redondance de barre justifiée par « servos défaillants … et perte totale du gouvernail »
- ArduPilot Rover : « Tuning Navigation », problème de weaving documenté — ardupilot.org/rover
- Superviseur « Director » de Peruagus : détection de panne → repli