BE860272A - Machine pour mesurer les moments d'inertie d'un satellite artificiel - Google Patents

Description

  Machine pour mesurer les moments d'inertie

  
 <EMI ID=1.1>  La présente invention concerne une machine pour mesurer les moments d'inertie d'un satellite artificiel suivant deux axes de rotation.

  
Les méthodes de mesure du moment d'inertie sont

  
 <EMI ID=2.1> 

  
moment d'inertie autour de l'axe de rotation, &#65533;

  
est l'accélération angulaire du satellite et T

  
est le couple appliqué. La mesure de l'accélération angulaire &#65533; étant difficile à effectuer,

  
la plupart des machines connues font usage d'une oscillation de torsion appliquant un couple T proportionnel au déplacement angulaire du satellite. La mesure de la fréquence ou de la période d'oscillation permet d'obtenir le moment d'inertie I.

  
Les machines connues pour mesurer le moment d'inertie sont principalement des machines à oscillateur harmonique qui utilisent des pivots élastiques ou des paliers à gaz pour déterminer l'axe de rotation de la table oscillante.

  
Les machines connues permettent de mesurer

  
la valeur absolue du moment d'inertie par rapport

  
à un axe de rotation. Lorsque l'on veut déterminer

  
les moments d'inertie par rapport à deux axes de rotation, le moment d'inertie par rapport à l'axe

  
de rotation d'un satellite artificiel et le moment d'inertie latéral par exemple, les machines

  
connues imposent d'effectuer des mesures consécutives en modifiant la configuration mécanique et dynamique de la machine, ce qui modifie les conditions des essais d'une mesure à l'autre de sorte que ces mesures ne sont pas exactement comparables. 

  
L'invention a pour objet une machine permettant de mesurer le moment d'inertie d'un engin par rapport à deux axes sans aucune modification de la configuration de la machine.

  
 <EMI ID=3.1> 

  
mettant de mesurer la différence entre les moments d'inertie par rapport à deux'axes, plutôt; que leurs valeurs absolues.

  
La machine suivant l'invention se caractérise

  
en ce qu'elle comprend un plateau fixe et en-ce

  
que la table oscillante est centrée par un palier

  
radial et repose sur le plateau fixe par l'intermédiaire de plusieurs dispositifs de support pneumatiques écartés de l'arbre de rotation

  
et disposés symétriquement autour de celui-ci.

  
Dans un mode de réalisation préférentiel

  
la table oscillante comporte une partie verticale

  
érigée sur la table horizontale, la table et la

  
partie verticale portant chacune un dispositif de

  
fixation pour l'engin à essayer.

  
Un exemple de mode de réalisation va être

  
décrit ci-après en se référant aux dessins joints

  
sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'une machine suivant l'invention avec arrachement

  
partiel montrant l'arbre de rotation central;
- la figure 2 est une vue en coupe verticale de la partie centrale de la machine;
- la figure 3 est une vue partielle en perspective montrant un mode d'exécution du dispositif de démarrage; - les figures 4 et 5 montrent schématiquement la configuration de la machine pour la mesure du moment d'inertie par rapport à deux axes;
- la figure 6 illustre schématiquement le dispositif de mesure de la période d'oscillation de la table;
- la figure 7 illustre schématiquement un dispositif photo-interrupteur utilisé pour la mesure de l'amplitude d'oscillation de la table.

  
Se reportant à la figure 1 on voit que la  machine comprend un plateau fixe 1 et une table oscillante 2 portant un arbre de rotation 3

  
et reposant sur le plateau fixe 1 par l'intermédiaire de trois dispositifs de support pneumatiques 4 disposés symétriquement autour de l'arbre

  
de rotation.3. La table oscillante 2 consiste en

  
une pièce comportant deux parties en équerre l'une sur l'autre : la partie horizontale 21 porte l'arbre de rotatio - dispositifs de support pneumatiques 4, la partie rerticale 22 s'élève à l'extrémité de la partie horizontale 21. Les parties
21 et 22 portent chacune un dispositif de fixation
23 pour l'engin à essayer de manière à mesurer

  
les moments d'inertie suivant deux axes de l'engin comme on le verra plus loin.

  
L'arbre de'rotation 3 est centré dans le cylindre 6 par un palier radial 7 visible sur la figure 2. Ls centrage de l'arbre 3 dans le cylindre 6 est assuré par l'intermédiaire d'un gaz comprimé <EMI ID=4.1>  cylindre. L'arbre 3 est également pourvu d'un 

  
dispositif de distribution de gaz comprimé 9 pour alimenter les supports 4.

  
Une barre de torsion 5 est fixée à une extrémité

  
à l'arbre de rotation 3 et à l'autre extrémité au plateau fixe par l'intermédiaire de mandrins hydrauliques. La barre de torsion 5 assure l'entraînement alternatif.de la table oscillante 2 autour de l'axe de l'arbre 3.

  
A la table oscillante 2 est associée un dispositif de démarrage pour déterminer avec précision

  
la position de démarrage de la table oscillante et

  
amener automatiquement celle-ci cans cette position

  
à chaque démarrage de manière à assurer chaque

  
fois un démarrage doux parfaitement reproductible.

  
Cette disposition permet également le démarrage

  
de l'oscillation par commande à distance de telle

  
sorte que les mesures puissent être effectuées

  
dans une chambre à vide afin d'éliminer les

  
effets préjudiciables de masses d'air. Une forme

  
de réalisation pneumatique de ce dispositif de

  
démarrage est représentée à la figure 3. Une telle version à commande pneumatique a l'avantage d'éviter toute contamination de l'atmosphère entourant le spécimen essayé. 

  
..... Le dispositif montré à la figure 3 comprend un levier 11 monté sur le plateau fixe 1 de telle manière qu'il soit susceptible de pivoter autour

  
d'un axe horizontal X-X et autour d'un axe verti-

  
 <EMI ID=5.1> 

  
cylindres pneumatiques 13 et 14. La commande de ce dispositif se fait en deux phases à partir

  
d'un pupitre de commande (non représenté).

  
Le cylindre 13 est actionné de façon que la tête 12 du levier 11 se déplace vers le bas jusqu'à ce qu'elle se trouve en'regard d'un poussoir 15 monté sur la table oscillante 2. Lorsque le levier 11 a accompli ce mouvement, une vanne pneumatique (non montrée) s'ouvre automatiquement et actionne le cylindre 14 : celui-ci a pour effet de déplacer la tête 12 du levier 11 dans un plan horizontal de manière qu'elle vienne pousser le poussoir 15 et amène la table 2 dans la position de démarrage requise, créant ainsi le couple de torsion voulu dans la barre de torsion 5 couplée à la table 2 (cf. figure 1). Le cylin-dre 13 est alors actionné afin de déplacer le levier 11 vers le haut,,la tête 12 du levier libérant ainsi le poussoir 15 : le couple de torsion de la barre 5 démarre alors l'oscillation de la table 2. A la fin de ce mouvement vertical du

  
 <EMI ID=6.1> 

  
tiquement et actionne le cylindre 14 afin de ramener le levier 11 dans sa position initiale.

  
Cette machine permet de mesurer avec précision le moment d'inertie d'un engin par rapport à deux axes. Les figures 4 et 5 montrent schématiquement la configuration de l'ensemble machine /engin pour ces deux mesures. La figure 4 montre la configuration pour la mesure du moment d'inertie par rapport à son axe de roulis : l'engin S est fixé sur la partie horizontale de la table oscillante 2 avec son axe de roulis,qui est supposé passer par le centre de gravité de l'engin, coïncidant avec l'axe de l'arbre de rotation 3 de la machine.

  
La figure 5 montre la configuration pour la mesure du moment d'inertie latéral : l'engin S est fixé sur la partie verticale de la table oscil-

  
 <EMI ID=7.1> 

  
arbre de rotation 3. La distance d désigne l'écart du centre de gravité C par rapport à l'axe de rotation de la machine : elle doit être aussi petite que possible afin de réduire les erreurs dans

  
 <EMI ID=8.1> 

  
imprécision de mesure de la distance d, c'est-à-dire de la position du centre de gravité sur l'axe de roulis.

  
Dans ce type de machine on sait que si le couple est proportionnel au déplacement angulaire de l'engin à essayer, le moment d'inertie peut être déterminé en mesurant la période d'oscillation après étalonnage de la machine avec un corps dont le moment d'inertie est connu avec la précision voulue.

  
 <EMI ID=9.1> 

  
oscillation et de la période d'oscillation la machine doit être associée à des appareils de mesure optiques et/ou électroniques.

  
La mesure de la période d'oscillation de la table 2 est effectuée au moyen d'un dispositif optique qui ne perturbe pas l'oscillation. Un mode d'exécution est illustré à la figure 6. A la table oscillante 2 est fixé un miroir plan 61 destiné à coopérer avec un dispositif monté sur le plateau fixe 1. Ce dernier dispositif comprend une source lumineuse 62, un miroir parabolique 63 et une cellule photoélectrique 64. Le

  
faisceau lumineux émis par la source 62 à travers

  
 <EMI ID=10.1> 

  
que 63 en direction du miroir plan 61; celui-ci réfléchit ce faisceau dans une direction qui

  
dépend de la position angulaire de la table 2. Lorsque celle-ci oscille, le faisceau lumineux provenant du miroir parabolique 63 se trouve réfléchi par le miroir 61 à chaque alternance

  
de l'oscillation. Pendant le passage de ce faisceau, le miroir parabolique 63 le réfléchit à

  
son tour et à chaque passage de la table par la position zéro, ce faisceau réfléchi par le miroir 63 illumine la cellule photoélectrique 64

  
qui produit.une impulsion électrique. La fréquence de ces impulsions est égale au double de

  
la fréquence d'oscillation de la table 2. La cellule photoélectrique 64 est illuminée à travers une fente 66 de manière à n'être illuminée

  
que brièvement et à engendrer une impulsion

  
aiguë. Les impulsions de la cellule photoélectrique sont envoyées à un compteur électronique, éventuellement à travers un diviseur de fréquence électronique pour ramener leur fréquence à

  
celle de la table oscillante 2.

  
La mesure de l'amplitude d'oscillation de la table 2 est effectuée au moyen de photo interrupteurs placés sur le plateau fixe 1 sur- un cercle autour de 1' axe d'oscillation en des positions angulaires prédéterminées, ces interrupteurs coopérant avec une ailette fixée sous la table oscillante 2

  
comme illustré à la figure 7. Chaque photointerrupteur 71 contient une source de rayonnement infrarouge 72 qui illumine un photo-transistor 73. Les différents interrupteurs sont connectés dans un circuit de signalisation comportant des indicateurs visuels ou autres prévus sur le pupitre

  
de commande (non montré). L'ailette 74 fixée à

  
la table oscillante 2, lors de son passage pendant l'oscillation de la table 2, vient interrompre le faisceau lumineux 75 qui illumine le photo-transistor 73, celui-ci produisant alors une impulsion électrique qui sert à allumer une lampe-témoin respective sur le pupitre de commande. 

REVENDICATIONS

  
=00=

  
1. Machine pour mesurer les moments d'inertie d'un engin suivant deux axes, cette machine comprenant une table oscillante montée de manière à pouvoir osciller autour d'un axe vertical, caractérisée en ce qu'elle comprend un plateau fixe,

  
et en ce que la table oscillante est centrée par un palier radial et repose sur le plateau fixe par l'intermédiaire de plusieurs dispositifs de support pneumatiques écartés de l'arbre de rotation et disposés symétriquement autour de celui-ci.

Claims (1)

1. 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la table oscillante comporte une partie verticale érigée sur la table horizontale, la table et la partie verticale portant chacune un dispositif de fixation pour ' l'engin à essayer.

   3. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le palier radial est un palier à gaz.

   4. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'arbre de rotation est pourvu d'un dispositif de distribution de gaz comprimé pour alimenter les dispositifs de support pneumatiques.

   5. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la table oscillante porte un poussoir et en ce que

   le plateau fixe porte un dispositif de démarrage comprenant un levier monté de manière que sa

   tête coopère avec ledit poussoir, et un moyen d'action répondant à un signal de commande extérieur pour actionner ledit levier de façon que

   sa tête amène la table oscillante dans une position angulaire de démarrage prédéterminée et de libérer ensuite le mouvement de la table oscillante.

   6. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que la table oscillante porte un miroir monté en sorte

   de coopérer avec un dispositif optique-électronique monté sur le plateau fixe afin d'envoyer

   un faisceau lumineux sur ledit miroir et à

   concentrer sur une cellule photo-électrique le faisceau lumineux réfléchi par le dit miroir,

   la cellule photo-électrique engendrant des impulsions de mesure à chaque passage du miroir

   dans une position prédéterminée, les impulsions

   de mesure ayant une fréquence proportionnelle

   à la fréquence d'oscillation de la table.

   7. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que le

   plateau fixe porte plusieurs photo-interrupteurs disposés sur un cercle en des positions angulaires prédéterminées et en ce que la table oscillante porte une ailette montée en une position angulaire prédéterminée en sorte d'ac-tionner les photointerrupteurs lors de son passage pendant l'oscillation de la table, les photo-interrupteurs étant connectés dans un circuit de signalisation indiquant l'amplitude d'oscillation de

   la table oscillante.