IMU + AHRS

Salle dédiée au module DCS: F-14A/B
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diditopgun
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IMU + AHRS

#1

Message par diditopgun » dim. avr. 28, 2019 12:09 pm

J'ai traduit plusieurs réponses d'un des développeurs sur le fonctionnement des systèmes qui nous permettent d'avoir les infos de cap. Vous allez voir, ils ont poussé très loin la simulation:

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C'est assez compliqué. Il y a plusieurs raisons pour lesquelles votre cap magnétique a pu être erroné. Avez vous décollé d'un porte-avions ? Si oui, alors vous avez probablement eu une erreur initiale sur le gyroscope directionnel AHRS -> erreur dans le cap magnétique en mode SLAVED après le lancement. Même si vous ne faites rien, il devrait revenir à la normale après un certain temps (beaucoup plus longtemps), mais vous devez voler en palier et à vitesse constante (et voler à basse vitesse constante dans le F-14 est un défi).
Le champ magnétique du porte-avions se dissipe très rapidement avec la distance par rapport au navire, alors je ne pense pas que cela puisse en être la cause. De plus, le cap magnétique est stabilisé par un gyroscope (en SLAVED), donc même lorsque vous faites un survol de très près, cela ne devrait pas avoir d'impact sur votre cap magnétique.

Ensuite, il y a la vanne de flux magnétique (MAD - Magnetic Azimuth Detector) dans l'empennage verticale. Elle est fixe. Elle alimente l'AHRS avec la direction relative du nord magnétique. Lorsque vous prenez du roulis ou du tangage, elle devient sensible à la composante verticale du champ magnétique terrestre. Cela signifie qu'elle devient erroné. C'est pourquoi le gyroscope directionnel ne s'asservit au MAD qu'en vol horizontal. Du moins en théorie. En pratique - si vous volez à vitesse constante en cabré ou avec une faible inclinaison en roulis pendant assez longtemps, votre gyroscope directionnel s'asservira à un Nord magnétique légèrement erroné.

C'est pourquoi il est important d'observer sur le HSD et le TID l'acronyme MV (variation magnétique). Il s'affiche en alternance avec IN ou IM lorsque la différence entre la variation magnétique calculée (MC) et la variation magnétique manuelle (VM) est supérieure à 5°.

Si votre gyro/synchro directionnel est décalé, il peut en résulter une interprétation erronée de la direction TACAN sur tous les instruments. Vous avez peut-être le porte-avions droit devant vous, mais le BDHI affichera le TACAN quelques degrés à votre gauche ou à votre droite. Cependant, la lecture radiale (écart à la route) devrait être correcte ; il s'agirait seulement d'une erreur de cap magnétique.

Et il y a beaucoup plus....

A elle seule vanne de flux magnétique est encore plus simple qu'un compas classique que nous connaissons en aviation générale. Contrairement à un compas classique, elle n'est pas équilibrée et donc ne montre le nord magnétique qu'en vol horizontal. Par contre, elle n'est pas affectée par les erreurs d'accélération car elle n'a pas de pièces mobiles.
Elle n'a pas besoin d'être équilibrée, car, en fonctionnement normal, elle est stabilisée par gyroscope.

Lors d’un vol en palier à AoA élevé (disons 15 unités), en volant vers l'est ou l'ouest, la valve de flux magnétique se comporte comme un compas magnétique se comporte quand on décélère : elle tourne vers le sud. Cependant, en volant vers le nord ou vers le sud, elle tournerait beaucoup moins ou ne tournerait même pas du tout. C'est parce que dans une attitude nez en l'air, la valve de flux est inclinée vers l'arrière contre l'horizon, tout comme un compas magnétique quand on décélère.

Comme je l'ai écrit plus haut, la valeur en sortie de la vanne de flux magnétique n'est pas présentée directement à l'équipage - en fonctionnement normal, elle est gyro-stabilisée par l'AHRS. Lorsque l'AoA est faible, il devrait afficher plus ou moins le cap magnétique correct. Lorsque vous décélérez et que l'AoA est élevé, elle s'alignera lentement avec le cap magnétique erroné de la vanne de flux magnétique.

Dans notre F-14, nous simulons la déclinaison et l'inclinaison du champ magnétique, la vanne de flux magnétique, la stabilisation gyroscopique de l’AHRS et les taux d'asservissement de l’AHRS. Par conséquent, vous devriez être en mesure de constater toutes les imperfections des dispositifs de détection de champ magnétique ; et comme nous pouvons le voir, vous en faites l'expérience.
Si vous êtes curieux et souhaitez vérifier ce qui se passe en interne, vous pouvez passer aux modes secours qui exposent certaines des mesures brutes. Vous pouvez changer le HUD et le VDI pour utiliser l'AHRS comme source d'attitude.
Il suffit de passer le sélecteur NAV MODE (numéro 12 ici : http://www.heatblur.se/F-14Manual/cockp ... isplay-tid) sur AHRS/AM.
Ensuite, si vous voulez présenter la valeur en sortie de la vanne de flux magnétique, sélectionnez COMP sur le panneau de contrôle du compas (numéro 4 ici : http://www.heatblur.se/F-14Manual/cockp ... trol-panel) - votre HUD, VDI et BDHI utiliseront directement la sortie MAD.


Vous n'avez pas besoin d'attendre 10 minutes pour corriger les indications du compas après un catapultage.
Vous pouvez asservir rapidement le cap du compas à l'aide du bouton-poussoir HDG sur le panneau de contrôle du compas : numéro 5 ici http://www.heatblur.se/F-14Manual/cockp ... trol-panel
Appuyez dessus avec le clic gauche de votre souris et maintenez-le enfoncé jusqu'à ce que l'indicateur SYNC ne montre aucun écart. Il ne fonctionnera que lorsque vos ailes sont à l'horizontale, votre vitesse constante et votre vitesse verticale nulle.

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Pour une compréhension encore plus complète du système je vous invite à lire la section "Instruments Navigation" de ce site très bien fait (c'est grâce à lui notamment, que j'ai compris pourquoi le gyroscope directionnel met 10min à corriger les 25 degrés d'erreur dû au champ magnétique du porte-avions après le catapultage, si on ne fait pas un asservissement rapide avec le bouton HDG) :
https://lavionnaire.fr/InstNavigGyroMag.php

Ainsi que toute la section NAVIGATION du manuel:
http://www.heatblur.se/F-14Manual/gener ... navigation
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Ctenah
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Re: IMU + AHRS

#2

Message par Ctenah » dim. avr. 28, 2019 1:08 pm

Je confirme c'est ce qui rend ce module différent des autres et pas que ce chapitre.

Merci pour le lien très intéressent.


@+Ctenah
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chacal_IX
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Re: IMU + AHRS

#3

Message par chacal_IX » dim. avr. 28, 2019 11:07 pm

Je te remercie pour toutes ces précisions.

Il est vraiment super bien foutu ce module.
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Kaiju
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Re: IMU + AHRS

#4

Message par Kaiju » mar. avr. 30, 2019 10:33 am

Merci Diditopgun pour ces explications

ma mâchoire est tombé sur le clavier o_O
Tour : IN WIN D-Frame Red - Watercooling : EKWB (CM, CPU, CG) - CM : Asus Maximus XI Formula - CPU : Intel i9 9900K 5.1Ghz - CG : Asus Nvidia Geforce RTX 2080Ti Strix OC 11Go - RAM : DDR4 Corsair Vengeance LPX 64Go 3000Mhz - Windows 10 64 - DD Systeme : 1To (2 SSD PCIe M.2 NvMe Samsung 970 Pro 500Go RAID 0) - Hotas : Saitek X52 Pro - Palonnier : Thrustmaster TPR - Casque VR : Oculus Rift S - Ecran : Asus ROG PG348Q - Clavier, Souris : Steelseries
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Chris electron
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Re: IMU + AHRS

#5

Message par Chris electron » mar. avr. 30, 2019 2:23 pm

Merci Didi pour ces infos, j'en redemande! mais c'est quand même incroyable, tout ça à simuler, plus tout le reste: les forces qui s'appliquent sur l'avion, la traînée, le paysage, les IA... On se rend compte de l'évolution de nos simulateurs ces dernières années et ça en dit long sur la performance de nos PC aujourd'hui!
Core i5-4440 (3,1GHz) - 24Go - 500Go SSD + 1To HD - 1060-6Go - Saitek X56 - dans un cockpit F16 (Falcon 4 a laissé des traces...)
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