Yves Savoye-Peysson

Le principe de fonctionnement d'un drone

Posté le lundi 18 octobre 2021 à 22:10:22

Un drone comme tout aéronef navigue dans un espace à trois dimensions. Il y a donc trois axes de rotation comme indiqué sur la figure : le yaw (axe vertical de lacet), le pitch (axe de tangage) et le roll (axe de roulis). Imaginons le drone parfaitement stabilisé, c'est-à-dire totalement immobile dans l'espace. C'est possible avec les drones stabilisés en lâchant toutes les commandes, c'est bien plus difficile avec un drone non-stabilisé mais néanmoins possible, car ce point existe et est dénommé hover point en anglais ou le point de navigation. Il doit être maintenu manuellement avec les commandes, et ceci en permanence ! Mais sa connaissance est essentielle. Ces trois axes passent par le centre de gravité de l'appareil.

En donnant du yaw, on fait tourner l'appareil autour de l'axe vertical. Il ne prend pas d'altitude et n'avance pas. En mettant les ''gaz'' ou en donnant du throttle, c'est-à-dire en augmentant la vitesse de rotation des moteurs, le drone va monter le longe de l'axe vertical sans avancer et sans tourner. En baissant le throttle, l'appareil va inversement descendre.

En donnant du pitch, le drone va avancer. En fait, les moteurs avant et arrière ne tournent plus à la même vitesse, et il en résulte une force qui pousse l'appareil vers l'avant. On peut aussi reculer avec la même méthode. Avec un drone stabilisé, en donnant du pitch, celui-ci avance ou recule mais conserve son altitude. C'est l'avantage de ce type d'appareil. Avec un drone non-stabilisé, en avançant ou en reculant, l'inclinaison du drone fait qu'il y a une composante de la force vers le bas ou le haut. Dans ce cas, donner du pitch fait changer l'altitude, et si on n'ajuste pas manuellement le throttle, le drone va soit descendre soit monter. C'est là que le télépilote va devoir intervenir pour réguler manuellement l'altitude, si celui-ci veut qu'elle soit constante.

Il en est de même pour le roll qui entraine un déplacement vers la gauche ou la droite du drone par rapport à sa direction avant, déplacement à altitude constante pour un drone stabilisé, ou qui doit être compensée manuellement pour un drone non-stabilisé. On constate ainsi qu'il n'ya pas de différences dans les termes entre les deux types de drone, juste la question de l'auto-stabilisation ou non.

Il y a différentes techniques de vol avec un drone, indépendamment de son type. On parle de vol cinématique lorsque les courbes sont souples, et le déplacement progressif. Dans ce cas, il faut une combinaison harmonieuse du roll et du yaw tandis que le drone avance, avec un contrôle permanent du throttle pour maintenir l'altitude pour un drone non-stabilisé. A altitude fixe, un drone stabilisé se déplace dans un plan à deux dimensions, alors que pour maintenir un drone non-stabilisé, il faut en plus jouer sur le throttle. C'est donc bien plus difficile.
br> Comment agit-on sur les axes de rotation ? Avec les manettes de la radio-commande (ou RC) comme indiqué sur la figure ci-dessous :

On ne considérera que le mode 2, où le throttle et le yaw sont à gauche, tandis que le pitch et le roll sont à droite. Les points d'équilibres pour un drone stabilisé sont au milieu en lâchant les sticks. Pour un drone non-stabilisé, ce n'est pas le cas, sauf en mode dit Angle, qui assure l'horizontalité du drone. En mode Accro ou totalement libre, il n'y a pas de point d'équilibre au milieu, et le télépilote doit en permanence ajuster la position du drone avec les sticks, et compenser les possibles dérives par rapport à une direction choisie.

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