— Q U E S T I O N : Comment fonctionnent les indicateurs sur les voitures et les avions ? L’indicateur de vitesse mesure toujours précisément la vitesse, quelle que soit l’intensité du travail du moteur, comme dans le cas d’une voiture qui monte ou descend une colline. Comment cela est-il possible ? Comment un avion mesure-t-il sa vitesse ? Mesure-t-il l’écoulement du vent sur les ailes ? Si oui, comment les instruments compensent-ils les vents latéraux ? Et comment fonctionne un indicateur d’attitude, malgré les forces g qui agissent sur l’avion ? – Drew U.
A N S W E R : Bon sang, Drew. C’est un nombre impressionnant de questions. Je compte six points d’interrogation ! Les choses sont que je suis payé à la colonne et non à la question, donc c’est une charge assez importante pour un seul Answer Geek en une seule semaine, surtout qu’il y a un jour férié à prendre en compte et tout. Sans parler du fait que lorsque vous avez envoyé votre question, vous n’avez pas coché la petite case qui vous aurait permis de faire un petit don à votre serviteur pour tout l’effort fourni. Mais personne ne le fait jamais.
D’un autre côté, ce sont de très bonnes questions que vous avez posées. Si vous y pensez, il y a pas mal d’enjeux dans la précision de tous ces cadrans et jauges. La capacité de mesurer avec précision votre vitesse de progression est assez importante pour la sécurité des voitures et des avions.
Par exemple, vous voulez toujours que votre pilote ait une idée de la vitesse à laquelle l’avion se déplace lorsque vous vous apprêtez à atterrir. Et avoir une lecture précise de la vitesse de votre véhicule est très utile pour éviter ces ennuyeux tickets de circulation. Alors voilà ce que je vais faire, Drew. En bon geek consciencieux que je suis, je vais répondre à toutes tes questions, mais je vais les diviser en deux. Cette semaine, nous nous intéresserons aux voitures ; la semaine prochaine, aux avions.
Traduire les chiffres
Donc, commençons par le bon vieux compteur de vitesse, d’accord ? La vitesse à laquelle votre voiture roule peut en effet être liée à la puissance de votre moteur et au fait que vous montez ou descendez une côte, mais ces facteurs n’ont absolument rien à voir avec la mesure du taux de vitesse. En revanche, la vitesse de rotation d’un arbre de transmission est utilisée pour déterminer la vitesse de déplacement de votre voiture. Le truc ici est de traduire cette rotation en son équivalent en miles par heure.
Voici comment cela se passe dans les compteurs de vitesse analogiques – le genre où une aiguille pointe vers un nombre sur un cadran. Sur l’arbre d’entraînement se trouve un engrenage à vis sans fin, qui est fileté comme une vis. Cette vis sans fin fait tourner une roue dentée qui se trouve à une extrémité du câble de l’indicateur de vitesse. A l’intérieur de ce câble se trouve un fil rotatif qui est entraîné directement par la rotation de l’arbre d’entraînement.
Maintenant, à l’autre extrémité du fil à l’intérieur du câble du compteur de vitesse se trouve un aimant. Cet aimant se trouve à l’intérieur de ce qu’on appelle une coupelle d’entraînement, qui est faite d’un métal non magnétique, généralement de l’aluminium. L’aimant tourne en même temps que le fil, créant un champ magnétique qui oblige la coupelle à tourner dans le même sens. La coupelle est reliée à une broche qui se connecte à l’aiguille de votre compteur de vitesse. Un ressort en spirale sur la broche sert à contrer la rotation de la coupelle d’entraînement.
Si vous accélérez, l’augmentation du champ magnétique déplace la coupelle d’entraînement plus loin ; lorsque vous ralentissez, le ressort tire l’aiguille en arrière. L’ensemble du système est calibré pour que l’aiguille indique la bonne vitesse. Lorsque vous arrêtez complètement de bouger, le ressort tire l’aiguille jusqu’à zéro.
Les travaux numériques
Les compteurs de vitesse numériques sont un peu différents. Une voiture équipée d’un compteur de vitesse numérique utilise un capteur de vitesse, qui consiste généralement en un aimant entouré d’une bobine de fil, assez semblable au micro d’une guitare électrique. Le capteur est monté directement à côté d’un engrenage de la transmission et, lorsque l’engrenage tourne, ses dents passent à toute vitesse, interrompant le champ magnétique du capteur. Le processus est similaire à la façon dont une corde vibrante active un capteur de guitare. Le mouvement de l’engrenage produit un courant électrique qui est directement proportionnel à la vitesse de rotation de l’engrenage. Une puce informatique traite le courant et le traduit en un nombre qui correspond à la vitesse à laquelle vous vous déplacez, en miles ou en kilomètres par heure.
Vous avez compris ? Bien. La semaine prochaine, nous verrons comment la vitesse de l’air est déterminée. Pour te préparer, Drew, tu devrais peut-être potasser l’équation de Bernoulli, car même si je déteste le faire, je pense que je vais devoir lancer un peu de mathématiques pour que tout soit clair.
Todd Campbell est un écrivain et un consultant Internet vivant à Seattle. The Answer Geek paraît chaque semaine, généralement le jeudi.