Conception d'un système de propulsion omnidirectionnel pour les bateaux sport

Abstract

Les bateaux sport sont conçus pour performer à haute vitesse, mais au détriment de la maniabilité à basse vitesse. Un système de propulsion omnidirectionnel et contrôlé par un joystick trois axes est présenté pour améliorer la maniabilité du bateau à basse vitesse. Le bateau est équipé de deux pompes à jet. La propulsion s'effectue en redirigeant l'écoulement des pompes dans un ensemble de jets d'eau autour de la coque. Chaque jet est équipé d'une valve et est fixé selon une position et un angle qui optimise la maniabilité, tel qu'évalué par un index basé sur l'omnidirectionnalité. Afin d'exécuter une commande de force en provenance du joystick, on contrôle les valves et le régime des pompes à jet pour moduler le débit et donc, la poussée à chaque jet. L'optimisation du système de propulsion et la conception de la loi de contrôle s'appuient sur un modèle de propulsion qui calcule la force des jets au centre de masse pour une configuration de valves et de régimes moteurs. L'inversion du modèle de propulsion est l'étape principale pour la conception de la loi de contrôle. Un outil de simulation en 3D permet de valider différents paramètres de conception. Le simulateur sert aussi de plateforme pour le développement d'algorithmes de contrôle plus sophistiqués.Les résultats expérimentaux démontrent l'atteinte des critères de conception pour la propulsion omnidirectionnelle.