L’axe de roulis est l’un des trois axes principaux utilisés pour définir et contrôler le mouvement dans un espace tridimensionnel. Utilisé principalement dans le pilotage d’aéronefs, de sous-marins et d’engins spatiaux, l’axe de roulis est défini par une ligne imaginaire qui traverse le centre d’un engin ou d’un véhicule de l’avant vers l’arrière. Mesuré en degrés de rotation de zéro à 359, 0 ° sur l’axe de roulis est référencé comme un point fixe dans l’espace, généralement à la verticale et au niveau de la Terre dans le cas des aéronefs et des sous-marins. Dans les engins spatiaux, le point zéro fixe peut être tout point qui semble être stationnaire par rapport à la direction de déplacement de l’engin, comme la Terre, le soleil ou le plan orbital parcouru par les planètes lorsqu’elles tournent autour du soleil.
Lorsqu’un aéronef tourne sur son axe de roulis, son nez continuera à pointer dans la direction de déplacement lorsque les ailes tournent autour de l’axe. L’axe de roulis augmente de 0 ° à 359 ° dans le sens des aiguilles d’une montre par rapport à la position du pilote. À un axe de roulis de 0 °, un aéronef volerait en ligne droite et en palier; à 90 °, l’aéronef serait toujours pointé dans le sens de la marche, mais l’aile gauche serait dirigée vers le haut et l’aile droite vers le bas. À 180 °, l’avion volerait en ligne droite mais à l’envers par rapport à la Terre.
Il existe des circonstances où le point fixe d’un axe de roulis sera temporairement modifié, en particulier lors de manœuvres ou lors de l’exécution d’une tâche nécessitant un mouvement par rapport à un autre objet. Un vaisseau spatial changera la définition de son axe de roulis lors de l’amarrage avec un autre vaisseau spatial ou une station orbitale. Dans ce cas, le centre de l’appareil d’amarrage deviendra le point fixe et tous les mouvements de l’engin spatial seront mesurés par rapport à lui jusqu’à ce que la procédure d’amarrage soit terminée. Une fois terminée, la référence fixe pour l’axe de roulis reviendra à ses anciennes définitions ou changera à nouveau vers la station orbitale elle-même jusqu’à ce que l’engin spatial quitte sa proximité.
L’axe de roulis fonctionne en combinaison avec deux autres axes, l’axe de tangage et l’axe de lacet, pour définir tout mouvement ou direction relatif dans un espace tridimensionnel. L’axe de tangage est une ligne imaginaire qui traverse le centre d’un véhicule de son côté gauche à sa droite et le mouvement est mesuré par rapport à la direction de déplacement du véhicule. La rotation sur l’axe de tangage change l’angle vers le haut et vers le bas du nez du véhicule, 0 ° étant de niveau et 90 ° pointant le nez vers le haut. L’axe de lacet va du haut d’un véhicule à son bas. Lorsqu’il se déplace dans l’axe de lacet, le nez du véhicule pivote horizontalement vers la gauche ou la droite par rapport au sens de déplacement du véhicule.