Avion convertible à décollage et atterrissage vertical

Présentation au sujet: "Avion convertible à décollage et atterrissage vertical"— Transcription de la présentation:

1 Avion convertible à décollage et atterrissage vertical
Directeurs de thèse: Rogelio LOZANO Isabelle FANTONI-COICHOT Présenté par TA Duc Anh

2 Plan 1. Introduction 2. Attitude 3. Avion convertible 4. Stratégie de commande 5. Conclusion

3 1. Introduction Applications des Véhicules Aériens Autonomes:
Domaine militaire: Missions de reconnaissance Surveillance Domaine civil: Surveillance du trafic routier Surveillance et la protection de l’environnement Recherche et le secours des blessés Gestion des grandes infrastructures : les lignes à haute tension les barrages et les ponts.

4 Objectif de la thèse Un drone combinant:
la manœuvrabilité des véhicules à voilure tournante (hélicoptères): l'avance lente, le décollage et l’atterrissage vertical les performances d'un véhicule à voilure fixe (avions): l'avance rapide, la longue portée et une endurance supérieure Un avion convertible: décollage/atterrissage vertical autonome vol stationnaire (hover) transition autonome vers un vol d’avancement rapide pas de piste de décollage

5 Difficultés rencontrées
Bonne conception avant de réaliser la transition du vol vertical au vol horizontal Heliwing de Boeing : perdu lors de sa première transition T-wing de Hugh Stone Avion RC 3D (~ 80€) T-wing de Hugh Stone [University of Sydney] Heliwing chez Boeing

6 Mes travaux en 1er année Bibliographie Expérience

7 2. Attitude Deux systèmes de coordonnées : Equations cinématiques:
: le repère fixe dans l’espace : le repère attaché au corps Equations cinématiques: : Matrice de rotation : Vitesse angulaire du repère par rapport au repère Singularité lorsque où

8 Quaternion Matrice de rotation:
La multiplication de deux quaternions  Erreur d’attitude

9 Capteurs utilisés Pour l'estimation de l'attitude (Centrale inertielle) Gyromètres (Vitesse de rotation) Accéléromètres (Angle de tangage, de roulis) Magnétomètres (Angle de lacet) Pour l'estimation de l'altitude Ultrason (0 < z < 2m) Capteur de pression (2m < z) MPXV7002 (-2 to 2 kPa) Ultrason

10 3. Avion convertible 3.1 Forces et Couples Aérodynamiques 3.2 Actionneur 3.3 Structure mécanique

11 3.1 Forces et Couples Aérodynamiques
Portance: : masse volumique de l’air : vitesse de l’air : surface de référence sur l’aile : coefficient de portance

12 3.1 Forces et Couples Aérodynamiques
Traînée: : coefficient de traînée : coefficient constant de la traînée parasite Moment de Tangage :

13 3.2 Actionneur Théorème de Bernoulli:

14 3.3 Structure mécanique Equations de mouvement :
Vol vertical (en mode hélicoptère) Force et couple issus des actionneurs

15 Vol vertical Hypothèses: La traînée négligeable
force aérodynamique fournie par la déflection des gouvernes aucun vent latéral Vitesse de flux d’air issue des hélices

16 Vol horizontal

17 Dynamique longitudinale
Angle de dérive Forces de l'aile Forces du canard Portance Traînée

18 4. Stratégie de commande

19 Loi de commande Pour commander l’altitude Pour commander l’attitude
Servocommande Une simple trajectoire – le profil trapézoïdal de vitesse

20 Résultats de simulation
Figure 1 - Chemin du vol longitudinal Figure 2 - Altitude

21 Figure 1 - Vitesse sur l'axe x
Figure 2 - Vitesse sur l'axe z Figure 3 - Angle de tangage Figure 4 - Vitesse de rotation de tangage

22 Figure 1 - Angle d'attaque
Figure 2 - Dans la période du vol horizontal Figure 3 - Gouverne de l'aile principale Figure 4 - Vitesse de rotation de chaque rotor

23 5. Conclusion Conclusions générales:
Etude du modèle aérodynamique de l’avion convertible du type « T-wing » Construction un modèle de simulation Proposition d’une loi de commande simple et applicable pour 2 phases: vol vertical (décollage et atterrissage autonome) transition autonome Perspectives et axes de recherche prévus: Changement correct des paramètres des systèmes Modèle latéral Robustesse de la loi de commande ? Conception de l'avion convertible Carte électronique Programmation du microcontrôleur Tests de la stratégie de commande en temps réel

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25 Merci de votre attention