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Calcul des dérivées de stabilité pour les interactions aéroservoélastiques

Karnib, Mouamar Yasser (2004). Calcul des dérivées de stabilité pour les interactions aéroservoélastiques. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le sujet de cette thèse porte sur la recherche dans le domaine multidisciplinaire des interactions aéroservoélastiques qui concernent les interactions des forces aérodynamiques, des forces structurelles d'un avion et de système de commande.

L'aéroservoélasticité s'intéresse à deux aspects différents de la dynamique de l'avion: l'aéroélasticité et la dynamique de vol. L'aéroélasticité porte sur la nature flexible de l'avion et étudie les phénomènes de couplage entre les forces structurelles et forces aérodynamiques tandis que la dynamique de vol considère l'avion comme un solide rigide en configuration de rétroaction et étudie l'influence du système de commande sur la dynamique de l'avion.

Une des applications de l'aéroservoélasticité est la suppression active des phénomènes de battement, phénomènes de vibration instables issus du couplage des forces structurelles et aérodynamiques. De telles instabilités peuvent provoquer la perte de contrôle de l'avion, l'affaiblissement de la structure et même entraîner la destruction d'une partie ou de la totalité de l'avion.

Le travail dans cette thèse consiste à établir la théorie de rapprochement des modèles aérodynamiques issus des théories d'aéroélasticité et de la dynamique de vol dans le but d'étudier les interactions aéroservoélastiques en calculant surtout les vitesses de battement.

On présente ici la formulation commune des forces aérodynamiques agissant sur l'avion rigide (en six degrés de liberté) où les forces aérodynamiques sont calculées par les méthodes de Newton, et sur l'avion flexible (modélisé par des théories des éléments finis) où les forces aérodynamiques sont calculées par les méthodes de doublets. Une comparaison entre le calcul des dérivées de stabilité en littérature et nos calculs des dérivées de stabilité a été présentée dans cette thèse en détail et appliquée sur le F-18.

Titre traduit

Differential coefficients of stability calculation for aeroservoelastic interactions

Résumé traduit

The subject of this thesis shows the research in the multidisciplinary domain of aeroservoelastic interactions which concern the interactions between the aerodynamic forces, structural forces and control systems.

The aeroservoelasticity studies two different aspects of the aircraft dynamics : aeroelasticity and flight dynamics. The aeroelasticity studies the flexible structure of the aircraft and the coupling phenomenon between the structural and aerodynamic forces while the flight dynamics considers the aircraft as a rigid in a feedback configuration and studies the influence of controls on the aircraft dynamics.

One of aeroservoelasticity applications is the active flutter suppression, which are unstable vibrations issued from structural and aerodynamic forces coupling. These types of instabilities may provoke the lost of aircraft control, weakness of the structure and the destruction of one part or the whole aircraft.

In this thesis, we need to establish the theory of fusion of aerodynamic models issued from the aeroelasticity and flight dynamics theories in the aim to study the aeroservoelastic interactions by calculating the flutter speeds.

We present here the common formulation of aerodynamic forces acting on a rigid aircraft (six degrees of freedom) where the aerodynamic forces are calculated by Newton's laws, and on a flexible aircraft (modelled by finite element methods) where the aerodynamic forces are calculated by the Doublet Lattice Methods.

One comparison between the stability derivatives calculations in the literature and our own calculations of these stability derivatives is presented here in detail on the F-18 aircraft.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie de la production automatisée". Bibliogr.: f. [196].
Mots-clés libres: Aeroservoelastique, Avion, Axe, Calcul, Coefficient, Derivee, Equation, Inertiel, Interaction, Lateral, Longitudinal, Mouvement, Stabilite, Systeme
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Botez, Ruxandra
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la production automatisée
Date de dépôt: 27 avr. 2011 20:35
Dernière modification: 21 oct. 2016 23:51
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/684

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