Identification par méthode inverse des coefficients aérodynamiques d'un projectile à partir de l'observation de son vol

par Vincent Condaminet

Thèse de doctorat en Mécanique des solides, génie mécanique, productique, transport et géni civil

Sous la direction de Franck Delvare.


  • Résumé

    La connaissance précise du comportement aérodynamique des projectiles balistiques est primordiale pour des raisons de sécurité et d'efficacité en situation opérationnelle. La caractérisation des coefficients aérodynamiques peut, par exemple, être réalisée à partir de données enregistrées lors de vols instrumentés. Le processus d'identification proposé, dans ces travaux, est automatique, robuste face au bruit de mesure et permet de réduire les coûts liés aux essais en vol. Son principe est de chercher parmi les couples paramètres d'états-coefficients aérodynamiques satisfaisant les équations de la mécanique du vol celui qui permet de recalculer une trajectoire proche des mesures enregistrées. Cela amène à résoudre un problème non linéaire d'optimisation sous contraintes égalités. Différentes versions de la méthode d'identification sont proposées et validées en utilisant des mesures provenant de tirs de qualification. En particulier, la version dédiée aux projectiles flèches permet de reconstruire des parties de la trajectoire où certains paramètres ne sont pas mesurés et montre que l'on peut se passer d'une instrumentation panneaux en début de trajectoire. La version dédiée aux projectiles gyrostabilisés de gros calibre, permet l'identification de coefficients aérodynamiques qui varient au cours du vol et montre que les coefficients aérodynamiques de ce type de projectile peuvent être identifiés avec une très bonne précision en se passant de toute instrumentation embarquée.

  • Titre traduit

    Identification of the aerodynamic coefficients of a projectile from free-flight data


  • Résumé

    Accurate knowledge of the aerodynamic behavior of a projectile is primordial for safety and efficiency reasons in operational situation. The determination of the aerodynamic coefficients of a projectile can be made from in-flight recorded data. In this study, the proposed identification process is automatic, robust with respect to the measurement noise, and it allows the reduction of the cost of the flight tests. It consists in searching for the couple composed of state parameters and aerodynamic coefficients which satisfies the flight equations and leads to a trajectory the close to the recorded data. This leads to solve a non linear optimization problem under equality constraints. Several versions of the identification method are proposed and validated using real flight data. In particular, the version dedicated to fin-stabilized projectiles allows the reconstruction of the trajectory where the measurement of some parameters is not available. Moreover, it shows that there is no need of any instrumentation at the beginning of the flight. The version of the identification method dedicated to the spin-stabilized projectiles allows the identification of aerodynamic coefficients which are varying during the flight. It shows that the aerodynamic coefficients of spin-stabilized projectile can be identified with accuracy without any onboard instrumentation.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (125 f.)
  • Annexes : Bibliogr. 34 ref. Index

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  • Cote : TCAS-2016-32
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