Identification d'un modèle global linéarisé de la dynamique de vol du Cessna Citation X à partir d'essais en vol

Résumé

Un élément clé dans l’amélioration des avions est la disponibilité de modèles précis permettant la synthèse de contrôleurs pour l’amélioration des commandes de vol ou la conception de nouveaux dispositifs aérodynamiques. Ces modèles peuvent être obtenus par des essais en soufflerie, dynamique numérique des fluides et l’identification d’essais en vol. Cette étude consiste en l’identification d’un modèle de l’avion d’affaire américain Cessna Citation X, depuis la réalisation des essais en vol à la validation des modèles identifiés. Les essais en vol furent effectués sur un simulateur de recherche SimFinity™ conçu et fabriqué par CAE Inc. qui dispose d’une dynamique de vol de niveau D. Le niveau D est le plus haut niveau de précision décerné par la FAA, l’autorité fédérale de réglementation de l’aviation civile aux États-Unis. Plus de 1.000 essais en vol furent réalisés pour différentes configurations en vitesse (140 à 240 noeuds), altitude (10.000 à 46.300 pieds), masse (24.000 à 33.000 livres) et position longitudinale du centre de gravité (17% à 34% de la corde moyenne aérodynamique). Deux approches d’identification ont été utilisées : l’approche « boîte noire », dans laquelle le modélisateur n’utilise aucune information a priori sur le système étudié, et l’approche « boîte grise » où le modélisateur intègre au modèle ses connaissances mathématiques du système. Les modèles identifiés ont été validés en utilisant une méthode simplifiée du « Proof Of Match » (POM) et les critères de niveau D de la FAA. Malgré des erreurs expérimentales, de bons résultats furent obtenus avec les deux approches. Notre expérience acquise avec la modélisation du Cessna Citation X et les résultats obtenus nous font cependant recommander l’approche « boîte grise » pour l’identification du modèle global d’un avion car elle permet l’estimation de paramètres ayant un sens physique. Le modèle identifié du Cessna Citation X se trouve encore en phase de développement et pourrait être augmenté avec les modèles des systèmes de l’avion ou servir de base à un modèle de la dynamique de vol plus complexe. Le savoir-faire acquis avec les essais en vol effectués permettra sans aucun doute la réalisation de nouveaux essais en vol innovants plus adaptés à l’identification des systèmes. Les méthodes employées dans cette étude pourraient être utilisées pour l’identification du modèle des performances du Cessna Citation X. Ceci est le premier mémoire de maîtrise obtenu dans ce projet d’identification de modèles du Cessna Citation X à partir d’essais en vol.

Date	24 sept. 2014
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ruxandra Botez (Directeur(-trice))