Optimisation et simulation de l'aile de l'UAS-S45 de Hydra Technologies, ainsi que le développement du simulateur de vol du Raptor de Tristar Multicopters

Résumé

Ce mémoire explique la méthodologie utilisée dans l’implantation numérique d’un système d’aile déformable dans un simulateur de vol pour le Hydra Technologies UAS-S45 ainsi que la création d’un simulateur de vol pour un appareil télépiloté atypique de Tristar, le Raptor, un tricoptère. Des processus d’optimisation sont utilisés pour tenter de déterminer comment optimiser les profils aérodynamiques de l’aile du UAS-S45 Plusieurs techniques sont utilisées pour modéliser le comportement d’une aile déformable, certaines avec plus de succès que d’autres. Il est démontré que l’utilisation de certains logiciels avec la méthode VLM ne permet pas d’obtenir des résultats reproductibles, ce qui fait en sorte que les processus d’optimisation peuvent avoir des problèmes avec l’interprétation des résultats et de leur convergence. La méthode VLM s’est pourtant montrée prometteuse avec la capacité de modéliser l’aile au complet et prendre en considération les tourbillons aux bouts d’aile tout en aillant un temps de calcul par itération raisonnable, celle-ci est délaissée au profit de la technique Xfoil. La technique Xfoil est utilisée pour la modélisation d’un profil avec un bord d’attaque et de fuite déformés; cette modélisation est basée sur des techniques de déformation existantes. Ainsi, 2 techniques différentes de déformation de bord de fuite sont analysées, et 1 technique de bord d’attaque. Les moyens de modéliser ceux-ci sont expliqués, puis les diverses variables de déformations sont prises en considération, de façon à diminuer de façon graduelle leur nombre et obtenir une déformation pouvant améliorer la performance de l’UAS-S45. Un simulateur pour le Tristar Raptor est créé de façon à modéliser le comportement d’un tricoptère et de simuler plusieurs phénomènes dans une simulation, y compris sa cinématique sur le sol, c’est-à-dire que l’appareil puisse toucher au sol et réagir de façon réaliste à ce dernier; en plus, une visualisation de la dynamique de vol dans le logiciel FlightGear est possible, ainsi que des différents modes de contrôle adaptés aux appareils télépilotés. Un simulateur de l’UAS-S45 est bonifié de façon à y inclure divers nouveaux modules. Un premier module consiste à ajouter au simulateur la visualisation et la cinématique au sol, cette dernière étant différente de celle du Tristar Raptor, et finalement y intégrer l’aile à profil déformable déterminé pour optimiser sa performance en vol.

Date	27 août 2022
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ruxandra Botez (Directeur(-trice)) & Tony Wong (Codirecteur(-trice))