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Jacques MANDLE : SEXTANT Avionique
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Depuis de nombreuses années, les techniques d’anémométrie à laser sont utilisées par des chercheurs en laboratoire et en soufflerie. Du fait de l’amélioration de robustesse des composants, ces techniques commencent à être utilisées dans l’aéronautique, déjà comme référence d’essais en vol et peut-être bientôt en série.
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- Version courante de avr. 2013 par Jacques MANDLE, Jean-Pierre SCHLOTTERBECK, Alain VERBEKE
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1. Principes
Les techniques sur lesquelles sont fondées actuellement les sys-tèmes embarqués d’anémométrie laser utilisent les aérosols, c’est-à-dire toutes les particules naturellement présentes dans l’atmosphère (rétrodiffusion de Mie). Les techniques fondées sur les mesures de vitesse de molécules (rétrodiffusion de Rayleigh) sont en général inapplicables pour les porteurs rapides envisagés (tableau 1).
Trois grands principes sont utilisés : l’anémométrie à temps de vol, l’anémométrie à franges et l’anémométrie Doppler.
1.1 Anémométrie à temps de vol
Cette technique consiste à éclairer des points de l’espace et à mesurer le temps mis par une particule pour parcourir cette distance : il s’agit de l’anémomètre à nappes (figure 1).
Dans la pratique, on éclaire selon des plans parallèles (système sheet pair). De plus, pour réaliser une mesure tridimensionnelle, on est amené à créer trois paires de plans non parallèles, à des longueurs d’onde différentes de manière à obtenir les trois composantes de la vitesse (ou l’incidence et le dérapage). La lumière réfléchie
par la particule est détectée, pour chaque paire de nappes, par un détecteur et en cas de passage de plusieurs particules, une information de type temps d’auto-corrélation peut être utilisée pour lever les ambiguïtés.
L’anémométrie à temps de vol a été expérimentée en vol aux États-Unis. Des limitations apparaissent en altitude, dues à la détection unitaire de particules. Par ailleurs, les mesures ne sont pos-sibles qu’à proximité immédiate de la peau de l’aéronef, et donc dans la zone perturbée. Les mesures dans cette zone nécessitent une correction importante pour accéder à la mesure à l’infini amont aux incidences modérées, sachant qu’à très forte incidence, les mesures peuvent être inutilisables (zone d’écoulement décollé après le décrochage).
HAUT DE PAGE1.2 Anémométrie...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SMART (A.) - Optical velocity Sensor for Air Data Application, - Optical engineering, vol. 31, 1, 1992.
-
(2) - WOODFIELD (A. A.), VAUGHAN (J. M.) - Using an Airborne CO2 CW Laser for Stream Airspeed and Windshear Measurements, - TM FSB 557, 1964.
-
(3) - MANDLE (J.) - Apport de l’anémométrie laser à la sécurité aérienne, - L’Aéronautique et l’Astronautique, janvier 1987.
-
(4) - MANDLE (J.) - A Laser Anemometer Reference for Air Data Calibration, - NAECON, Dayton Ohio, 1988.
-
(5) - WERNER (C.), KÖPP (F.), BISELLI (E.) - Measurements of the Wind Profile over Sea. - Proceeding of the 3rd Topical Meeting on Coherent Laser Radar, juillet 1985.
-
(6) - DESTARAC (G.), CATTIN-VALSECCHI (F.), LOPEZ (C.), MANDLE (J.) - Apport de l’Anémométrie laser aux essais en vol...
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