Anémométrie laser embarquée sur aéronef : Dossier complet | Techniques de l’Ingénieur

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Article de référence | Réf : E4320 v2

Anémométrie laser embarquée sur aéronef

Auteur(s) : Jacques MANDLE, Jean-Pierre SCHLOTTERBECK, Alain VERBEKE

Date de publication : 10 avr. 2013

Relu et validé le 25 nov. 2016

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RÉSUMÉ

Les techniques d'anémométrie à laser sont utilisées en laboratoire, notamment avec des modèles embarqués sur des aéronefs. L'évolution des techniques de laser liée aux télécommunications et les techniques d'intégration des composants optiques ont rendu possible une simplification et une miniaturisation extrêmement significative des équipements. Diverses applications sont envisageables, tant pour l'anémométrie de série des avions, que pour celle des hélicoptères, ou pour l'étalonnage et le calibrage lors des essais en vol. Une utilisation à plus long terme pour la mesure des hétérogénéités de vent est aussi envisagée.

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ABSTRACT

Airborne lidar anemometry

Laser anemometry techniques are used in laboratories , notably with on-board aircraft models. Due to the development of laser techniques related to telecommunications and integration techniques for optical components, considerable simplification and miniaturization of equipment have been made possible. Various applications exist for the series anemometry of aircrafts and helicopters as well as for calibration during flight testing. A longer-term use for measuring wind in homogeneities is also considered.

Auteur(s)

Jacques MANDLE : Direction technique, centre de compétence navigation
Jean-Pierre SCHLOTTERBECK : Responsable produit, centre de compétence navigation
Alain VERBEKE : Responsable produit, centre de compétence navigation - Thales Avionics

INTRODUCTION

Depuis de nombreuses années, les techniques d'anémométrie à laser sont utilisées par des chercheurs en laboratoire et en soufflerie. Une première synthèse de ces techniques existait, objet de la précédente version de l'article [E 4 320], mais elle datait de 1994. Ce nouvel article, décrit l'évolution de l'état de la technique, en particulier sur les deux décennies qui ont suivi, en ce qui concerne l'anémométrie embarquée sur aéronef, et envisage les applications les plus probables.

Dans un premier temps, on passe en revue les principes physiques fondamentaux qui pilotent les mesures de décalage Doppler, soit dans l'infrarouge, soit dans l'ultraviolet. Les principes de détection hétérodynes et le traitement « monoparticule », traitement fondamental permettant d'envisager un fonctionnement permanent sont décrits. Un tour d'horizon des travaux dans le monde est ensuite effectué, puis les travaux au sein de la société Thales sont présentés. Du fait de l'évolution des techniques de laser liée aux télécommunications (généralisation des lasers « état solide », de longueur d'onde voisine de 1,5 μm) et aux techniques d'intégration des composants optiques, une simplification et une miniaturisation extrêmement significatives des équipements ont été rendues possibles. Diverses applications sont envisageables, tant pour l'anémométrie de série des avions, en utilisant une mécanisation complètement différente de celles des systèmes actuels, que pour celle des hélicoptères, ou pour l'étalonnage et le calibrage lors des essais en vol. Une utilisation à plus long terme pour la mesure des hétérogénéités de vent est aussi envisagée. En parallèle, l'évolution des normes aéronautiques concernant l'indépendance des constituants favorisera l'utilisation en série de systèmes mixtes sur avion de transport à moyen terme.

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MOTS-CLÉS

optoélectronique | systèmes avion

KEYWORDS

optoelectronics | airborne systems

VERSIONS

Il existe des versions antérieures de cet article :

Version archivée 1 de févr. 1998 par Jacques MANDLE

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - SMART (A.) - Optical velocity sensor for air data application. - Optical engineering, vol. 31, p. 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, janv. 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. - Proceedings of the 3rd Topical Meeting on Coherent Laser Radar, juil. 1985.s
(6) - DESTARAC (G.), CATTIN-VALSECCHI (F.), LOPEZ (C.), MANDLE (J.) - Apport de l'anémométrie laser aux...

1 Sites Internet

Thales http://www.thalesgroup.com

ONERA http://www.onera.fr

NLR http://www.nlr.nl

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2 Normes et standards

ARP 4754A - 12-10 - Guidelines for Development of Civil Aircraft and Systems, Society of Automotive Engineers (SAE) - -

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