COURS

ACTIVITÉ DES COURS

HEURES

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Historique de l’avion : Introduction à l’aéronautique, chronologie des avions, des découvertes et des travaux fais par des inventeurs, des ingénieurs, des pilotes et des mécaniciens.

Introduction à l’aérodynamique : Types d’écoulement de l’air, soufflerie aérodynamique, expression du coefficient de portance, coefficient de traînée, finesse aérodynamique, polaire, rapport de la portance à la traînée, position du centre de poussée, ou le coefficient de moment.

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Base de la mécanique du vol : Introduction aux équations de l’avion : palier rectiligne uniforme, montée rectiligne uniforme, descente rectiligne uniforme, en virage symétrique en palier. 

Modélisation de l’atmosphère standard : Introduction aux équations décrivant les caractéristiques de l’atmosphère : pression, température, densité et vitesse du son.

L’ordinateur des données de l'air ADC : À partir des données mesurées par les capteurs de pression à l’aide de l’ADC, nous allons calculer les valeurs de l’altitude, le nombre de Mach et la vitesse calibrée qui seront affichés sur les instruments du tableau de bord d’un avion.

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Présentation des systèmes de références : Repère inertiel, géographique, avion, stabilité et vent. Changement de repères et matrice de rotation.

Équations de mouvement de l’avion : Dérivation des équations de mouvement de l’avion. Calcul des forces et des moments de l’avion par la loi de Newton. Orientation et position de l’avion. Vitesse absolue en fonction des angles d’Euler. Calcul des forces gravitationnelles et des forces de propulsion.

Modèle linéaire de l’avion : Rappel su les modèles d’état. Théorie des petites perturbations. Application à l’avion. Linéarisation du mouvement longitudinal et du mouvement latéral de l’avion. Introduction aux dérivées de stabilité.

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Étude du mouvement longitudinal d’un avion : Stabilité statique et contrôle longitudinal. Présentation et interprétation des dérivées de stabilité longitudinales.  Représentation linéaire du mouvement longitudinal de l’avion. Séparation du mouvement et introduction des modes longitudinaux de l’avion : période courte et période longue. Solution exacte et approximation des modes longitudinaux de l’avion.

Qualités de vol et de manœuvrabilité (longitudinal) : Introduction aux qualités de vol et de manœuvrabilité pour le mouvement longitudinal. Présentation de l’échelle de satisfaction de Cooper-Harper. Oscillations induites par le pilote. Niveau des qualités de vol.

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Étude du mouvement latéral d’un avion : Stabilité statique et contrôle latéral. Présentation et interprétation des dérivées de stabilité longitudinales. Représentation linéaire du mouvement latéral de l’avion. Séparation du mouvement et introduction des modes latéraux de l’avion : roulis pur, roulis Hollandais, et spirale. Solution exacte et approximation des modes latéraux de l’avion.

Qualités de vol et de manœuvrabilité (latéral) : Introduction aux qualités de vol et de manœuvrabilité pour le mouvement longitudinal. Présentation de l’échelle de satisfaction de Cooper-Harper. Oscillations induites par le pilote. Niveau des qualités de vol.

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Introduction à la commande classique :  Rappels sur les notions importantes de la commande des systèmes. Méthodes de commande classiques – placement à une racine, placement à deux racines. Exemple d’applications aux avions.  

Révision pour l’examen intra

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EXAMEN INTRA - le 20 février 2023

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Méthodes de commande classiques :  Rappel sur la théorie du lieu des racines. Étapes pour la construction du lieu de racine pour les systèmes linéaires. Exemple d’applications aux avions.

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Systèmes d’augmentation de la contrôlabilité : Système d’augmentation de stabilité (SAS) et d’augmentation de la contrôlabilité (CAS). Exemples réels de systèmes implémentés sur certains avions tel que le Concorde. Applications aux avions. Exemples pratiques sur Matlab/Simulink.

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Introduction au pilotage automatique : Présentation des modes d’un pilote automatique : longitudinaux et latéraux. Exemples pratiques sur Matlab/Simulink.

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11

Théorie sur les rafales : Exemples de stabilité, commande de l’avion et l'influence des rafales. Théorie sur des rafales rectangulaires, rafales 1-cosinus et rafales instationnaires.

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Introduction à la commande moderne : Introduction à la commande par retour d’état. Rappels sur les notions de contrôlabilité, et d’observabilité. Méthodes pratiques pour placer des racines en utilisant un retour d’état. Exemples de conception d’un correcteur par retour d’état.  Exemples de conception d’un observateur d’état.

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Commande de vol optimale : Introduction à la commande optimale. Présentation des méthodes LQR/LQP/LQG. Rajout d’un effet intégral dans la commande LQR. Illustration d’un système d’augmentation de stabilité.

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Voir la section sur les laboratoires. Chaque laboratoire comptera pour 3%, pour un total de 30%.

Examen écrit incluant : questions à choix multiple et problèmes à résoudre.

Les étudiants devront formés des équipes (2 étudiants par équipe). Chaque équipe devra concevoir un pilote automatique pour le mouvement longitudinal de l’avion.

Examen écrit incluant : questions à choix multiple et problèmes à résoudre.