Recherche Avancée

Thèse soutenue

Design and aero-propulsive analysis of a nano air vehicle

EN
Auteur / Autrice : Zhen Liu
Direction : Jean-Marc Moschetta, Min Xu
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Dynamique des fluides, énergétique et transferts
Date : Soutenance en 2011
Etablissement(s) : Toulouse, ISAE en cotutelle avec Northwestern Polytechnical University (X'ian, Chine)

Résumé

FR

En raison de la complexité des situations de la sécurité intérieure et de la guerre contre le terrorisme, nanodrone a été proposé comme un nouveau drone à moins que 7,5 cm en longueur, la hauteur ou la largeur, et GTOW moins ou égal que 10 g avec une charge supérieure à 2 g qui peut pénétrer dans les bâtiments, regarder fixement, distinguer les objectifs et transmettre des données à basse vitesse ou en vol stationnaire sans être détecté. Par conséquent, nanodrone a besoin d'être conçu pour améliorer les capacités permettant la collecte en temps opportun des renseignements de sécurité globale dans l'espace étroit. En raison de la petite dimension, le faible poids, l'ultra-bas nombre de Reynolds opérationnelles, et l'exigence de vol stationnaire, la conception de nanodrone est un défi. Comme une nouvelle conception, plusieurs modes de vol de nanodrone ont d'abord été étudiés pour sélectionner un modèle approprié. Après la sélection du mode de vol à voilure tournante, nanos rotors contrarotatifs avec une dimension à 7,5 cm et de poussée à 10 g, a été conçu et fabriqué. Successivement, les bancs d'essai ont été conçus et des expériences ont été réalisées pour évaluer des performances propulsives statiques de seul rotor. Et banc d'essai fondé sur le 2 N balance nouvellement acquises été conçu pour les mesure de rotors contrarotatifs. Les performances en vol stationnaire des rotors contrarotatifs ont été évaluées expérimentalement et numériquement. La simulation instationnaire de la pale avec le mouvement bio-inspirés ont été effectuées fondé sur le solveur de Navier-Stokes préconditionné compressible avec des techniques de maille chimère afin d’améliorer les performances propulsives des rotors contrarotatifs. Enfin, un concept préliminaire du nanodrone a été proposé avec inclinaison supérieure mode de commande du rotor.