La détermination du profil du vent pour les activités spatiales - Quelques approches expérimentales et théoriques

Abstract

Les vents rencontrés par un lanceur spatial durant la phase atmosphérique de son vol constituent une contrainte très importante, tout spécialement les cisaillements de vent sur des épaisseurs proches des dimensions caractéris-tiques du lanceur (typiquement la centaine de mètres). La mesure du profil du vent par ballon ascensionnel est analysée : nous situons les principaux facteurs limitant la précision et la résolution de la mesure et présentons deux types de ballons, la Jimsphere et la Méduse. La structure verticale des profils de vent provient notamment de la superposition de mouvements ondulatoires. Elle est couramment analysée par la méthode spectrale ; nous montrons les caractéristiques du « spectre universel » atmosphérique, puis les propriétés spectrales des profils de vent et de température mesurés en Guyane durant la campagne expérimentale VEHRT en 1996-1997. Nous présentons ensuite la nouvelle méthode de caractérisation statistique des cisaillements verticaux de vent sur des épaisseurs de l'ordre de la centaine de mètres, méthode développée par le Centre national d'études spatiales et s'appuyant sur les résultats de la campagne. Divers travaux complémen-taires, en cours ou prévus, sont enfin brièvement présentés. Determining the wind profile for space activities; some experimental and theoretical approachesThe winds to be encountered are a major constraint on the launch of a space vehicle, especially shear over lengths roughly corresponding to the size of the launcher -about one hundred metres. The main factors which limit the accuracy and resolution of pilot balloon measurements are outlined, then we describe two specific balloons, the Jimsphere and the Meduse (Jellyfish). Vertical wind structure is largely due to gravity waves and is conveniently described in spectral terms. We show the characteristics of the "universal" saturated wave spectrum and then the profiles of wind and temperature measured during the VEHRT campaign, held at Kourou, Guyana, in 1996-1997. We then present a new statistical characterization of vertical wind shears for thin layers, developed by CNES, and based on the results of the campaign. Finally we outline various related studies presently in progress or planned at CNES. Résumé AbstractLa détermination du profil du vent pour les activités spatiales Quelques approches expérimentales et théoriques Bruno Jacquemin(1) et Thierry Voiron

Flexible Launch Vehicle Control Using Robust Observer-Based Controller Obtained through Structured H ∞ Synthesis

“…We use the generic launcher model from Eq. (14) which is a linearised model around a given working point. In this model, r ∈ N uncertainties are injected through…”

“…The discrete approach is highly dependent on wind profile measurements. Dimensioning parameters are thus tabulated for a given measurements campaign at a given launching site [14]. Of course, stochastic models are not designed for capturing wind shears.…”