Role of Applied Meteorology in the Development of Large Space Vehicles1

Vaughan, William W.; Scoggins, J. R.; Smith, O. E.

doi:10.1175/1520-0477-44.3.123

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“…Jusqu'à ces dernières années, les gabarits de profil de vent utilisés pour les études de dimensionnement des lanceurs étaient établis par une méthode consistant à superposer le « vent synthétique » et une « rafale forfaitaire » ; cette méthode, développée par la Nasa (figure 9) et présentée dans Vaughan et al (1963), a été appliquée aux données de Kourou. Elle procède comme suit :…”

Section: Caractérisation Statistique Des Cisaillements Verticauxunclassified

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

Jacquemin¹,

Voiron²

2001

Météorologie

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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

show abstract

Section: Caractérisation Statistique Des Cisaillements Verticauxunclassified

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

Jacquemin¹,

Voiron²

2001

Météorologie

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show abstract

“…Obviously, there exists a difference in attitude toward design of space vehicles in contrast to military missiles. 1 The latter are subject to military mission requirements that demand a continuous operational capability, subject to some acceptable loss probability, for various locations. Space vehicles are subject to requirements for operational capabilities which are dependent upon so-called "launch windows."…”

Section: Significance Of Wind Inputsmentioning

confidence: 99%

Problems of atmospheric wind inputs for missile and space vehicle design

Scoggins

Vaughan

1964

Journal of Spacecraft and Rockets

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“…The latter are discrete anomalies and as such are modelled using a completely different approach based on synthetic winds first described in [21]. The discrete approach is highly dependent on wind profile measurements.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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

Chambon¹,

Apkarian²,

Burlion³

2015

Advances in Aerospace Guidance, Navigation and Control

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Abstract. Control of a flexible launch vehicle in the atmospheric ascent phase is highly challenging as it involves multiple concurrent design requirements. This ranges from reduction of the angle of attack in face of wind, minimum gain-phase and parametric margins as well as flexible modes attenuation. In this work, we discuss recently available non-smooth optimization techniques as a central tool to solve this problem. We consider designing an observer-based controller based on a Kalman filter suitably augmented with Dryden wind dynamics. We suggest a nonconservative approach to handle model uncertainties based upon multiple models of the launcher. This preliminary work aims at testing the potential of non-smooth controller tuning on a generic launcher model. It will serve as a stepping stone for a more in-depth study of the benchmark developed by M. Ganet at Airbus Defence and Space.

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Role of Applied Meteorology in the Development of Large Space Vehicles1

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

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

Problems of atmospheric wind inputs for missile and space vehicle design

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

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