Study of the direction of motion over an Eight pattern trajectory for a traction kite Full downwind
Étude du sens de parcours sur une trajectoire en huit pour un kite de traction au vent arrière
Résumé
Within the frame of greenhouse gas emissions reduction from shipping, kite traction has been the subject of research in last decades. In most experiments, the kite follows a figure-of-eight trajectory. This article studies the direction of motion of the kite on this trajectory, either in 'up-loop' or in 'down-loop', in order to optimize the traction force. To this end, a three-degree-of-freedom flight dynamics model is used, with a simplified definition of the aerodynamic forces. A PID-based controller is used for trajectory tracking. The results show that the average traction force is greater in the down-loop direction. However, a greater variation is observed in the direction of optimal displacement, which can lead to greater fatigue of the cables and the kite structure.
Dans le but de réduire les émissions de gaz à effet de serre du transport maritime, la traction à l'aide de kites fait l'objet d'études ces dernières années. Dans la majorité des expérimentations, le kite réalise une trajectoire en forme de huit. Cet article étudie le sens de déplacement du kite sur cette trajectoire afin d'optimiser la force de traction. Pour cela, un modèle de dynamique du vol à trois degrés de liberté est utilisé, avec une définition simplifiée des efforts aérodynamiques. Un contrôleur basé sur un PID y est associé pour permettre le suivi de trajectoire. Les résultats montrent que la force de traction moyenne est plus importante dans le sens "down-loop". Cependant, une plus grande variation de celle-ci est observée dans le sens de déplacement optimal, ce qui peut conduire à une fatigue plus importante des câbles et de la structure du kite.
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