Une fiabilisation de l’assemblage bi-étage

Kerberos est un projet de la SUPAERO Space Section au sein du programme PERSEUS du CNES. Fusée expérimentale et démonstrateur technologique, il ne recherche pas la performance. Il s’agit en effet uniquement de tester et de valider des concepts et des protocoles, en vol comme au sol. Les retours de Kerberos apporteront des outils supplémentaires pour mieux appréhender les problématiques des futurs lanceurs bi-étages comme SERA-IV.

En ce sens, Kerberos cumule les contraintes du C’Space avec celles de la filière SERA. Finalement, ce projet est réalisé en collaboration avec le CNES, l’ONERA, le GAREF, Planète Sciences et l’IPSA Space Section. Le tir est prévu pour juillet 2016, depuis le site de l’Armée de Terre du camp de Ger, à proximité de Tarbes dans le cadre du C’Space organisé par Planète Sciences.

La fusée Kerberos

Longue d’un peu plus de 4,30m et pesant près de 25kg, cette fusée comporte au premier étage un propulseur à poudre solide de 75mm de diamètre. Ce dernier la portera à une altitude de 800m, altitude à laquelle les deux étages se sépareront. Dotée d’un second étage fictif, les objectifs durant le vol de cette fusée sont de :

• Refaire les mesures de pression en bas du second étage après séparation (Système de Séparation Inter-Étage (SSIE) développé pour et testé sur le lanceur Hydra).
• Valider l’allumage en vol d’un moteur.

De plus, après analyse des données de vol fournies par les centrales inertielles, la trajectoire de la fusée sera reconstituée. Il sera alors possible d’étudier l’impact de la séparation et de l’allumage du moteur sur la trajectoire.

En prévision du moteur dans le second étage, un objectif supplémentaire est prévu. Il s’agit d’assurer la sécurité du personnel pyrotechnicien lors des phases d’assemblage d’une fusée bi-étage. Il s’agit d’assembler automatique les deux étages sans manipulation de la fusée par le pyrotechnicien.

Conception du Système de Manipulation Bi-étage (SMB)

Ce système répond à l’objectif fixé concernant la sécurité du pyrotechnicien lors de l’assemblage de deux étages de la fusée. Le SMB est composé d’un bras qui se déplace grâce à deux vérins pneumatiques. Le choix d’un système pneumatique est fait pour ne pas risquer de démarrer le moteur.

L’équipe

L’équipe de Kerberos peut se diviser en différents pôles :

• Gestion de projet (chef de projet : Romain Gasparini – Etudiant en 2^e année à l’ISAE-SUPAERO)

Rôle : Coordonner les différents pôles, s’assurer du respect de l’agenda et être le point de contact pour les collaborateurs du projet.

• Sous-systèmes électriques (responsable : Anthony Henrique – Etudiant à l’Université Paul Sabatier)

Rôle : réaliser l’ensemble de l’architecture de la fusée et travailler sur l’acquisition des données (caméra, capteur de pression, centrale inertielle, etc.).

• Sous-systèmes mécaniques (responsable : Nicolas Narçon – Etudiant en 2^e année à l’ISAE-SUPAERO)

Rôle : concevoir l’architecture globale de la fusée et veiller à l’insertion de chaque élément.

• Pôle sauvegarde et performance (responsable : Lucien Perdu – Etudiant en 2^e année à l’ISAE-SUPAERO)

Rôle : veiller à ce que la fusée respecte les critères du C’Space en terme de performances, de stabilité et de trajectoire dans le cas nominal comme dans des cas critiques.

Les autres acteurs du projet Kerberos

Le Supaero Space Section a dans ce projet de nombreux collaborateurs. En effet le projet Kerberos repose sous la supervision du CNES, qui fixe les objectifs et le planning, valide les nouveaux systèmes. Par ailleurs, l’ONERA apporte un soutien technique en terme de conseils et met à la disposition des étudiants ses moyens. Nous testons notamment nos moteurs sur les bancs de l’ONERA.

Ces manipulations pratiques sont également pour les étudiants l’occasion d’échanger sur les procédures d’allumage, les problèmes de dimensionnement de moteur ou du système de fixation automatique de l’inflammateur. Le GAREF fournit les systèmes électriques. L’IPSA conçoit le système de séparation pneumatique des deux étages. Planète Sciences organise le C’Space, évènement durant lequel nous lancerons la fusée. De ce fait, c’est cette entité qui définit le cahier des charges de la fusée en terme de sécurité : quantité de poudre, trajectoire, vitesse de sortie de rampe, etc…