Développement de la propulsion

Le projet Æther vise à intégrer, sur une fusée, les technologies développées par le projet Griffon, c’est à dire un moteur de fusée hybride. Cette fusée devra être capable d’atteindre une vitesse supersonique. Le projet Griffon a donné à la SUPAERO Space Section un moteur fusée développé au sein du club dans un projet antérieur, et le projet Æther doit intégrer ce moteur dans une fusée pour le faire voler. Ce vol est prévu pour l’été 2021.

 

 

 

Une nouvelle fusée ambitieuse

La fusée Æther profitera de la puissance de ce nouveau moteur en dépassant le mur du son. Elle atteindra ce faisant plusieurs kilomètres d’altitude, comme présenté dans les figures suivantes.

 

Le vol à une vitesse supersonique induit des effets aérodynamiques intenses. La forme profilée de la fusée est issue de calcul en mécanique des fluides visant à minimiser la trainée d’onde.

 

Développement de technologies nouvelles pour le club

La fusée Æther devra d’une part embarquer le moteur Griffon dans une version adaptée au vol. Elle doit également servir de terrain d’essai pour des technologies nouvelles pour le club, qui vont dans le sens de la réutilisation des lanceurs :

• Allumage non pyrotechnique du moteur : Grâce à des arcs électriques et à un catalyseur. Cette technique pourra être adaptée pour réallumer le moteur et ainsi procéder éventuellement à un atterrissage propulsée lors d’un prochain projet.
• Développement d’une chambre de combustion adaptée au vol mais également aux rudes conditions inhérentes aux moteurs de fusées.
• Mesures de santé mécanique : Grâce à une batterie de capteurs (jauges de contrainte et thermocouples), nous allons mesurer les efforts subis par la structure et ainsi évaluer sa capacité à être réutilisée, mais aussi affiner le dimensionnement des prochaines structures du club.
• Télémétrie cryptée : La communication radio entre la fusée et le sol ne se fera plus en clair, mais cryptée.
• Estimation en temps réel de la trajectoire à venir grâce à une batterie de capteurs embarqués.

Finalement, nous allons utiliser un double parachute, comme cela a été le cas sur notre démonstrateur Teyla. L’altitude atteinte impose de limiter la distance parcourue pendant la descente. Nous allons donc limiter la prise au vent en utilisant 2 parachutes : un petit, pour faire la majorité de la descente presque verticalement (à environ 150 km/h), puis un grand pour atterrir en douceur.

 

L’équipe d’Æther

Le projet Æther est un projet ambitieux qui requiert une attention particulière à la gestion du budget (avoisinant les 40 000 €). Il faut également tenir compte des délais à respecter et de l’équipe. Celle-ci est d’ailleurs particulièrement étendue sur ce projet. On compte près de 35 membres actifs mi septembre 2020. L’équipe est organisée en différentes sections qui sont elles-mêmes découpées en pôles. L’affectation des membres est la suivante en 2019/2020, mais peut changer au gré des allées et venues des étudiants :

Section Communication

• Pôle Gestion : En charge de la gestion du projet. Ce pôle s’occupe également de l’élaboration des plannings généraux et des budgets, ainsi que de l’organisation de l’équipe, de la communication interne et externe, du sponsoring et de l’ingénierie système.

Chef de projet : Marius Celette

Membres : Axel Brulavoine, Anton Aubert, David Sanchez, Louis Jannin, Adèle Shi

Section Mécanique

• Pôle Propulsion : S’occupe de l’ingénierie mécanique liée au moteur. Ses membres conçoivent la chambre de combustion, ainsi que les réservoirs, et la plomberie.

Responsable du pôle : Adèle Shi

Membres : Marius Celette, Louis Jannin, Xavier De Quattrebarbes, Ghali Eddari, Mathilde Lefèvre

• Pôle Structure : Conçoit les pièces mécaniques qui ont un rôle structurel, mais aussi la forme extérieur, qui doit fournir des performances aérodynamiques optimales.

Responsable du pôle : Tanguy Bonacci

Membres : Adrien Guillaumont, Charlotte Delmas & Mathieu Van De Voorde

• Pôle Sauvegarde : Développe le système de sauvegarde de la fusée, c’est à dire les parachutes qui vont permettre sa redescente et son atterrissage en douceur.

Responsable du pôle : Bastien Fabre

Membres : Louis Mermet, Eliott Renault, Eliott Bourget, Anton Aubert

Section Système

• Pôle Commande Moteur : Travaille sur l’ingénierie non mécanique liée au moteur, c’est à dire à la simulation de la combustion, à l’allumage et à la modulation de la poussée, ainsi qu’à la mesure des caractéristiques du moteur.

Responsable du pôle : Axel Brulavoine

Membres : Julien Prissimitzis, Xavier De Quattrebarbes, Samuel Delescluse, Louis Jannin

• Pôle Télécommunication : S’occupe de la communication entre la fusée et le sol, ainsi que de l’électronique de calcul et de la synchronisation entre les microcontrôleurs.

Responsable du pôle : Geoffroy Mordelet

Membres : Vianney Dubois, Paul Campanaro

• Pôle Trajectoire : Développe les outils pour estimer la trajectoire avant le vol, mais aussi en temps réel, grâce aux capteurs embarqués et aux microcontrôleurs.

Responsable du pôle : Théo James

Membres : William Pons, Jim Fouquet

 

Déroulement du projet Æther

Le projet débute en mars 2020, pendant le confinement et suite à l’annulation du test statique du moteur Griffon. Nous commençons alors bien sûr par délimiter le projet et définir nos ambitions, que ce soit en terme de performances générales ou de technologies à implémenter (comme le suivi de santé mécanique).

Dès le début de l’été 2020, la conception des premiers systèmes a déjà commencée et les recherches bibliographiques précisent ce qu’on peut espérer, notamment en terme d’allumage du moteur. L’équipe s’agrandit alors au fil des recrutements. Nous réalisons en outre notre première candidature à une campagne de sponsoring qui nous permet d’obtenir 2500 € de la Société Générale. Cette somme sera ensuite dépensée dans le projet. C’est également le moment de notre première revue de projet avec nos partenaires : l’ONERA et ArianeGroup, mais aussi des enseignants chercheurs de l’ISAE SUPAERO, ainsi que des étudiants de 3ème année membres du club. Ce fut l’occasion de préciser nos attentes et la voie à suivre. La rentrée est un moment d’effervescence de par l’arrivée des nouveaux membres. Il faut les intégrer au projet, et ils tombent à point pour combler les cases manquantes dans l’équipe !

 

Vers un test du moteur Griffon

Le contexte sanitaire récent nous pousse à retarder les tests du moteur Griffon. Ceci n’auront lieu qu’au mois de Janvier 2021. Le pôle propulsion s’entraine pendant ce temps à assembler le moteur. De fait les tests pourront aller plus vite. Le but est de tester deux architectures de grain différentes lors d’un seul essai statique à l’ONERA. Les résultats des tests de Griffon seront décisifs pour la suite du projet !

Il est prévu que les phases de production et de prototypage s’étendent de l’hiver au début de l’été. Il faudra alors lancer une campagne de tests de la fusée.

Contacts

Equipe 2019-2021 :

• Chef de projet : Marius Celette (marius.celette@student.isae-supaero.fr)
• Responsables moteur : Adèle Shi (adele.shi@student.isae-supaero.fr) & Axel Brulavoine (axel.brulavoine@student.isae-supaero.fr)
• Responsable structure mécanique : Tanguy Bonacci (tanguy.bonacci@student.isaesupaero.fr)
• Responsable électronique : Geoffroy Mordelet (geoffroy.mordelet@student.isaesupaero.fr)