Ce projet est une mini-fusée parapluie, qui se veut être la continuité mais surtout l’amélioration du projet Ninfea, réalisé l’an dernier par des membres de notre club, dont quatre ont poursuivi sur Ninfea 2019. L’objectif de notre projet est de se passer de parachute, en le substituant par une toile qui sera reliée à quatre pales, lesquelles s'ouvriront lorsque la fusée atteindra son apogée. Elles seront libérées par une bague, qui est relevée à l’aide d'un translateur longitudinal. Ces pales sont réalisées en fibre de carbone, dans un soucis de gain de masse tout en demeurant résistant.
La démarche et les résultats
LE PROJET
Le principal problème du projet de l’an dernier était le stockage d'énergie au niveau de la base des pales : en effet, les ressorts utilisés pour déployer les pales n’étaient pas adaptés à la situation, et la bague interne actionnée par un servomoteur n'avait pas l'efficacité espérée. De plus, ouvrir les pales contre le vent était trop ambitieux et s’est trouvé être un non-sens après nos réunions de débriefing du projet de l’an dernier.
C’est pourquoi nous avons décidé de modifier ces deux points en priorité : l'ouverture des pales s’effectue à présent avec le vent, les charnières reliant les pales au fuselage étant à présent placées en bas de la fusée, de telle sorte que le vent s'engouffrant dans la toile aide à l’ouverture des pales. Ceci entraîne une nouvelle problématique : comment s’assurer que de l'air ne pénètrera pas lors de la phase de montée ? Pour ce faire, le système d'ouverture est toujours composé d'une bague retenant les pales, mais cette fois-ci elle sera située en haut de la fusée : réalisée en impression 3D, nous avons pu créer une forme à la fois aérodynamique et optimale quant au rôle défini précédemment. L'impression 3D a également été choisie pour la réalisation de la coiffe, laquelle est en 2 parties qui seront vissées l’une à l'autre.
Outre la bague qui se déplacera pour libérer les pales, un système inspiré des baleines de parapluie permettra d'enclencher leur ouverture. Pour ralentir l'ouverture, et donc empêcher un éventuel éclatement de la base de la fusée ou encore des charnières, un ressort de faible raideur et libre de charges est placé à la base des pales, pour ralentir la descente de la bague interne (également réalisée en impression 3D) du dispositif de « baleines », et ainsi amortir le choc.
Le dispositif de maintient en place du propulseur est le même que l’an dernier et se compose d’un simple duo écrou-boulon adapté. Pour solidifier la base de la fusée et garder le propulseur en place, plusieurs bagues furent usinées à l’atelier de l'école.
Enfin, les ailerons sont réalisés en pliant des plaques d'aluminium et en les rivetant en 3 points : nous avons souhaité tester une méthode de fixation différente et quelque peu novatrice.
Le projet Ninfea en vidéo :
L'ÉQUIPE
Alexis COLLET
Yvan DILEM
Julien DUPRAT (depuis 2018)
Illyas LEM
François LEPROUX (depuis 2018)
Clément LINGOIS
Melvin FRY (depuis 2018)
Clément MEDRALA
Félix STAEDELIN (depuis 2018)
LES RÉSULTATS
Résultat de vol : Vol nominal
Prix : Prix Planète Sciences de la meilleure mini-fusée
Le retour du club :
“Ses feuilles largement épandent leur rideau,
Et leur grand orbe vert semble être, au fil de l'eau,
Un disque d'émeraude où luit une aile d'ange.”
Louis DANTIN
La récupération de fusées est aujourd’hui un sujet en plein essor. Dans ce cadre, le club Ensma Space Project (ESP) de l’ISAE-ENSMA de Poitiers cherche à développer depuis plusieurs années un projet de récupération de mini-fusée sans parachute. Plusieurs concepts existent à cet effet. La récupération peut par exemple être effectuée en imitant le principe des samares (graines d’érable en forme d’hélicoptère). Celles-ci tournent sur elles-mêmes afin de ralentir leur chute.
La mini-fusée développée au cours de ce projet s’inspire également d’une forme naturelle, celle des nénuphars (Ninfea en italien). La mini-fusée Ninfea utilise un système de freinage moins complexe basé sur un accroissement de la trainée à l’apogée à l’aide d’une toile de petite dimension repliée le long du fuselage. Celle-ci est tendue par des pales, qui se déploient à l’apogée, et ralentissent la chute de la fusée. Les pales en fibre de carbone, fixées sur le corps en PVC à l’aide de charnières en acier, sont inclinées par rapport à l’horizontale d’un angle de 90°, ce qui garantit une surface opposée au vent maximale.
Les pales sont maintenues fermées lors de l’ascension puis libérées par le système de libération réalisé par impression 3D. La rotation de l’ensemble du système de libération est contrôlée par l’électronique embarquée. Une carte électronique pilote un servomoteur, et actionne celui-ci après le décollage (temps calculé grâce à un logiciel pour l’apogée).
Le projet a été lancé fin 2017 pour un premier vol prévu au C’Space en 2018. La solution d’ouverture des pales retenue à l’époque n’était pas satisfaisante, le vol a été repoussé au C’Space 2019. Ninfea a effectué un vol nominal, remplissant parfaitement ses objectifs, la toile ayant suffisamment freinée la fusée qui a été récupérée en très bon état. Une quinzaine d’élèves ingénieurs de l’ISAE-ENSMA de 3 promotions différentes ont travaillé à rendre ce succès possible et ont été récompensés par le prix mini-fusée C’Space 2019
Le poster du club
LE CLUB EN BREF
Entièrement subventionné par notre école, le club ESP fournit les ressources nécessaires à la réalisation des projets pour que chacun ait la chance de pouvoir faire celui qu’il souhaite réaliser. Année après année, nous récupérons les compte-rendus afin d’en tirer de l’expérience pour les futurs projets. Avec des bases de connaissances plus solides, il devient possible de réaliser des projets plus ambitieux.
Carte d'identité
Pays : France
Ville : Chasseneuil-du-Poitou / Vienne (86)
Création : 2011
Nombre de membres : 110
Établissement de rattachement : ISAE-ENSMA
Objectifs : Donner la chance aux étudiants de réaliser leur passion en les aidant à participer à des projets concours étudiants dans le domaine aéronautique et spatial.
Site internet : esp.ensma.fr
LES AUTRES PROJETS DU CLUB POUR C'SPACE 2019
- Wells-Cosmos, mini-fusée (MF53)
Concevoir et mettre en oeuvre une mini-fusée qui se sépare en deux étages.
LES PROJETS DU CLUB HORS C'SPACE 2019
Dassault UAV Challenge : réalisation de différentes missions avec un drone de manière automatique ou manuelle.
ENSMASteel : participation à la Coupe de France de Robot en réalisant les missions demandées.
Creaspace : étude de la modularité d’un rover sur Mars en lien avec le CNES.
Fusex CEOS : étude des caractéristiques de l’écoulement en régime transsonique (lancement prévu en 2020).
CANSAT : conception et fabrication d’un mini-satellite avec pour fonction de planter une graine (lancement prévu en 2020).
Euroglider : conception d’une partie d’un planeur construit par plusieurs écoles d’ingénieurs.
Voir aussi
Retour sur la page de présentation de l'édition 2019 du C'Space
