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Défi Aérospatial 2017

Pour la session 2016-2017, les étudiants ont eu la possibilité de travailler sur l’un des thèmes proposés, appelés Work Package, tels que de l’aérodynamique du véhicule, sa propulsion, sa structure, ou encore les aspects juridiques ou médicaux. Chaque équipe, composée de 2 à 5 étudiants, doit traiter l’une de ces thématiques pendant l’année et rédiger un rapport qui sera corrigé par des « experts ». L’idée principale est de permettre aux étudiants de proposer de nouvelles solutions innovantes pour les futurs développements de tels véhicules. Le défi se clôture par la « Journée Suborbitale », une journée de présentation des travaux et de rencontre avec les industriels, associations et membres des différentes équipes.

 

Ainsi, pour la session 2016-2017, une équipe de 4 étudiants de l’ISAE-ENSMA (de première et deuxième année) est allée au bout de ce défi, en choisissant de s’intéresser à la propulsion du véhicule. Les étudiants ont pu présenter leur travail lors de la Journée Suborbitale et échanger avec les industriels et avec les équipes provenant de toute l’Europe. Ce fut une journée très enrichissante et pleine d’expérience pour eux.

 

 

 

 

 

 

Un plasma d’air comme protection thermique

Work Package 3 – Propulsion

ENSMAerospace 2

Romain BARON – Romain BERQUIER – Ariane COURTOT – Florent GUÉNARD

ISAE-ENSMA

 

 

Le travail réalisé cette année c’est basé sur le travail d’une équipe de l’ISAE-ENSMA qui avait présenté l’année précédente un travail sur un système de propulsion aérobie, ce basant pour cela sur le fonctionnement du système propulsif du projet Ajax. C’est un système qui utilise l’air comme principal carburant, ce qui représente un réel avantage puisque cela permet une réduction des prix qui va de pair avec le faible besoin en carburant. Cependant, la vitesse atteinte par le vaisseau est alors de plus de Mach 7. A cette vitesse, le problème de la protection thermique apparait alors comme étant particulièrement important, la température pouvant dépasser les 4000K alors que les matériaux existants ne résistent pas à plus de 2000K.

 

L’équipe a alors proposé de protéger le vaisseau en créant un plasma d’air autour de lui. En ionisant l’air à l’avant du vaisseau via de nouvelles techniques, l’air devient alors contrôlable à l’aide de champs magnétiques. L’idée qui a été présenté est de jouer sur la forme du flux d’air et des ondes de choc dans le but de réduire la température sur le fuselage de l’appareil. Le positionnement de ces dispositifs sur l’appareil et la conception de géométries particulières permettent finalement d’arriver à une température suffisamment faible sur le fuselage du véhicule pour que l’utilisation de protections thermique classiques puisse être envisagée.

 

Deux procédés ont été étudié pour générer le plasma. Le premier est l’utilisation d’un laser placé dans le nez de l’appareil, et focalisé en un point de l’espace, ionisant alors l’air. Le second est l’actionneur plasma. Ce dispositif créé un plasma d’air proche de la surface de l’aile à l’aide d’électrodes placées dans l’épaisseur de la coque. Après étude des deux dispositifs, seuls les actionneurs ont été retenu, ceux-ci étant actuellement en cour de développement et ayant déjà été testé expérimentalement. De plus, ils ont l’avantage de réduire la trainée de l’appareil, ce qui les rend d’autant plus intéressant.

 

Ce travail c’est terminé par la participation à la Journée Suborbitale pendant laquelle les étudiants ont présenté le travail effectué pendant l’année. Ce moment fut une expérience très enrichissante avec la rencontre des différentes équipes présentes, des industriels partenaire du projet mais aussi la conférence donnée par un ancien astronaute européen.