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Fusée bi-étage Prométhée II

Présentation du projet

 

La fusée Prométhée II est la suite du projet Prométhée lancé au C’Space 2013, l’objectif de ces projets étant de lancer une fusée bi-étage active. Ce configuration, atypique pour une fusée expérimentale lancée lors du C’Space, implique la présence de sécurité supplémentaires par rapport à une fusex classique (notamment au niveau de la gestion du propulseur de l’étage supérieur).

En suivant les conseils de Planète Sciences et du CNES, la fusée Prométhée a été lancée avec un deuxième étage inerte l’an dernier afin de valider notre système de séparation. Le moteur avait été remplacé par une autre expérience (mesure de l’éloignement des deux parties de la fusée après séparation). Cette fusée a réalisé un vol nominal au C’Space 2013. Nous souhaitons maintenant intégrer un propulseur Cariacou dans l’étage supérieur. L’intégration de ce second moteur n’a pas pour objectif d’envoyer la fusée le plus loin possible (la poussée du Cariacou est très inférieure à celle du Barasinga) mais montrer notre capacité à concevoir et réaliser une fusée bi-étage active. Le propulseur de l’étage inférieur sera un Cesaroni Pro 54 (Barasinga).

Cette année, notre expérience portera sur la mesure de la déformation des deux bagues de séparations à l’aide jauge de déformation. Ces résultats seront stockés sur une carte SD et transmis par un émetteur Kiwi.

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Système de séparation

 

Comme l’an dernier, nous utiliserons un système commandé par des ventouses magnétique mais avec 4 ventouses au lieu de 2. Elles se déclencheront à l’émission d’un courant afin de ne pas vider inutilement la batterie. La bague de séparation sera différente de la précédente. La liaison entre les deux étages sera conique pour diminuer le jeu entre les deux étages. Des capteurs de séparations (boutons poussoirs) seront présents sur l’extérieur de la bague. Les ressorts ont été dimensionnés pour créer une vitesse de 1m/s entre les deux étages et éviter que l’étage inférieur vienne perturber l’autre étage au moment de l’allumage.

Etant donné que les deux propulseurs doivent être montés par le pyrotechnicien sur la rampe, nous avons choisi de lancer sur une rampe rail pour faciliter la mise en place. Au niveau de la récupération, une fusée non séparée avec un propulseur plein à l’intérieur est dangereuse. Nous veillerons donc à inciter la séparation des deux étages même si nous détectons une anomalie qui nous interdit d’allumer le Cariacou (ex : poussée non nominale du Barasinga). Si néanmoins une anomalie apparaissait pendant le vol, l’allumage du moteur serait immédiatement inhibé définitivement, et les deux étages retomberaient séparément avec leur parachute.

 

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Gestion de l’allumage du propulseur de l’étage supérieur

L’allumage du Cariacou nécessite de faire traverser l’inflammateur par un courant suffisant pendant un temps donné (4A minimum pendant 30ms).

Afin de diminuer les risques, ce courant sera tiré d’un condensateur, chargé après le décollage de la fusée, et maintenu court-circuité jusqu’au décollage, et dès la moindre erreur rencontrée.  De même, l’inflammateur sera court-circuité au sol par un cavalier à retirer par le pyrotechnicien quand il quittera la zone rampe (présence d’un avertisseur type « Remove before flight »). Le condensateur d’allumage ne pourra se déclencher que dans un fenêtrage temporel précis et n’alimentera l’inflammateur que si toutes les conditions sont remplies (barrières électriques indépendantes sur le circuit d’allumage).

 

Chronologie d’un vol et principales défaillances

 

Pour vérifier le bon déroulement du début du vol, on vérifiera plusieurs paramètres. Premièrement la qualité de la poussée du Barasinga. Pour cela, on place un accéléromètre sur l’axe longitudinal de la fusée est on mesure l’accélération fournie par le propulseur (et la gravité qu’il faut soustraire). On détectera quand l’accélération du propulseur passera sous sa demi-accélération maximale pour vérifier que cela arrive au bon moment (fenêtrage temporel). On contrôlera aussi que l’accélération passe bien au-dessus de cette valeur au début de la poussée.

 

Cette chronologie est représentée dans le chronogramme suivant :

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