Equipe Azim UTBM UNIVERSITÉ DE TECHNOLOGIE DE BELFORT MONTBÉLIARD. WP1 Concept et Prédéfinition du porteur VSH
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- Marc-Antoine Robert
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1 UNIVERSITÉ DE TECHNOLOGIE DE BELFORT MONTBÉLIARD WP1 Concept et Prédéfinition du porteur VSH Equipe Azim UTBM Etudiants : Fabien MAUGER Flavien TESNIERE Thomas Samuel CIRIA GSCHWEND Thomas FREVILLIER Cédric DALAUDIERE Stéphane VANDERMEERSCH Thibault KESTELOOT Enseignant suiveur : Jean-Jacques HUNSINGER Industriel, HKW-aero (modélisation et conception aéronautique) : Ewald Hunsinger ; Michel Kieffer Azim UTBM Indice J1 le
2 Avants propos Ce document est un exercice de style réalisé à des fins de formation. Il s agit de définir les grandes lignes d un véhicule porteur qui a pour rôle de mettre un véhicule suborbital (VSH) dans ses conditions de départ (altitude et vitesse). Une fois largué par le transporteur, le VSH est capable d emmener 8 passagers pendant quelques minutes à plus de 100 km d altitude*. Il ne s agit en aucun cas de préparer un développement ultérieur. Ceci en raison d une part de l extrême complexité d un tel développement, d autre part en raison des problématiques actuelles «raréfaction des énergies» et «réchauffement climatique». Il semble difficile de justifier un voyage de loisir de quelques dizaines de minutes au prix d une dépense énergétique phénoménale. A ceci se rajoute le risque conséquent d un vol suborbital, pour l équipage et pour les passagers, par rapport au niveau de risque aéronautique actuel. Cette étude consiste tout d abord à définir un modèle de calcul afin d évaluer différentes configurations et caractéristiques du porteur. Ensuite, à imaginer les grandes technologies pour réaliser le porteur à moindre coût. A noter que le porteur a été imaginé sans pilote, et ce, afin d améliorer la qualité massique de l ensemble. Ewald Hunsinger - Michel Kieffer * Précisons qu une telle mission n a rien a voir avec une mise en orbite, cette dernière étant infiniment plus couteuse en énergie et en technologies...
3 Vidéo
4 Cahier des charges Décollage VSH + 6 passagers = 20t Altitude de largage m Vitesse d allumage du moteur hybride 0,8 Mach Atterrissage VSH + 6 passagers = 20t Azim UTBM Indice J1 le
5 Analyse de la valeur Vaut-il mieux larguer haut et lentement? larguer bas et vite? larguer haut et vite? Allumage direct du moteur hybride du VSH Ressource pour prise de vitesse m m Azim UTBM Indice J1 le
6 Analyse de la valeur Vaut-il mieux utiliser un avion existant? Largage par le dessus plus complexe qu un largage par le dessous Porteur non optimisé pour la montée Porteur inutilement lourd Mise en place du VSH : nécessite un système de levage du VSH Azim UTBM Indice J1 le
7 Analyse de la valeur ou utiliser un ballon? Fortement tributaire des conditions météorologiques Pas de vitesse initiale au largage Récupération du ballon complexe et aléatoire Azim UTBM Indice J1 le
8 Analyse de la valeur ou une fusée? Quantité de carburant? Sécurité? Confort? Installations au sol?! La vue ci-dessus n est qu illustrative : la fusée représentée ci-dessus est destinée à une mise en orbite, cette dernière étant infiniment plus coûteuse en énergie et en technologies. Azim UTBM Indice J1 le
9 Modèle de calcul pour le vol en palier, détermination de Vz Azim UTBM Indice J1 le
10 Adaptation du modèle pour le vol ascensionnel Altitude (m) Temps de vol (min) Azim UTBM Indice J1 le
11 Mise en œuvre du modèle Azim UTBM Indice J1 le
12 Préconcepts Pas de Pressurisation Azim UTBM Indice J1 le
13 Préconcepts Nombre de surfaces portantes Azim UTBM Indice J1 le
14 Préconcepts Position des moteurs Azim UTBM Indice J1 le
15 Préconcepts Type de fuselage Azim UTBM Indice J1 le
16 Concept Azim UTBM Indice J1 le
17 Pré-développement Structure Azim UTBM Indice J1 le
18 Pré-développement Etude Aérodynamique Réalisée sous Fluent (Ansys 14) Avec et Sans VSH Répartition de la pression totale Azim UTBM Indice J1 le
19 Pré-développement Fabriquer, réduire les couts Azim UTBM Indice J1 le
20 Pré-développement Simplifier, réduire les coûts Azim UTBM Indice J1 le
21 Pré-développement Arche de largage Azim UTBM Indice J1 le
22 Pré-développement Structure de l aile BREVET HKW aéro Flèche en vol avec VSH arrimé Azim UTBM Indice J1 le
23 Pré-développement Essais : le calcul est-il conforme à la réalité? Azim UTBM Indice J1 le
24 Pré-développement Faciliter la maintenance Azim UTBM Indice J1 le
25 Caractéristiques finales Masse au décollage 51119Kg Masse utile 20000kg Masse de carburant 2698kg Masse à vide Envergure 51.4m Surface alaire 202m² Puissance totale 36MGW Vitesse de décollage km/h Durée ascension in KgCO2/Pers =1350kg Azim UTBM Indice J1 le
26 Rappel de la mission Emport VSH du Défi (11,6 t) Envergure 5.5m SMT 103m² Sa 31m² Azim UTBM Indice J1 le
27 Azim UTBM Indice J1 le
28 Autres applications Drone Lourd Azim UTBM Indice J1 le
29 Autres applications Pollution en fonction de la masse d emport 1900 Influence de la masse utile sur les rejets de CO2 1350Kg Kg Kg Masse utile (kg) 20000Kg Azim UTBM Indice J1 le
30 Merci pour votre attention Azim UTBM Défi Aérospatial Etudiant 2012/2013
FORD C-MAX + FORD GRAND C-MAX CMAX_Main_Cover_2013_V3.indd 1-3 22/08/2012 15:12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12,999,976 km 9,136,765 km 1,276,765 km 499,892 km 245,066 km 112,907 km 36,765 km 24,159 km 7899 km 2408 km 76 km 12 14 16 1 12 7 3 1 6 2 5 4 3 11 9 10 8 18 20 21 22 23 24 26 28 30
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