ARES

Ares14Bi "Hydra"

La fusée Ares14Bi "Hydra" est un démonstrateur de validation technologique pour la future fusée bi-étage bi-Pro98 supersonique.

L’objectif principal est de tester en vol, lors du C’Space 2014, un système de séparation d’étages, dont un prototype a été développé il y a 3 ans pour la fusée Ares02Bi tout en assurant le suivi des deux étages. Ce prototype doit être modifié et adapté pour répondre aux contraintes de résistance et de fonctionnement liées aux démonstrateurs de la filière ARES PERFO.

Cette fusée sera aussi l’occasion d’acquérir une expérience de gestion des
problématiques bi-étage au niveau électronique : conception d’une procédure et d’une
carte d’allumage pour le propulseur de l’étage supérieur (factice pour cette fusée), gestion de la séparation et des données devant transiter d’un étage à l’autre, ou encore stockage des données.

Il faudra au maximum s’appuyer sur des technologies déjà existantes physiquement ou sur plan afin de limiter la charge de travail.

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Une organisation atypique

Le projet s’appuie sur la participation de deux associations étudiantes, une
lyonnaise, Centrale Lyon Cosmos, et une toulousaine, Supaero Space Section, avec le soutien de leur école respective aux travers de projets intégrés aux cursus. En supplément, vient se greffer un Projet de Fin d’Etude d’étudiants de l’IPSA sur le système de séparation inter-étage.

Pour la première fois sur les démonstrateurs ARES, 2 étudiants transformeront leur
participation à travers un stage d’application directement autour de la fabrication, du
montage final et de la réalisation d’essais spécifiques, en renforts des équipes associatives.

Cette composition d’équipe nécessite une bonne émulation et la mise en commun
régulière des différents travaux réalisés par chaque partie. Un suivi particulier au niveau du Macro-Projet ARES permet au final la synchronisation et la cohérence des résultats finaux.

Caractéristiques techniques

Afin de minimiser les développements et de se concentrer sur l’objectif principal de
la séparation inter-étage, la structure de la fusée reprend au maximum des définitions,
voire du matériel existant.

La fusée Ares06 Teyla, qui a volé en 2012, est en grand partie réutilisée comme base du deuxième étage d’Hydra. Le premier étage se base sur la définition de la fusée Ares02bi (2011) et sur l’adaptation de son système de séparation inter-étage.

L’électronique répond à la définition des systèmes électriques ARES avec une adaptation spécifique aux multi-étages. Une centrale inertielle SYSTAR est embarquée dans chaque étage dans le but, après vol, de restituer au mieux l’attitude et le comportement global de chacun d’eux après la séparation.

Un prototype électronique d’allumage en vol du 2ème étage sera par ailleurs embarqué
pour un premier test en vol de la logique d’allumage destinée aux futurs démonstrateurs ARES Performance bi-étages.

Système de séparation inter-étage

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Le système de séparation est une évolution de celui développé en 2011 pour Ares02bi. Il est notamment redimensionné pour être intégré dans des démonstrateurs ARES PERFO dont les masses d’étage et les performances sont largement supérieures.
L’essai en vol sur Ares14 Hydra permettra de confronter les calculs théoriques avec la réalité du vol et en cas de réussite participera à la qualification future pour son utilisation sur de futurs démonstrateurs.

Ce système est basé sur un principe de mutualisation des actionneurs pour les actions de maintient, séparation et éloignement des étages. Il est conçu autour d’un système pneumatique avec des vérins à double-effet synchronisés sur des crochets de maintient.

Lors de la commande, les têtes de vérins déverrouillent les crochets du système puis continuent dans leur course pour donner une impulsion créant une différence de vitesse d’au moins 1m/s entre les 2 étages.

Un des avantages de ce système est sa facilité de mise en œuvre, sa répétabilité et une dangerosité réduite lors des opérations d’assemblage ou désassemblage. L’objectif de masse final est de ne pas dépasser les 2kg tout compris.

Performances attendues

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-* Propulseurs : 1 Pro 75-3G + 1 maquette Pro75-3G

  • Diamètre : 160 mm
  • Masse : 21kg au décollage (8kg/13kg)
  • Altitude max : 1000 m
  • Vitesse max : 130 m/s
Documents attachés
PDF - 3 Mo
Fiche projet Hydra 2014
PDF - 430.1 ko
Fiche projet séminaire Hydra 2015

Modules du projet