SCALAR

Supaero CAnsat LAuncheR

SCALAR.v3_250pun lanceur signé SUPAERO…

 

Le lanceur SCALAR a effectué un vol nominal le 22 juillet 2015 au cours du C’Space de Tarbes, récompensant le travail de l’année. Son système de récupération a bien fonctionné, le CanSat a été éjecté mais sa caméra embarquée a disparu. Cependant la caméra intégrée dans la coiffe a pu filmer le vol (vidéo ci-dessous). L’altitude atteinte est estimée à 900m.

 

 

Qui plus est SCALAR s’est vu remettre le prix FusEx Planète Sciences ainsi que le Prix Arianespace à l’occasion des Prix Espace et Industrie organisé par le GIFAS!
Félicitations à toute l’équipe dont le travail et le sérieux sont ainsi récompensés et merci à tous ceux qui ont rendu ce projet possible !

 

 

 

Et voici la vidéo du décollage!

 

 

Vous pouvez revivre la campagne de lancement SCALAR sur notre page Facebook.

 

SCALAR en bref…

 SCALAR est la première fusée expérimentale interne du Supaero Space Section, entièrement développée sur dix mois. Les 15 membres de l’équipe ont effectué toutes les étapes de construction d’un lanceur, de la définition de l’architecture à l’assemblage et l’intégration des différents systèmes.

 SCALAR a deux missions principales : l’emport et l’éjection à environ un kilomètre d’altitude d’une charge utile de type CanSat, ainsi que la détermination de l’attitude durant le vol et de la trajectoire à l’aide de mesures de pression, d’accélération et de vitesse angulaire. De plus, deux caméras seront embarquées, l’une dans la coiffe et l’autre dans le CanSat, pour nous offrir des images du lancement.

 Ce projet a été l’occasion pour les élèves-ingénieurs SUPAERO de mettre en pratique les connaissances théoriques acquises au cours de leur formation, notamment sur l’aérodynamique, la structure, la propulsion, l’électronique et les systèmes spatiaux. Des formations sont dispensées en interne sur les outils et techniques utilisés (CAO, programmation, management de projet…). La participation à ce type de projets est une expérience humaine enrichissante et un bon vecteur d’acquisition et de transmission des compétences au sein du club.

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L’équipe SCALAR

Le projet s’est organisé en trois pôles, travaillant respectivement sur les parties mécanique, électronique et sur la gestion de projet

 Pôle électronique:

Guillaume Storck, Adrien Le Coz, Remi Potet, Laurent François

Responsable électronique embarquée : Clément Jonglez

Pôle mécanique :

Alexis Colomer, Adrien Brunel, Eric Heulhard de Montigny, Alexandre Mayerowitz, Arthur Lillo, Nicolas Narcon, Louis Maller, Aurélien Albert, Thomas Husson, Fabien Royer

Responsable Mécanique : Clément Masson

 Pôle gestion de projet :

Clément Masson, Clément Jonglez, Louis Maller, Aurélien Albert, Adrien Le Coz, Arthur Lillo

Responsable projet : Ludovic Fraumar

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La fusée

 

De l’électronique embarquée

 

Des capteurs de mesures aérodynamiques

 

L’une des expériences du projet est la détermination l’attitude du lanceur durant le vol et de la trajectoire. Le lanceur est donc équipé d’un tube Pitot et d’un capteur de pression relié à une carte électronique, qui permettront de mesurer les pressions statique et totale au cours de la phase ascendante. D’autres données seront enregistrées grâce au contrôleur de vol Pixhawk, qui contient un accéléromètre 3 axes et un gyroscope 3 axes. L’ordinateur de bord Pixhawk utilisé est un PX4, ordinateur de bord pour drones notamment utilisé par le DMIA.

L’analyse des données permettra, grâce aux lois de l’aérodynamique et à des modèles de vol, de remonter à la trajectoire et l’attitude de SCALAR.

 

Un système de communication en temps réel

 

La deuxième expérience vise à transmettre les données mesurées en temps réel durant le vol. SCALAR possède donc un système de télémesure, composé d’un émetteur 3DR Radio et d’une antenne omnidirectionnelle située dans la coiffe. Les tests de portée ont été réalisés, afin de garantir les capacités de réception par la station sol lors de l’ascension de la fusée jusqu’à une altitude d’environ 1km. Cette télémesure permet d’assurer une redondance dans l’enregistrement des mesures, dans l’éventualité où le lanceur ne puisse être récupéré.

 

Un système d’éjection et de récupération

 

L’objectif de SCALAR est de lâcher à son apogée une charge utile de type CanSat (un cylindre de 14cm de long et 7cm de diamètre). Le Supaéro Space Section a donc développé un système d’éjection contrôlé par un séquenceur autonome Arduino qui envoie l’ordre d’ouverture de la trappe.

Cette technologie a été utilisée également pour le système d’éjection du parachute. Fusée et CanSat retomberont sous leur parachute respectif, afin de garantir une vitesse de chute inférieure à 15m/s.

 

Une caméra embarquée… cerise sur le gâteau

 

Une évolution de la réglementation du C’Space autorise cette année l’utilisation de caméra embarquée. Le design a donc été adapté pour intégrer une caméra dans la coiffé pour nous fournir des images du paysage lors du vol.

La caméra a été modifiée pour pouvoir être rechargée depuis l’extérieur et contrôlée par des boutons situés sur le lanceur.

 

De la mécanique de haut vol

 

Après la phase de Conception Assistée par Ordinateur (CAO) sous Catia, il a fallu construire la fusée.

 

La fabrication additive, une technologie dans l’air du temps

 

Supaéro Space Section et le Club robotique ont récemment acquis une imprimante 3D. Nous avons choisi d’utiliser la technologie de fabrication additive (impression 3D) pour tous les avantages qu’elle apporte, autant en terme de flexibilité et de rapidité dans la conception des pièces, que pour les coûts très bas qu’elle permet.

Nous imprimons ainsi les supports ou bagues qui ne subissent ni ne transmettent d’efforts. L’impression 3D a également été utilisée pour créer le moule de la coiffe, que nous avons produite en composite. En fonction du maillage utilisé, nous obtenons des pièces plus ou moins solides, mais toujours très légères.

 

Usinage aluminium, classique et fiable

 

L’aluminium, matériau à la fois léger et résistant, est communément utilisé pour la construction mécanique. Les pièces en aluminium ont été produites par notre partenaire Axium Solution Aluminium, qui a usiné les bagues et les supports des ailerons du lanceur SCALAR. Ces éléments sont dimensionnés pour transmettre les efforts aérodynamiques mais aussi pour supporter la case électronique, qui contient l’ordinateur de bord, les batteries…

 

Production composite, un savoir-faire à part entière…

 

Le carbone, connu pour ses caractéristiques physiques performantes sera utilisé pour le corps du lanceur. Nous avons utilisé des chaussettes en fibre de composite fournies par un autre de nos sponsors, ATG Composite, que nous avons moulées sur des tubes en PVC et enduites de résine. Trois épaisseurs de fibre ont suffit à produire des tubes résistants aux différentes contraintes mécaniques et vibratoires attendues.

La fibre de verre, matériau radio transparent a été choisie pour la coiffe. Elle qui doit être suffisamment résistante pour supporter les efforts aérodynamiques et tout en permettant à l’antenne (localisé dans l’ogive) de transmettre la télémesure durant le vol à une antenne sur la station sol. Le moule de la coiffe a été fabriqué en impression 3D.

La fabrication des peaux et de la coiffe a été réalisée chez notre partenaire AéroComposite Toulousain (ACT). Nous avons été accueillis dans leurs locaux et encadrés durant toute la phase de production, ce qui a été intéressant et formateur pour les membres du projet. ACT nous a également aidé à réaliser le revêtement de notre fusée.

 

CanSat

 

Le club développe également son propre CanSat, éjecté au sommet de la trajectoire. Le CanSat descend ensuite sous parachute tout en filmant grâce à un smartphone embarqué. La position et les données de l’accéléromètre seront également exploitées. Le CanSat lui-même est fabriqué en impression 3D.

 

Un succès recompensé

La 23ème édition des Prix Espace et Industrie se tenait samedi 5 décembre 2015 dans un lieu symbolique : le Musée des Arts et Métiers à Paris. A l’initiative de Planète Sciences et du GIFAS, tous les deux ans, des industriels et personnalités du milieu de l’aéronautique et du spatial récompensent les travaux de clubs spatiaux menés les deux années précédentes.

10 projets étaient en compétition devant un jury composé d’Arianespace, du CNES, du Gifas, de Sodern et de Thalès Alenia Space qui attribuèrent chacun un prix. Planète Sciences donna également un prix d’encouragement.

SCALAR a reçu le Prix Arianespace. En plus d’une belle réalisation, le responsable d’Arianespace a vu un véritable intérêt pour le club dans cette volonté de développement d’un lanceur interne. Il a particulièrement apprécié l’approche management de projet adoptée, notamment une répartition claire des différentes activités (Work Breakdown Structure) qui a mis en avant l’organisation de l’équipe et des lots de travaux pertinents. Arianespace suit de près le développement du futur lanceur européen Ariane 6 qui, compte tenu de la complexité des systèmes, des contraintes financières, des délais imposés par la concurrence et de l’organisation industrielle européenne, nécessite une véritable compétence de management de projet pour garantir un aboutissement avec succès. Par ce prix, le leader mondial de l’industrie du lancement de satellites commerciaux souhaite donc valoriser la mise en œuvre d’une compétence utile pour les entreprises au sein du SUPAERO Space Section.

Le démonstrateur Hydra a également été primé, par l’entreprise Sodern.


 

Nos partenaires

Le projet SCALAR a été soutenu par plusieurs partenaires qui ont apporté un support technique et financier :

La Fondation ISAE

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ALTEN Fund for Engineering

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AeroComposite Toulousain (ACT)

Axium Solutions Aluminium

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ATG-Composite

Logo ATG composite