Document de fin de projet

Projet Falcon :

Maxime Granjean
Anissa Djaffar
Morgane Leveleux
Lola Pannet
Hussein Almnini
Kevin Boumahrat
Mumin Kahraman
Luke Vanhaelen
Louis Wu

Club AéroIpsa
AéroIpsa, Année 2018-2019
2018 2019

Résumé : Le projet Falcon est une fusée expérimentale de 1m70 dont l’expérience principale met
tout en œuvre pour pouvoir faire atterrir la fusée verticalement à la manière de Space X et qu’elle
reste debout après celle-ci.
celle ci. Pour cela nous faisons une éjection du pa parachute
rachute par la coiffe, le
déploiement de 4 bras pour l’atterrissage, et récupération des données d’une centrale inertielle pour
étudier les mouvements de la fusée lors de sa descente en vue d’une amélioration future.

Photo de l’équipe

Photo de la fusée

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 Document de fin de projet

1 Introduction
 Cette fusée fait partie intégrante des projets du club AéroIpsa dont l’objectif est de la faire
décoller au C’space 2018.
 Il y a 9 personnes qui sont sur ce projet. Nous avons 7 personnes qui se sont occupés de la
partie mécanique de de la fusée (simulation, fabrication et intégration) et 2 personnes pour tous
les systèmes électroniques de la fusée (séquenceurs, centrale inertielle)
 L’
L’année
année a commencé par une modélisation entière de la fusée et des différents modules sous
catia et les simulations
simulations de l’électronique. La phase de fabrication a commencé par la
fabrication du tube puis des impressions et usinages de certaines pièces et se terminera par
la fabrication des bras, des ailerons, des cartes électroniques et du parachute.
 L’idée du projet vient des fusées Falcon 9 de Space X qui déploient justement des bras pour
faire atterrir la fusée verticalement. Dans notre cas la méthode de l’éjection du parachute
par la coiffe nous a permis de concrétiser cette idée de faire atterrir une fusée debout.

2 Description mécanique
 La fusée mesure 1m70, possède un mono diamètre de 120mm intérieur (126mm extérieur)
et 4 ailerons. Le tube en lui-même
lui même mesure 1m45 et est composé de 3 couches de fibre de
verre, 1 couche de mousse epoxy et 3 autres couches de fibre de verre. Le tube sera une
u
peau porteuse.

Moteur de Système de
Moteurs bras Bloc elec récupération
Bloc moteur maintient bras

Coiffe +
Pro-54 Bague de poussée
ailerons bras parachute

 StabTraj

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 Document de fin de projet

Les ailerons sont en forme de triangle rectangle avec une envergure assez grande pour permettre à
la fusée d’être le plus stable possible pour pouvoir rester debout.

L’envergure fait 220mm, l’emplanture et la flèche font 250mm et le saumon 0mm.

 Pour le ssystème
ystème de récupération se sera une éjection du parachute par la coiffe. Le parachute
sera circulaire avec une surface de 2.54m², il sera plié dans une boite séparable en deux qui
sera elle
elle-même
même dans la coiffe qui se fera éjecter de la fusée lors de l’apogée.
 L’intégration électronique est en un seul bloc divisé en deux parties : la partie inférieure où
seront stockés les batteries, et la partie supérieure où seront ran
rangés
gés les cartes électroniques
comme dans des tiroirs

 Nous avons 2 systèmes mécaniques importants : l’éjection du parachute, et le déploiement

des bras.
Pour le système du parachute nous avons la bague qui retiens les suspentes en 4 points,
cette bagu
bague e possède aussi un servomoteur au milieu pour maintenir la coiffe en vol et 2
ressorts sur les côtés qui permettrons l’éjection de la coiffe.
Pour le système des bras nous avons 2 étages : l’étage inférieur permet la rotation des 4
bras
bras,, elle possède 2 bagues
bagues avec 2 moteurs diamétralement opposés par bague. L’étage
supérieur maintient l’extrémité supérieure des bras en place pendant le vol, elle possède une
bague avec un servomoteur au milieu qui retiens les 4 bras et qui les libèrera au bon
moment.

3 Descri
Description
ption électronique et informatique
 La fusée possède 3 cartes électroniques : une minuterie pour le parachute, une autre
minuterie pour le déploiement des bras, et une centrale inertielle avec récupération de
données sur carte SD. Elles sont toutes les 3 iindépendantes
ndépendantes et les 2 minuteries ont chacun
une prise jack. Les PCB sont directement fabriqués au sein du club.
 La minuterie contient une arduino nano et contrôlera un servomoteur qui permettra de
libérer la coiffe lors de l’éjection (visionnage des différ
différents
ents états par des leds).

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 Document de fin de projet

 Tous les systèmes électroniques seront alimentés par 6 batteries du typetype Lipo 2S 20C
1000mAh. Une
Une batterie sera réservée exclusivement pour la minuterie parachute et son
servomoteur, une autre qui alimentera le séquenceur des bras et un servomoteur, une qui
alimentera la centrale inertielle et les batteries restantes pour les servomoteurs qui
actionneront les bras.
bras

 Il y aura ssûrement
rement une caméra embarquée sous le bloc électronique. Ce sera une caméra
Gopro
Gopro,, elle sera indépendante du reste des systèmes électroniques.
 Pas de Télémesure dans la fusée.

4 Expérience
 Le but de l’expérience est de faire un atterrissage verticale et dans lle e même temps étudier la
stabilité verticale de la fusée lors de sa phase de descente sous parachute à l’aide d’une
centrale inertielle.
 Nous allons mesurer les positions de la fusée lors de sa phase de descente sous parachute,
avec une centrale inertielle, stockage des données sur carte SD et analyse des résultats post
vol.
 LLes valeurss de mesure sera donnée par la centrale inertielle
inertielle.. La plage de valeur que nous
voulons doit être la moins divergente
divergente possible de la valeur de calibrage, ce qui prouverai que
llaa fusée est stable pendant sa descente et que les systèmes mécaniques ont été bien réalisés.
 Pour l’étalonnage de cette centrale inertielle nous allons lui donner comme point référence
un point se situant sur l’axe Z (axe longitudinal de la fusée) avec une inclinaison de 0°
(vertical). Des erreurs de mesures pourront survenir du fait que le capteur ne sera pas
forcément bien aligné avec le centre de gravité de la fusée, ceci impliquerai une erreur de
mesures inférieure à 5 degrés environ.

Le projet Falcon est sponsorisé par ERTIM architectes, agence d’architecture basé à Paris.
L’entreprise a financé l’intégralité du projet.

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 Document de fin de projet

5 Conclusion post C’space

Lors du C’space 2018, la fusée Falcon n’a pas été qualifiée à 100% aux contrôles dû à un
manque de temps pour les terminer.
La fusée n’a pas été lancée mais tous les systèmes internes et les expériences sont
opérationnels, le projet sera donc reconduit pour le C’space 2019
2019.
Des modifications ainsi que des améliorations seront fait
faites pour l’année prochaine.
procha E
Elles
concernent surtout certaines pièces mécanique qui paraissent fragile au vu des contraintes
subies par celles
celles-ci
ci ou d’autres systèmes mécaniques qui n’ont pas été fait comme prévu
initialement. Toutes ces pièces et systèmes seront refait intégral
intégralement
ement pour garantir la
réussite du projet
projet.
En plus de ces améliorations nous rajouterons une centrale inertielle dans la fusée ;
expérience qui était absente lors de ce C’space.

L’équipe de projet de cette année était composée majoritairement de nouveaux

membres débutants.
débutants. Ce projet leur a permis d’apprendre énormément de choses tout au
long de l’année, ils peuvent dorénavant gérer un projet de mini
mini-fusée
fusée ou de fusex par eux-
eux
mêmes..
Certains membres de cette équipe voudront sûrement faire une deuxième version de la
fusée pour l’année prochaine. Ce projet volera soit en plus de la première version avec une
approche de l’expérience de déploiement de bras complètement différente, soit en
remplacement de la première version pour ne pas refaire les erreurs d de
e conception qui ont
été faites sur cette dernière.

Malgré que le projet n’a pas pu décoller à cause d de ce manque de temps, cette non
qualification à un côté « bénéfique »,, car elle a montré à toute l’équipe que même avec tout
le travail qui a été investi
investi durant l’année,
l’année, ceci n’a pas été suffisant pour faire décoller le
projet, nous éviterons
ons de reproduire cette situation dans les années futures.