Définition et conception de mission d’un lanceur
Ref: 2SC5192
Description
Cet enseignement d’intégration a pour objectif d’amener les élèves, au travers d’un projet de conception de lanceur spatial, à faire l’expérience d’une boucle de dimensionnement multi-disciplinaire. Il s‘agit ainsi d’appréhender les interactions entre les différentes disciplines techniques impliquées, et de développer une logique de travail permettant d’assurer le bon déroulement des itérations associées.
Un autre enjeu est également d’appréhender les enjeux techniques propres à chaque discipline, et d’acquérir des méthodes de dimensionnement adaptées à une boucle préliminaire de conception.
A cette fin, le projet est articulé en modules reflétant le déroulement d’une boucle de conception, des ingénieurs du CNES DLA (Direction des Lanceurs) accompagnant les élèves au cours de chacun de ces modules. Ce projet comporte notamment un module "pilotage des lanceurs" mettant en œuvre l’enseignement académique délivré dans le cours spécifique "Performances et trajectoires de vol", et qui permettra aux élèves d’apprécier dans quelle mesure l’élaboration de la fonction pilotage est en lien étroit avec les besoins de la mission, les enjeux physiques associés, et les performances du lanceur spatial.
Période(s) du cours
ST5
Prérequis
Cours "Pilotage d'un lanceur" du cours spécifique "performances et trajectoires de vol".
Syllabus
Cet enseignement d’intégration s’articulera autour des modules suivants :
Chaque module fera l’objet d’une séance (une demi-journée par module) dédiée au cours de laquelle les élèves, répartis en binôme, devront concevoir et consolider un projet de lanceur spatial répondant à un cahier des charges spécifique.
- Analyse de mission – étagement
- Trajectoire
- Propulsion liquide
- Propulsion solide
- Aérodynamique et charges mécaniques
- Dimensionnement de structures
- Pilotage des lanceurs
Chaque module fera l’objet d’une séance (une demi-journée par module) dédiée au cours de laquelle les élèves, répartis en binôme, devront concevoir et consolider un projet de lanceur spatial répondant à un cahier des charges spécifique.
Composition du cours
Les intervenants CNES DLA encadreront ces travaux au travers d’un
ensemble de questions posées aux élèves visant à les amener à faire des
choix de conception, tout en s’assurant de la bonne compréhension des
enjeux (techniques, programmatiques) et des problèmes physiques
afférents. Des outils analytiques et numériques devront être mis en
œuvre par les élèves afin de répondre aux problèmes soulevés. Les
hypothèses et données considérées devront être questionnées afin
notamment de bien appréhender les enjeux d’une boucle de conception
multi-disciplinaire ; ces éléments amèneront notamment les élèves à
devoir itérer sur leurs choix de conception afin d’obtenir des solutions
techniques pertinentes.
Ressources
- cahier des charges et énoncé structurant les développements à mener par les élèves.
- Outils informatiques de dimensionnement préliminaires simplifié
- Encadrement : Ingénieurs du CNES Direction des Lanceurs.
- Travail en binôme.
Résultats de l'apprentissage couverts par le cours
A l’issue de ce projet, les élèves auront une compréhension opérationnelle des outils de conception d’un lanceur via l’acquisition :
- d'une bonne connaissance des exigences et contraintes pour la conception d'un lanceur
- d'une bonne connaissance de différents systèmes constituant un lanceur
- d’appréhender les interactions entre les différentes disciplines techniques impliquée dans la conception d'un lanceur et les enjeux associés
- modéliser la trajectoire d'un lanceur et mettre en oeuvre des méthodes de dimensionnement de lanceur
- choisir et déployer des stratégies de pilotage d'un lanceur
- évaluer les performances du vol du lanceur et proposer des solutions efficaces et économiques pour les améliorer.
- savoir répondre aux exigences de la boucle de conception multi-disciplinaire d'un lanceur
Support de cours, bibliographie
- Enoncé (format papier) structurant les développements à mener par les étudiants.
- Outils de dimensionnement préliminaires simplifiés (sous WINDOWS 10).