SAPHIRE - P08 - Aéronef à décollage et atterrissage vertical (ADAV)

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Formation

P08 - Aéronef à décollage et atterrissage vertical (ADAV)

Aéronef à voilure hybride conçu pour s'affranchir des pistes qui lui sont normalement nécessaires pour le décollage et l'atterrissage

Project Zero AgustaWestland

Contexte du projet
Les aéronefs à voilure fixe ont une sustentation au dessus d'une vitesse minimale dite vitesse de décrochage et nécessitent des pistes ad hoc pour les phases de décollage et d'atterrissage.
A l'inverse les structures à voilure tournante ont une sustentation assurée par la mise en rotation de la voilure et peuvent réaliser des vols stationnaires. Par contre une part non négligeable de l'énergie est consommée pour la sustentation.
Dans ce contexte, des aéronefs hybrides (voilure fixe + voilure tournante) sont développés, à l'image du Phantom Swift de Boeing combinant une voilure fixe et quatre soufflantes dont deux orientables ou du projet Zero d'AgustaWestland combinant une aile volante et deux soufflantes orientables. Des projets de ce type sont également développés dans différentes grandes écoles.

Problématique posée
Concevoir et fabriquer un aéronef hybride à décollage et atterrissage vertical. Partant d'un cahier des charges spécifiant les performances attendues de l'aéronef (envergure, masse, rayon d'action, vitesse de croisière, vitesse de décrochage, temps de vol, finesse, ...), et intégrant les bases de la mécanique du vol, l'aéronef devra intégrer

une voilure fixe dont les profil, dièdre, flèche, vrillage et allongement permettent d'assurer un vol stable ;
une voilure tournante implantée dans la voilure fixe assurant le décollage et l'atterrissage vertical.

Objectifs du projet
L'objectif est limité cette année au domaine de vol suivant :

Les grandes étapes du projet sont dans une approche Produit-Procédé-Matériau :

modélisation géométrique de la voilure fixe (aile + fuselage) et recherche de la forme répondant au CdC en terme de poids, portance, position du centre de poussée (logiciel dédié à la mécanique du vol) ;
modélisation géométrique de la voilure sous logiciel de CFAO pour la génération de trajectoires outils et usinage sur MOCN ;
dimensionnement de la voilure tournante : poussée, dimensionnement (et choix) des hélices et des moteurs ;
implantation de la voilure tournante dans la voilure fixe : conception de pièces en matériaux composites ou ABS ;
choix du contrôleur de vol (avec gyroscope et accéléromètre), implantation et programmation de ce dernier : Ardupilot, ...
essais en vol !