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Avions de légende : le Spitfire

Posté en février 2012

2spitfire 2.pngHistoire du Spitfire, le plus célèbre des avions de chasse britanniques de la seconde guerre mondiale.
 
La création de cet appareil est issue d'une demande de l'état-major britannique émise en 1930. Celui-ci souhaite obtenir un chasseur monoplan avec un habitacle fermé et un train d'atterrissage escamotable. R.J Mitchell en est son créateur. L'engin effectue son premier vol le 5 mars 1936.
 
Des performances remarquables

Doté d'ailes elliptiques qui lui permettent d'atteindre des vitesses élevées, cet avion aux performances remarquables est très apprécié des pilotes. Il a hérité cette particularité technique du Supermarine S.6, un hydravion ayant battu à trois reprises le record du monde de vitesse en 1931 lors du Trophée Schneider - une compétition internationale dans laquelle les Britanniques excellaient. Du point de vue de l'armement de bord, l'appareil pouvait transporter deux bombes de 250 kg sous chacune de ses ailes, ou bien une de 230 kg sous le poste de pilotage ajoutée à quatre roquettes par aile pour le Mk 24.  Sur les 24 versions du Spitfire, le Mk V, doté d'un moteur plus puissant et le MK IX, composé d'un armement plus puissant, sont les modèles les plus utilisés. Le problème de l'appareil réside cependant dans sa  faible autonomie (autour de 700 km).
 
Durant la bataille d'Angleterre, alors que le Hawker Hurricaine se charge des bombardiers, le Spitfire s'attaque aux chasseurs de la Luftwaffe. II a souvent été dit que le Spitfire n'était pas responsable de la victoire des alliés lors de la bataille d'Angleterre mais que sans lui elle aurait été perdue. En effet, ce sont les Spitfires, en raison de leur rapidité et de leur agilité, qui furent désigné par la Royal Air Force (RAF) pour s'attaquer aux chasseurs d'escorte de la Luftwaffe. Après plus de 21 500 exemplaires, le Spitfire est retiré dans les années 1960.
 
A propos du Spitfire
 
Thomas Voisin, étudiant en 5e année à l'IPSA, membre de l'association IPSAflight et titulaire du brevet d'initiation à l'aéronautique (BIA) commente: "Il reste, aujourd'hui, très peu de Spitfire en état de vol. Il y en a un en France, à Dijon, propriété de  C. Jacquard, un grand collectionneur d'avions anciens.  La plus grande collection se trouve en Angleterre, au musée aéronautique et sur l'aérodrome de Duxford, lieu réputé de grands shows aériens comme seuls les Anglais savent les faire. Le 4 septembre 2011 a eu lieu le 75e anniversaire du Spitfire sur le terrain de Duxford."

   

Retour sur la conférence « Aéronautique et développement durable » du 6 décembre dernier, organisée par l'IPSA.
 
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Quelles sont les différentes formes que pourrait prendre le transport aérien, au-delà de 2050 ? Entre le futur que l'on imagine, dans les laboratoires et les bureaux d'étude notamment, et celui qui se réalise, la différence est parfois significative. La 3e édition de la conférence annuelle de l'IPSA « Aéronautique et développement durable » a présenté les scenarii proposés par Astrium avec son avion fusée, par Airbus avec son avion du futur ainsi que par l'avion solaire de Solar Impulse.
 
Anticiper pour mieux construire l'avenir
 
A la suite de la projection de ces films futuristes, un débat animé par le journaliste spécialiste de l'aéronautique Gil Roy, a réuni des experts de l'Académie de l'Air et de l'Espace, Airbus, Altran, EADS, Onera, Safran ou encore Thales . Ces derniers ont tenté d'expliquer comment avionneurs, motoristes et équipementiers préparaient une rupture technologique, en optimisant les produits, en tirant parti de l'innovation et en intégrant les nouvelles contraintes notamment économiques et environnementales.
 
 « La question du développement durable est transversale, affirme Gil Roy. Il ne s'agit pas seulement d'imaginer l'avion et même le transport aérien du futur, mais d'imaginer un avion qui sera autre pour répondre aux besoins de demain. Prévoir le futur est un exercice périlleux et hautement incertain, mais un passage obligé pour pouvoir construire l'avenir en réfléchissant et en se fixant des objectifs même utopiques On arrive ainsi à apporter des solutions à des problèmes auxquels on ne pensait pas pouvoir apporter des solutions. »
 
Deux échéances en vue : 2020 et 2050
 
« Nous étions focalisés sur 2020 à cause des objectifs du Conseil pour le recherche aéronautique en Europe (ACARE) lancé en juin 2001. L'horizon 2050 est entré relativement récemment dans la réflexion  », explique Pierre Fossier, directeur technique des opérations aériennes de Thales. La nécessité de se projeter aussi loin est en partie liée aux besoins auxquels devra faire face le transport aérien, au milieu de ce siècle. «  La Commission prospective de l'Académie de l'air et de l'espace estime qu'à l'échéance de 2050, la demande mondiale exprimée en passagers kilomètres transportés (PKT) devrait représenter entre 3 et 3,5 fois celle de 2010, avec un doublement du nombre de vols et d'avions commerciaux en service », précise Michel Vedrenne, membre de cette commission. Pour répondre à cette attente, l'industrie aéronautique va devoir relever un double défi énergétique et environnemental. Ce challenge passera par une suite de ruptures technologiques.
 
Plus de trafic pour moins de consommation

Une entreprise comme Safran a bien compris cette nécessité : « Une rupture, c'est un pari sur l'avenir, affirme Frédéric Daubas, directeur marketing du groupe Safran. Il faut garder le plus longtemps possible, le plus d'options ouvertes ».

Et de préciser : « Il est important pour nous d'avoir une continuité en terme d'expérience du passager, depuis l'arrivée en voiture à l'aéroport en passant par le point de contrôle et le passage de la frontière jusqu'au trajet à l'intérieur de l'avion. Nous cherchons à apporter des solutions pour que cela se déroule à l'avenir de la façon la plus fluide possible. Au niveau de l'avion, Safran travaille sur les moteurs en partenariat avec General Electrics. Nous regardons avec eux quels seront les moteurs du futur en rupture avec les moteurs actuels. On parle vraiment de gains significatifs, avec plus de 15 % de consommation en moins. »
 
Le passager au cœur de la réflexion

Le point de vue des compagnies aériennes est également de plus en plus recherché, mais « le passager est au cœur du problème. C'est lui qui génère l'activité, fait remarquer Bruno Saint-Jalmes, Head of Creative Design and Concepts chez Airbus. Le développement des biocarburants, le développement des matériaux à l'intérieur de l'avion, dans la cabine - fibres de verre, fibres de carbone. On réfléchit sur des fibres naturelles biodégradables et recyclables à 100 %. » Bruno Saint-Jalmes fait partie de ceux qui travaillent à l'exercice d'anticipation « avion du futur ». Ce projet, présenté par Airbus à l'occasion du salon du Bourget 2011 transporte le passager en pleine science-fiction. « Au-delà de ses parois transparentes, c'est plus la solution imaginée pour embarquer les voyageurs flottant en toute liberté dans la cabine ou l'option de faire voler les appareils en formation à la manière des oiseaux migrateurs qui peuvent surprendre », commente Gil Roy.
 
Entre imagination, réalisme et innovation

A côté du projet visionnaire d'Airbus, celui d'EADS Astrium et son avion spatial. Pour Christophe Chavagnac, responsable des projets « space planes » chez Astrium, « ce projet permettra de développer le tourisme spatial pouvant être défini comme le marché de l'accès pour tous à l'espace, mais encore d'étendre le marché scientifique ou celui de l'observation de la Terre dans des temps très rapides. »

« Nous avons commencé à travailler avec l'agence européenne de la sécurité aérienne (EASA) sur la manière de certifier un avion propulsé par un moteur de fusée, confie Christophe Chavagnac. La filiation entre l'avion spatial qui doit entrer en service avant la fin de la décennie et l'avion fusée ZHEST qui ne volera pas avant 2040/2050, nous permet de déblayer l'aspect réglementaire du programme  ».

Pour clore la conférence, un film sur le Solar Impulse, le premier avion fonctionnant entièrement à l'énergie solaire, construit à l'initiative des deux aéronautes Bertrand Piccard et André Borschberg. « De toute évidence, le transport aérien du futur se prépare aujourd'hui dans les bureaux d'études et les laboratoires de recherche. Mais aussi, sous l'impulsion de visionnaires tels que Bertrand Piccard et André Borschberg », conclue Gil Roy.


Les conférences « Aéronautique et développement durable » sont des rendez-vous organisés depuis trois ans par l'IPSA. Ils permettent de faire le point sur l'actualité du secteur aéronautique et spatial et de ses enjeux, sous l'angle du développement durable. La première édition  portait en 2009 sur l'impact environnemental du transport aérien et la deuxième édition en 2010 s'intéressait aux conséquences de la crise sur les programmes de recherche et de développement.


   

Lundi 23 janvier a lieu à l'IPSA une conférence par M. Garrett Smith, spécialiste du tourisme spatial.

Dans le cadre des piscines d'anglais ou semaines d'immersion en langue anglaise pour les étudiants de première année aura lieu à l'IPSA le 23 janvier une conférence intitulée "Suborbital spaceflight : Astronaut & research flights on board the xcor lynx spaceplane", organisée en partenariat avec l'association aéronautique et astronautique de France (3AF) et  la société Cosmica Spacelines.

Alors que l'industrie spatiale est en plein essor et que les recherches sur les vols suborbitaux préparent une révolution sur l'accès à l'espace, M. Garrett Smith, créateur d'un groupe de travail dédiée au tourisme spatial au sein de la 3AF et fondateur de Cosmica Spacelines, présentera l'état d'avancement de l'industrie suborbitale. Il présentera également les différents métiers liés à cette industrie, le tourisme spatial, et les vols d'expériences pour la recherche et l'apprentissage.

flight_plan_with_logo.jpgRendez vous lundi  23 Janvier 2012
Dans les locaux de l'IPSA Paris
7-9 rue Maurice Grandcoing - 94200 Ivry sur Seine
A 10 h 30

   

moteurdavion.jpgLe 22 novembre dernier, Renaud Mercier (IPSA 2010) a tenu à l'IPSA une conférence sur la combustion dans les moteurs aéronautiques et spatiaux.
 
Au cours de cette conférence, Renaud Mercier (IPSA promo 2010) actuellement ingénieur doctorant à l'Ecole Centrale de Paris dans le domaine des moteurs, a souligné les enjeux de la combustion dans le secteur aéronautique et spatial et l'intérêt nouveau des industriels pour la simulation numérique des fluides comme conception des moteurs.
 
La combustion a de l'avenir

Le conférencier a tout d'abord rappelé l'importance et la place de la combustion dans les processus de production d'énergie utilisés par l'homme. "On estime à 85 % la part globale de la combustion dans la production d'énergie mondiale", a affirmé Renaud Mercier. Au-delà de ces dispositifs, une majeure partie des moyens de propulsion effectivement utilisés aujourd'hui utilise la combustion comme source d'énergie.
 
A cela s'ajoute la problématique de la préservation de l'environnement et l'économie des ressources fossiles - qui ne semblent pas inépuisables. Une première solution proposée-  la plus facile mais certainement pas la plus simple - serait de diminuer la part de la combustion dans le bilan énergétique globale. "Mais ce n'est pas pour demain... a précisé Renaud Mercier. Une autre solution serait la densité d'énergie, notion-clé trop souvent oubliée." L'intervenant a ensuite insisté sur le fait que la combustion constitue un formidable réservoir d'énergie, facilement embarquable et donc avantageux pour les secteurs aéronautiques et spatiaux.
 
Concevoir, c'est prédire

Un moteur thermique, vu sous un angle fonctionnel, permet de convertir l'énergie chimique d'un comburant (ndlr : corps chimique permettant la combustion d'un combustible) et d'un combustible via leur combustion. Cette énergie est ensuite convertie en énergie mécanique permettant le déplacement d'une fusée, d'un avion ou d'une voiture par exemple.
 
Les important changements dans les stratégies de développement, de conception et de mise au point des moteurs automobiles, aéronautiques voire spatiaux, orientent le monde industriel vers le domaine de la simulation numérique des fluides comme méthode de conception. "La raison principale de cet intérêt provient de l'augmentation très importante des capacités de calculs et de stockage", a expliqué Renaud Mercier.
 
La simulation numérique des fluides réactifs permet notamment de prédire la répartition spatiale de la température, de la dynamique de flamme (ndlr : manière dont la flamme se meut au cours du temps) ainsi que de la production de polluants - le rendement d'une chambre de combustion étant extrêmement élevé. « C'est sur ce dernier sujet que la prédiction par la simulation des mécanismes physiques de la combustion prend toute son importance », a affirmé le doctorant.
 

   
Alors que la NASA a récemment annoncé l'arrêt de ses missions spatiales, le 17 décembre s'est déroulé le deuxième lancement de la fusée Soyouz, depuis le centre spatial guyanais de Kourou. Le lanceur russe, de 30 tonnes et de 50 mètres de haut a ainsi réalisé avec succès sa mission de mise en orbite du satellite Pléiades, du satellite SSOT et des quatre satellites Elisa. 

Des missions d'observation et d'imagerie

Tandis que le satellite SSOT observera la Terre, le programme Pléiades fournira des images en haute résolution de la terre à des fins civiles (cartographie, amélioration des systèmes de navigation...) ou militaires (analyse des reliefs et des terrains...).

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Satellite Pléiades (extrait de www.cnes.fr)

Entretien avec Vincent Robert, professeur de mécanique spatiale à l'IPSA

vincent robert.JPGQuelles sont les performances de chacun de ces satellites ?
La référence en satellites d'observation de la Terre a longtemps été le programme SPOT, développé par le CNES. Les satellites du programme Pléiades ont l'avantage d'être plus performants avec une résolution spatiale à 0,7 mètre qui permet des applications de type cartographique à des échelles de précision optimale. Le satellite SSOT possède quant à lui une résolution de 1,5 mètre. Conçu par Astrium, ce programme a été développé en 18 mois, ce qui constitue un record pour la conception de ce type de satellites et démontre par la même occasion qu'Astrium peut se positionner comme un leader compétitif du marché spatial.

Quels sont les nouveaux moyens qui nous permettent d'obtenir de tels outils ?
Toutes les avancées technologiques récentes entrent en jeu dans la conception d'un satellite. En effet, étant donné la complexité d'un tel module ce n'est pas un seul aspect technique qui améliorera les performances d'un outil, mais la combinaison de plusieurs technologies  (informatique, électronique, optique, matériaux composites...). L'un des objectifs de ces programmes était d'améliorer les systèmes optiques afin d'obtenir une meilleure résolution spatiale que les précédents satellites mis en orbite.

Quelles autres évolutions seraient envisageables et souhaitables pour les satellites d'observation ?
Actuellement, les satellites d'observation sont surtout utilisés à des fins scientifiques, économiques ou militaires. Je pense qu'il est important de développer le multi-usage des satellites en augmentant le nombre de partenaires, pour optimiser les résultats obtenus et ainsi alimenter différents domaines et réduire les couts financiers que représente une mise en orbite. 

   

L'Airbus A350 : un avion innovant

Posté en décembre 2011

2Eric_Dimnet.jpgTrois questions à Eric Dimnet, professeur d'aérodynamique à l'IPSA, sur l'apport technologique de ce nouvel appareil.

L'A350 d'Airbus, par le retard de son entrée en service notamment, lié à son perfectionnement, a beaucoup fait parler de lui. La sortie tardive de cet avion de ligne long-courrier et moyen porteur s'explique par une volonté d'innovation de la part d'Airbus. Trois questions sur le sujet à Eric Dimnet, professeur d'aérodynamique à l'IPSA.

En quoi le fuselage extra large de l'A350 XWB constitue un apport technologique ?

L'A350 XWB (eXtra Wide Body, fuselage extra-large) est attendu pour 2014. La caractéristique principale de son cahier des charges est la limitation de la masse de l'avion et la réduction des coûts d'exploitation des appareils. Le projet est développé sous la forme d'un avion modulaire (trois versions, cinq variantes et version affaires) capable de s'adapter plus facilement aux attentes des compagnies aériennes clientes tout en réduisant les coûts de développement.

Quels procédés sont mis en œuvre pour la réalisation de ce fuselage spécifique ?

Le projet intègre des technologies nouvelles qui n'étaient pas disponibles pour les projets antérieurs. La principale innovation consiste en l'accroissement de l'utilisation des matériaux composites et des alliages afin de réduire la masse à vide tout en augmentant la taille du fuselage (53 % des matériaux employés sont des composites, 14 % du titane, 6 % de l'acier et 19 % de l'aluminium ou de l'alliage aluminium-lithium). Les technologies liées à la mise en œuvre des matériaux composites et des alliages sont un secteur en développement qui permet en outre d'améliorer le confort acoustique du fuselage tout en augmentant l'espace disponible pour les passager grâce à l'augmentation de l'espace cabine.

Pensez-vous qu'à l'avenir l'ensemble des appareils seront équipés de la même façon ?

La maîtrise de l'intégration de ces technologies dans les processus de fabrication et la validation par les essais en vol des prototypes permettront d'utiliser ces avancées dans les projets ultérieurs.

   

Retour sur l'histoire d'un avion très utilisé par les Américains pendant la seconde guerre mondiale.

2loocked p38 2.jpgLe Lockheed P-38 fut construit par l'avionneur américain Lockheed pour répondre aux attentes de l'armée américaine : un appareil capable d'emporter un armement important, de bombarder au sol mais aussi de servir d'appui aux bombardiers, le tout en volant à haute altitude afin d'intercepter des bombardiers ennemis.

 

Des atouts remarquables

Le premier prototype est fabriqué en 1939. A l'époque, la particularité du Lockheed P-38 est qu'il est le seul avion de chasse bimoteur et bipoutre de transporter plus de deux tonnes de bombes. Il est d'ailleurs le seul appareil à pouvoir escorter les bombardiers américains et bombarder des villes allemandes éloignées, surclassant ainsi le Spitfire - et cela grâce à une distance franchissable largement supérieure. Cependant, malgré un important rayon d'action lui permettant d'effectuer des raids en profondeur, le Lockheed P-38 est très peu maniable. Durant la seconde guerre mondiale, de nombreuses versions du Lockheed sont créées, notamment des avions de reconnaissance, équipés de caméras à la place des équipements d'armement.

L'avion de Saint-Exupéry

2loocked p38 3.jpgThomas Voisin, étudiant en 5e année, membre de l'association IPSAflight et titulaire du brevet d'initiation à l'aéronautique (BIA) commente : "c'est à bord d'un P-38 que le célèbre écrivain Antoine de Saint-Exupéry disparut en mer Méditerranée lors d'une mission le 31 juillet 1944. L'aile elliptique de cet avion donnera directement naissance à l'aile d'un des plus beaux avions ligne des années post-seconde guerre mondiale : le Lockheed Constellation."

   
La troisième édition de la conférence « Aéronautique et développement durable » aura lieu mardi 6 décembre, de 9 h à 12 h 30, à l'Espace du Centenaire, à Paris.

Chaque année depuis deux ans, la conférence annuelle de l'IPSA « Aéronautique et développement durable » traite des grands enjeux posés par le modèle actuel de développement économique et technologique durable à l'aéronautique. Après une première édition concernant l'impact environnemental du transport aérien et une deuxième traitant des conséquences de la crise sur les programmes de recherche et de développement à caractère durable, la troisième édition, intitulée « L'avion de demain se dessine-t-il aujourd'hui ? » présentera au travers de films et d'interventions de spécialistes les scenarii imaginés et envisagés pour l'avenir. Elle aura lieu le 6 décembre prochain, à l'Espace du Centenaire (Paris 12e), de 9 h à 12 h 30. 

Entre l'avion du futur imaginé par Airbus et l'avion solaire Solar Impulse, l'esprit innovant des ingénieurs de l'aéronautique inaugure des pistes prometteuses. Quelles sont les différentes formes que pourrait prendre le transport aérien, au-delà de 2050 ? Au cours de cette matinée, un débat appuyé sur la projection de films futuristes sera animé par Gil Roy, journaliste spécialiste de l'aéronautique. Des experts tenteront d'expliquer comment les avionneurs, motoristes et équipementiers optimisent les produits et tirent parti de l'innovation, en intégrant les nouvelles contraintes notamment économiques et environnementales. Des industriels parleront de la manière dont ils abordent et réagissent à la rupture technologique. Des institutions et des entreprises telles que l'Académie de l'Air et de l'Espace, Airbus, Altran, EADS, l'ONERA, Safran ou encore Thales seront représentées et prendront part aux débats.


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Le laboratoire de mécanique des fluides appliquée à l'aérodynamique construit un calculateur à puissance augmentée.

Le laboratoire de mécanique des fluides appliquée à l'aérodynamique, créé en 2009, a entrepris des travaux qui permettent de progresser dans l'élaboration d'un calculateur pour des simulations, à grande échelle, d'écoulements de fluides. L'objectif est d'aboutir à une soufflerie numérique opérationnelle dès la fin de l'année 2011. Ce calculateur sera aussi accessible aux codes complexes réclamant beaucoup de ressources de calcul (codes de mécanique, de cinématique et de dynamique des solides).

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Un outil au service de l'aérodynamique

« Une première expérimentation consistera mise en cluster (ndlr : grappe de serveurs) de plusieurs ordinateurs, pour montrer la faisabilité de l'opération, explique Jean-Pierre Rivere, le responsable du laboratoire. Notre motivation est, en construisant un outil beaucoup plus puissant que ce simple cluster de nous offrir les moyens d'effectuer des calculs relativement importants en aérodynamique et en mécanique des fluides. Mais rien n'empêche de l'utiliser ensuite pour réaliser des calculs complexes en mécanique générale et en astrophysique. »

Le laboratoire aura pour mission de définir un certain nombre de projets de fin d'études (PFE) et de faire travailler un certain nombre d'élèves dans le cadre de recherches. « Le calculateur devrait permettre notamment d'accueillir des doctorants dont un sujet de thèse pourrait porter sur l'affinage du coefficient de transfert thermique entre un gaz et un solide, poursuit Jean-Pierre Rivere. Ces moyens de calcul permettront d'établir des partenariats avec des industriels ou des laboratoires institutionnels dans le cadre de recherches appliquées. »

Une recherche au service de la formation

Pour Hervé Renaudeau, le directeur de l'IPSA, « de telles collaborations sont fondamentales pour que la recherche au sein de l'école ne soit pas coupée du monde, mais qu'elle se développe en synergie avec la recherche académique et industrielle. L'école appuie la formation à l'innovation par la recherche, avec notamment des contacts réguliers entre les enseignants-chercheurs et les élèves, au travers de leur enseignement et des projets d'études qu'ils encadrent. »

Outre le laboratoire de mécanique des fluides appliquée à l'aérodynamique, l'IPSA compte également un laboratoire de mécatronique (combinaison synergique et systémique de la mécanique, de l'électronique et de l'informatique temps réel) ainsi qu'un laboratoire de modélisation et de calcul scientifique, dédié au développement d'algorithme pour résoudre des problèmes de traitement et d'analyse des signaux et des images, d'estimation et d'optimisation de formes.

   


Une conférence organisée par l'IPSA et l'association étudiante IPS'Actions en partenariat avec la Royale Aeronautical Society (RAS) aura lieu sur le sujet « Rolls-Royce, une entreprise engagée dans la coopération franco-britannique sur les secteurs stratégiques ».

2FranceRU.jpgRolls Royce, entreprise fondée en 1904, propose des solutions énergétiques pour des utilisations diverses dans les domaines terrestres, maritimes et aériens. Michel Dubarry, président de Rolls-Royce International France, nous exposera la position centrale de la société dans les collaborations stratégiques européennes, notamment en matière d'aérospatial civil et d'aéronautique. Il nous expliquera les raisons pour lesquelles Rolls-Royce accorde une grande importance à la coopération franco-britannique, dans la vision mondiale de ses marchés.

Mardi 18 Octobre 2011, à 18 h
Salle B 02
IPSA Paris
7-9 rue Maurice Grandcoing
94200 Ivry sur Seine

Si vous souhaitez participer à la conférence, veuillez vous inscrire avant le 17 octobre auprès de Mylène Lefebvre au 01 56 20 62 80 ou par mail à lefebvre@ipsa.fr.

 

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IPSA 2.0

 
   

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