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Moteur fusée

Informations

Contexte

En vue d'une participation à l'EuRoc (European Rocketry Challenge) 2025, l'association Top Aéro aimerais avoir une fusée conçu et fabriqué de bout en bout par les adhérents. Cela passe aussi par la conception et fabrication d'un moteur fusée. Les participants au  projet MCF travaillent alors sur cela à fin de fournir un moteur suffisamment puissant et fiable à cette fusée doit être implémenté pour la participation. 

Objectifs

Cette annéAnnée 2023-2024:

sera
    consacré à la modélisation, simulation
  • Conception et testréalisation du moteur KNSU
  • Conception et réalisation d'un premierbanc moteurde fuséetest à
    • ergol
  • Début solidedes lerecherches KNSU

    sur d'autre technologie de propulseur 

METTRE IMAGEEEEE

Matériel Moteur :

  • AcierPlastique inoxydable ?technique
  • Filament Chargé en céramique
  • Visserie
  • joints d'étanchéité 
Matériel Banc Test
  • Profilé aluminium 40x40
  • Visserie
  • Parpaing 

Machines utilisées :

  • Impression céramique3D ?FDM
  • Fraiseuse CNC
Étape de fabrication v1 :

Journal de bord

27/10/2023

Première réunion : 

AvecPendant Sirine,cette Joshua,rencontre Léo, Owen  et Nicolas. Nousnous avons commencépu commencer à réfléchir aux différentes méthodes pour sceller hermétiquement le corps fusée. Nous avonsrents déterminéfis cetechnique cahierauxquelles desnous charges:

allions
    faire
  • face

    Ledurant corpsla fusée doit être scellé hermétiquement mais pas de façon définitive 

  • On doit sceller hermétiquement le corps fusée jusqu'à une pression de 110 bar (111430 Pa)

Les solutions à explorer sont:

  • bouchon avec un simple filetage 

  • double bouchon (deuxième bouchon prenant l'entièretéconception du corpspremier fuséeprototype etMCF servant(nom detemporaire bagueHergé) moteur)

  • bouchon placé à froid 

Toutes ces solutions comprennent bien sûr des joints, nous ne comptons pas sur un usinage ou une impression avec des jeux parfaits. A ce sujet nous nous sommes inquiété de leur résistances à la chaleur.. 

En accord avec Owen, un fichier de simulation complet a été débuter sur Ansys.

Cela nous permettra de nous projeter plus facilement sur plusieurs points. comme les dimensions du corps moteur et surtout la fiabilité de celui ci fasse au contrainte théorique auquel il sera confronté. Plusieurs éléments ont été considérés pour que la simulation soit pertinente. 

  • Les matériaux doivent être simulés à une température procheDimensionnement de la réalité. Les déformations des différents éléments n’est pas la même à 30°c ou à 200°c ainsi de suite.

    tuyère 
  • Faisabilité d'un moteur entièrement imprimé en 3D
  • Système pour réutiliser le moteur plusieurs fois
  • étanchéité

ParCette mesureRéunion dea sécuritéamorcé nousle retenons que les résultat ou nous sommes à 3 fois la limite de l'élasticité du matériau simulé et 5 fois la limitedébut de la rupture de matériau 

  • Dans les résultats obtenues ne seront pas la réalitéCAO et méritedes unrecherches espritpour critique important

    • Notre objectif est de déterminer quel matériau offre le meilleur prix. La matière et le processus doivent être pris en compte aussi. Le process étant important faire usiner ou imprimer du titane 6AI-4V n’as pas le même coût que de faire la même chose avec du 316L. Il resterépondre à déterminerces àdifférentes partir de quand une perte de poids et ou de résistance est à considérer  ou non. Des matériaux techniques peuvent être aussi pris en compte dans le projet comme la céramique ou l' impression de 316l en fdm. 

    Voici quelque image de l'avancée des simulation ( dimension du modèle 3d Owen, modélisation et simulation faites temporairement respectivement sur Fusion 360 et Ansys):

    tâches.

    Rdm:                                                                        Statique Thermique:

     

    09/11/2023

    Impression des premières pièces pour tester les différents concepts imaginés. Nous avons pu constater que l'impression du filetage été plus complexe que prévu. Autre erreur durant ce test les jeux ne sont pas correct. La cartouche a même cassé dans le corps moteur dû à la faible largeur des parois. Conclusion beaucoup de chose à revoir

    Ajustement des

    jeux

    L'idée sur le modèle 3D et première impression test au fablab.  Cela ne fera pas foi pour la suite mais permetest d'avoir une idéecartouche généraldans la quelle on coule et moule directement le carburant a été modéliser aussi dans cette version du moteur. Ce process n'a pas encore été validé par la partie chimie du projet mais voici les avantages que nous avons trouvé a ce système.

    • Ajustement plus facile du volume ende jeuxcarburant.
      • pour pouvoir commencer
    • Facilité a réfléchirrendre àétanche unle bancmoteur
    • Protection de testcorps adapté.moteur amélioration de la réutilisabilité du moteur 

    22/11/2023

    Suite aux premières impressions Le fichier 3dde CAO a étantté presquemodifié. dansMaintenant sonnous avons un filetage fonctionnel et de jeux permettant d'utiliser correctement le moteur. Le fichier de CAO aussi a étatté refait de façon À ce que les modifications futurs sur les dimensions du moteurs soient beaucoup plus simple. 

    Désormais nous avons aussi une tuyère aux dimensions optimum pour la plage d'utilisation du premier prototype Hergé. En terme de dimensionnement nous avons donc les dimensions final ladu partieproto. Nous avons donc fait une simulation peuxsur reprendre.open De plus Sirine a commencé à regarder les détailmoteur pour déterminer la taillel'ordre de l'étoilegrandeur dansdes efforts qui seront appliqués sur le carburant. moteur.

    14/12/2023

    SurLa laversion réflexionfinal général,du prototype Hergé a été imprimé en PLA. Tout semble a première vu correct. Les pièces s'ajuste correctement les unes avec les autres, il estne importantsemble pas y avoir de noterdéfaut quevisible. laLes partiechoix moulage du sucre risque d'être bien plus difficile que prévu. En effet l'idée original étant de faire le négatif en impression 3d. Cependant aucundes matériaux pouvantfinaux êtreont impriméété audiscuté. fablabNous n'estavons envisageable.pu Iltrouvé faudrachez soitNanovia faireune legamme négatif  en métal ou ende filament spéciale"Cf" parcorrect. unLes prestatairefinalement commequi cosmyx3d ( entreprise envisager pour l'impression de la tuyère céramique aussi). Pour le tube test pas obliger de le faire en métal pourattire les testplus unnôtres tube en acrylique pouvant être suffisant.attentions 

    10/11/19/12/2023

     

    Les impressions ne sont pas parfaites. Donc le pas de vis est à revoir. Les jeux semblent bon. Suite à une discussion nous allons revoir la cao. Pour l'instant le modèle est bien en paramétrique mais des problème inhérents à la façon dont ça été fait. Maintenant nous allons prendre la problème par un autre bout. Nous voulons on volume de carburant de 120 000 mm^3 et aussi que le diamètre soit de 40mm. A partir de ces mesures nous allons recalculer la tuyère idéal (un fichier Excel va être créé pour) puis ensuite faire le corps moteur. La rdm devra donc encore une fois attendre. 

    Pour le banc de Test nous avons aussi regarder les filament pouvant être utiliser pour tenir le moteur et le petg CF semble être un bon candidat.

     

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