ASAT lance une fusée haute puissance avec des pièces fabriquées par Xometry

Xometry a récemment aidé le département de fusée de l'équipe Aristotle Space & Aeronautics Team (ASAT) à fabriquer plusieurs composants essentiels pour une fusée haute puissance. Christos Koutsouras, chef et ingénieur de propulsion du projet ASAT Rocketry, a discuté des principales étapes de ce projet scientifique et expliqué comment Xometry les a aidés à participer à des compétitions internationales de fusée.
Andromeda high-power rocket © ASAT
  • Secteur : Aérospatial
  • Procédés de fabrication utilisés : Usinage CNC
  • Défi : Fabriquer une fusée de grande puissance avec des composants capables de résister à des conditions aérospatiales difficiles dans des délais stricts
  • Solution: Production de pièces complexes avec des tolérances et des propriétés très spécifiques via le moteur de devis instantané et le réseau de fabrication de Xometry

ASAT a été fondée en 2015 et est la première équipe étudiante de ce type à l’Université Aristote de Thessalonique en Grèce. L’équipe compte actuellement plus de 60 membres de différents horizons académiques travaillant sur deux disciplines principales : l’aéronautique et la fusée.

Andromeda : une fusée haute puissance conçue par ASAT

L’un des principaux objectifs de l’équipe Rocketry est de concevoir, fabriquer et lancer des fusées de haute puissance, introduisant ainsi la science des fusées en Grèce et dans sa communauté universitaire. Six fusées ont été conçues depuis la création du département de fusée ASAT, dont la dernière en date, Andromeda, une fusée haute puissance intégrant une charge utile déployable.

L’équipe est fière d’avoir participé à de grandes compétitions internationales de fusée pour les étudiants, dont la Spaceport American Cup (S.A.C.) et l’European Rocketry Challenge (EuRoC). Lors de l’EuRoC 2022 au Portugal, Andromeda a effectué deux lancements et récupérations réussis, atteignant 3 446 m et 4 076 m avec deux types de moteurs. « Le succès de cette mission rend ce projet extrêmement spécial, non seulement pour nous, mais pour l’ensemble de la société universitaire grecque, car nous avons réussi à le mener à bien à des altitudes aussi élevées. » partage Koutsouras.

Processus de design interne et simulation des conditions de vol

L’équipe a commencé par formuler des objectifs scientifiques, créer un design conceptuel et effectuer des simulations informatiques initiales pour prouver ses hypothèses.

Étant donné que la législation grecque n’autorise pas de lancements d’essai de la fusée à haute altitude, l’équipe a d’abord dû obtenir des données mesurables pour passer tous les protocoles avant de commencer la fabrication et l’assemblage des pièces. L’équipe devait également effectuer des calculs mathématiques pour valider individuellement tous les systèmes de fusées.

Avant le lancement officiel, la fusée a dû passer de nombreux tests simulant les conditions réelles aussi étroitement que possible. Ces tests comprennent le largage de parachutistes et les essais de tous les mécanismes utilisés. Tout cela devait être achevé avec succès avant de se préparer aux compétitions au Portugal et aux États-Unis où ils pourraient enfin tester les fusées dans des conditions réelles.

Défis de l’industrie aérospatiale et approvisionnement en pièces usinées CNC avec Xometry

Pour la fusée Andromeda, ASAT devait se procurer des pièces avec des tolérances, des matériaux et des propriétés très spécifiques. Beaucoup de ces pièces doivent résister à des conditions aérospatiales difficiles et à des niveaux de stress extrêmes en raison de la vitesse supersonique que la fusée peut atteindre.

ASAT Rocketry a utilisé Xometry pour fabriquer plusieurs composants spécifiques, y compris les pièces pour les systèmes critiques comme les cloisons de la fusée qui fournissent un support structurel. Ce sont les composants qui relient les tubes composites et le cadre de la fusée, ainsi qu’une partie d’un ensemble plus grand de mécanismes de séparation des parachutes.

The 3D models of the parts uploaded on the Xometry’s Instant Quoting Engine
Les modèles 3D des pièces téléchargées sur le moteur de devis instantané de Xometry

L’un des principaux défis pour l’équipe était les tolérances serrées (ISO 2768 (fin) ou ISO 286 (grade 6)), car certaines pièces nécessitaient un étalonnage très spécifique de la machine pour pouvoir fabriquer avec précision les dimensions de rotation. C’est précisément là que Xometry a fait la différence par rapport aux fournisseurs grecs locaux – Xometry utilise son vaste réseau pour trouver le bon partenaire de fabrication avec les capacités de produire des pièces complexes.

En outre, Koutsouras admet que dans le domaine aérospatial, de nombreuses heures sont consacrées à l’optimisation des pièces du point de vue du rapport force/poids. « Les pièces fabriquées par Xometry en sont un excellent exemple, car l’optimisation du poids de ces pièces était cruciale pour pouvoir envoyer l’ensemble du véhicule dans un apogée ciblé avec un poids limité. » Avec l’outil d’optimisation développé par l’équipe Rocketry, cela a permis de réduire le poids total des composants structurels d’environ 2,5 kilogrammes.

CNC machined bulkhead and retainer for rocket motor produced via Xometry © ASAT
Cloison et dispositif de retenue usinés CNC pour moteur de fusée produit par Xometry © ASAT

Les pièces de fusée Andromeda ont été fabriquées à l’aide de machines CNC à 5 axes et ont été fabriquées à partir d’aluminium de qualité 6061, utilisé dans les applications aérospatiales grâce à ses propriétés de résistance à la corrosion et au stress. Koutsouras note que la large gamme d’alliages de Xometry était extrêmement utile.

Il déclare également que travailler avec Xometry a été une expérience exceptionnelle en raison du strict respect des délais tout au long du processus de fabrication : « Les délais d’expédition étaient incroyables. C’était un aspect extrêmement important pour nous parce que nous n’avions que deux semaines environ avant de devoir nous rendre au Portugal. »

Enfin, il ajoute que le moteur de devis instantané rend la vie des ingénieurs beaucoup plus facile et que le processus de commande qui prenait autrefois des jours, voire des semaines, ne prend plus que quelques minutes. Il cite également les énormes capacités disponibles via la plate-forme comme étant extrêmement utiles pour ses applications.

Regard sur l’avenir de l’ingénierie aérospatiale

Le département de fusée ASAT continue de se développer à la vitesse de la lumière, poursuivant ses objectifs existants et en fixant de nouveaux. Koutsouras a également partagé avec nous que son équipe continue d’optimiser les performances de la fusée Andromeda en travaillant sur l’apogée. Dans un avenir proche, l’équipe développera également des moteurs de fusée plus complexes et plus puissants pour des altitudes plus élevées et des capacités de chargement plus importantes. Il est même prévu de développer un système d’atterrissage de pièces autonomes pour la charge utile de la fusée et même pour la fusée elle-même.

L’équipe travaille également sur un projet humanitaire appelé Phoenix. C’est un drone alimenté à l’énergie solaire (drone) pour surveiller les incendies de forêt. Le prototype opérationnel devrait être prêt au troisième trimestre de 2023.

Pendant les mois d’été, la Grèce est confrontée à un risque élevé d’incendies de forêt. Phoenix est conçu pour aider à répondre à ce problème écologique en détectant rapidement un incendie et en informant les autorités compétentes de la situation. « Nous allons mettre en œuvre des algorithmes d’apprentissage automatique, formés non seulement pour détecter s’il y a un incendie dans la forêt, mais aussi pour surveiller son développement ultérieur dans un endroit spécifique », explique Koutsouras. Équipé de caméras et d’un système de pilotage automatique, Phoenix devrait fonctionner de manière autonome tout en détectant l’incendie et en fournissant des mises à jour sur la situation.

À propos d’ASAT Rocketry

Aristotle Space & Aeronautics Team (ASAT) Rocketry — the first student Rocketry team in Greece for conducting research and experiments in the area of rocket science.

En savoir plus sur ASAT Rocketry : www.asat.gr/projects/rocketry

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