HERMES, ATAC et PERSEUS – AAAF/Poitiers – le 17 novembre 2005 1 HERMES, ATAC et PERSEUS Raymond...

1HERMES, ATAC et PERSEUS – AAAF/Poitiers – le 17 novembre 2005

HERMES, ATAC et PERSEUSHERMES, ATAC et PERSEUS

Raymond BEC – CNES – Direction des LanceursRaymond BEC – CNES – Direction des Lanceurs


HERMESHERMES


R&T HERMES:R&T HERMES:Le double ellipsoïdeLe double ellipsoïde


PRE-XPRE-XDémonstrateur de rentrée atmosphérique planéeDémonstrateur de rentrée atmosphérique planée

• Objectifs technologiques: protections thermiques, aérothermodynamique

• Cibles: exploration ( descente planétaire, retour échantillon), vol habité, sécurité défense.


Key performance dataKey performance data

• Launch mass 13 t

• Number of the crew, up to

6

• Volume of the crew cabin

20 m3

• Cargo mass - delivered - returned - disposed

500500200

kgkgkg

• Free-flight time, up to

15 dys

• Time of staying attached to the space station, up to

360 dys

HERMES ?HERMES ?CLIPPER: reusable manned spacecraft CLIPPER: reusable manned spacecraft


- Landing at the pre-assigned airfields

- Cross-range maneuver up to 1500 km

- Landing velocity of 300 km/h

- Possible landing at airfields from any orbit

- In case of the launch vehicle accident the reentry vehicle is kept safe on reaching the airfield

HERMES?HERMES?CLIPPER : aircraft-type re-entry landingCLIPPER : aircraft-type re-entry landing


ATACATAC

AAérodynamique des érodynamique des TTuyères et uyères et AArrière-rrière-CCorpsorps


- Compréhension et modélisation des phénomènes de décollement de jet, et des effets instationnaires induits (charges latérales)

- Couplages divers

- Contribution aux études technologiques de contrôle du décollement

OBJECTIFS :

- Compréhension et modélisation des écoulements d’arrière-corps et en particulier des turbulences de culot (« buffeting »)

ATAC:ATAC:ObjectifsObjectifs

Pole de R&D CNES; créé vers 1992 (?)


R2Ch: décollement de jet en stationnaire

ATAC:ATAC:Décollement dans les tuyères de moteurs fuséeDécollement dans les tuyères de moteurs fusée

bb

Moteur Vulcain: essais au banc


hhhh

ATAC:ATAC:décollement dans les tuyères de moteurs fuséesdécollement dans les tuyères de moteurs fusées

Simulation numérique par DES (FLU3M) de la tuyère LEA TOC en régime RSS


Simulation DES ONERA-DAAP

ATAC: ATAC: Arrière-corps: simulations numériquesArrière-corps: simulations numériques

StD

10-2 10-1 100 1010

0.006

0.012

0.018

0.024

0.03

0.036

0.042

0.048

0.054

Essais S3ChApproche semi-déterministe

St D

G(S

t D)

Semi déterministe CNES-ONERA


ATAC:ATAC:essais aéroélastiques sur tuyère soupleessais aéroélastiques sur tuyère souple

Tuyère ONERA sur le banc du LEA


Développement Développement

d’un système de lancement pour nanosatellites d’un système de lancement pour nanosatellites ▬ ▬

PERSEUSPERSEUS ▬▬

Projet Etudiant de Recherche Spatiale,Projet Etudiant de Recherche Spatiale,Européen Universitaire et ScientifiqueEuropéen Universitaire et Scientifique


• • Le projet PERSEUS comporte trois volets :Le projet PERSEUS comporte trois volets :

1 - un programme de développement d’un système de transport spatial1 - un programme de développement d’un système de transport spatial

2 - un programme d’animation pédagogique2 - un programme d’animation pédagogique

3 - un programme de recherche et d’innovation3 - un programme de recherche et d’innovation

INTRODUCTIONINTRODUCTION

Le projet PERSEUS est l’aboutissement d’une réflexion interne Le projet PERSEUS est l’aboutissement d’une réflexion interne à la Direction des Lanceurs du CNES.à la Direction des Lanceurs du CNES.

Son principe de base est d’impliquer les écoles d’ingénieurs, Son principe de base est d’impliquer les écoles d’ingénieurs, et les établissements d’enseignement supérieur et de recherche et les établissements d’enseignement supérieur et de recherche

dans la réalisation de projets spatiaux.dans la réalisation de projets spatiaux.


LE PROJET PERSEUS : LE PROJET PERSEUS : Volet 1: développement d’un STSVolet 1: développement d’un STS

L’élément fédérateur du projet est le L’élément fédérateur du projet est le développement et la qualificationdéveloppement et la qualification en vol d’un système de lancementen vol d’un système de lancement, système propulsif inclus., système propulsif inclus.

Les charges utiles visées sont les nanosatellites: Les charges utiles visées sont les nanosatellites: 10 kg sur une orbite LEO/250km/90°.10 kg sur une orbite LEO/250km/90°.

Nanosatellite– SNAP Surrey SSTL

Un nano lanceur pour référence :Un nano lanceur pour référence :

technologies « standard », technologies « standard », métalliques,métalliques,

concepts modulaires, concepts modulaires, ØØmodulemodule= 750 = 750

mm,mm, moteur biliquide pressurisé LOX/CH4.moteur biliquide pressurisé LOX/CH4.

→ → tri étage d’un GTOW voisin de 7,5 tonnes.tri étage d’un GTOW voisin de 7,5 tonnes.


• • Phase de conception :Phase de conception :

• • Travaux réalisés par des étudiants, correctement encadrés,Travaux réalisés par des étudiants, correctement encadrés,• • Accompagnement par des actions de recherche,Accompagnement par des actions de recherche,

• • Plate-forme logicielle d’intégration et de simulation,Plate-forme logicielle d’intégration et de simulation, • • Aboutissement à des réalisations matérielles, suivies d’essais au sol et en vol.Aboutissement à des réalisations matérielles, suivies d’essais au sol et en vol.

• • Étape de décision dans 3 à 4 ans: Étape de décision dans 3 à 4 ans:

• Choix d’un concept innovant, justifié par un dossier argumenté prenant en Choix d’un concept innovant, justifié par un dossier argumenté prenant en compte les performances technico-économiques,compte les performances technico-économiques,• • Décision de lancement de la phase suivante.Décision de lancement de la phase suivante.

LE PROJET PERSEUS :LE PROJET PERSEUS :Volet 1: développement d’un STS Volet 1: développement d’un STS

ETAPE 1ETAPE 1 ETAPE 2ETAPE 2DEVELOPPEMENTDEVELOPPEMENT

QUALIFICATION AU SOLQUALIFICATION AU SOLQUALIFICATION EN VOLQUALIFICATION EN VOLCONCEPTIONCONCEPTION


LE PROJET PERSEUS :LE PROJET PERSEUS :Volet 2: un programme d’animation pédagogiqueVolet 2: un programme d’animation pédagogique

- Essais et réalisations en - Essais et réalisations en milieu universitaire ou de recherchemilieu universitaire ou de recherche;;- Essais en laboratoire, dans la mesure du possible,- Essais en laboratoire, dans la mesure du possible,- Réalisations en milieu universitaire (IUT, Lycées Tech.) ou PME/PMI;- Réalisations en milieu universitaire (IUT, Lycées Tech.) ou PME/PMI;- Participation aux opérations de lancement, sous responsabilité CNES.Participation aux opérations de lancement, sous responsabilité CNES.

- Une supervision détaillée et régulière est indispensableUne supervision détaillée et régulière est indispensable : corps enseignant, : corps enseignant, chercheurs et experts extérieurs, équipe projet au CNES chercheurs et experts extérieurs, équipe projet au CNES + + certification : CNEScertification : CNES..

L’implication d’étudiants est un principe de base du projetL’implication d’étudiants est un principe de base du projet

- Etudes réalisées par des - Etudes réalisées par des étudiants dans le cadre de leur scolarité étudiants dans le cadre de leur scolarité :: - Ingénierie; études de sélection du concept système et de faisabilité;- Ingénierie; études de sélection du concept système et de faisabilité; - Études technologiques et démonstrateurs, sol et vol;- Études technologiques et démonstrateurs, sol et vol; - Gestion de projet, technique et programmatique; méthodes; études de coûts; - Gestion de projet, technique et programmatique; méthodes; études de coûts; - Marketing et recherche de sponsors.- Marketing et recherche de sponsors.


LE PROJET PERSEUS : LE PROJET PERSEUS : Volet 3: un programme de recherches et d’innovationVolet 3: un programme de recherches et d’innovation

• Les laboratoires de recherche sont présents sur les sites universitaires Les laboratoires de recherche sont présents sur les sites universitaires et les écoles d’ingénieurs:et les écoles d’ingénieurs:

- actions de recherche en accompagnement,- actions de recherche en accompagnement,- capacité de modélisation et de simulation,- capacité de modélisation et de simulation,- moyens d’essais pour le développement.- moyens d’essais pour le développement.

• Interaction avec les étudiants participants au projetInteraction avec les étudiants participants au projet

• Recherches à finalité plus technologique ou applicative que Recherches à finalité plus technologique ou applicative que fondamentalefondamentale

• Contrats de recherche spécifiques: bourses doctorales, post-docs, plus Contrats de recherche spécifiques: bourses doctorales, post-docs, plus encadrement et frais.encadrement et frais.


STRUCTURES DU PROJET :STRUCTURES DU PROJET :LES PARTENAIRESLES PARTENAIRES

• • Nombreux contacts en cours:Nombreux contacts en cours:

• • Les écoles et universités,Les écoles et universités,

• • Les laboratoires de recherche,Les laboratoires de recherche,

• • Planète Sciences, et les clubs aérospatiaux,Planète Sciences, et les clubs aérospatiaux,

• • La AAAF, La AAAF,

• • Des PME/PMI Des PME/PMI

nombreuses candidatures, jeunes et moins jeunes,nombreuses candidatures, jeunes et moins jeunes,démarrage des premiers travaux progressif depuis septembre 2006démarrage des premiers travaux progressif depuis septembre 2006contacts à poursuivre pour finalisation à l’été 2006contacts à poursuivre pour finalisation à l’été 2006


Travaux lancés à SUPAERO en Travaux lancés à SUPAERO en collaboration avec le laboratoire de collaboration avec le laboratoire de propulsion de l’ONERApropulsion de l’ONERA

Plusieurs essais du prototype au Plusieurs essais du prototype au banc d’essai ont été réalisésbanc d’essai ont été réalisés

Objectif d’un essai en vol lors de Objectif d’un essai en vol lors de la campagne nationale de lancement la campagne nationale de lancement de fusées expérimentales en 2006 de fusées expérimentales en 2006

PREMIERS TRAVAUX:PREMIERS TRAVAUX:Un exemple de résultats Un exemple de résultats


PERSEUS est un programme ambitieux et innovant:PERSEUS est un programme ambitieux et innovant:

- développement de la propulsion- développement de la propulsion- coopération et fédération des équipes- coopération et fédération des équipes- objectif final de mise en orbite- objectif final de mise en orbite

Le programme PERSEUS est une occasion unique pour chaque étudiant de participer à Le programme PERSEUS est une occasion unique pour chaque étudiant de participer à un projet à objectif opérationnel, comportant de multiples réalisations matérielles et des un projet à objectif opérationnel, comportant de multiples réalisations matérielles et des étapes expérimentales concrètes.étapes expérimentales concrètes.

Un séminaire est prévu le 27 et 28 janvier 2006 avec tous les acteurs du Un séminaire est prévu le 27 et 28 janvier 2006 avec tous les acteurs du programme afin de poursuivre la mise en place du projet.programme afin de poursuivre la mise en place du projet.

CONCLUSIONSCONCLUSIONS


www.cnes.fr/perseuswww.cnes.fr/perseus

[email protected]@cnes.fr

Connectez–vous sur le site web du projet PERSEUS Connectez–vous sur le site web du projet PERSEUS à l’adresse :à l’adresse :

Et pour tout contact : Et pour tout contact :

POUR PLUS D’INFORMATIONSPOUR PLUS D’INFORMATIONS

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