cdcf fusée à eau 2008
TRANSCRIPT
1 STI GMA PROJETS PLURIDISCIPLINAIRES 2007-2008
PROJECTILES HYDRO-PNEUMATIQUES : La NASA peut commencer à trembler !
Introduction :
Derrière le nom un peu « barbare » de Projectile Hydro-Pneumatique se cache un autre terme plus
abordable : les Fusées Hydro-Pneumatiques (abréviation F.H.P. dans la suite du document).
Construites à partir de bouteilles de boissons
gazeuses (bouteilles en polyéthylène téréphtalate ou
P.E.T.) qui servent de réservoir, les F.H.P. atteignent
des altitudes considérables. Elles se propulsent en
éjectant vers le bas une certaine masse d’eau
embarquée à leur bord (appelée masse d’appui), sous
la pression d’un air comprimé également embarqué.
Le principe de propulsion de toute fusée repose sur la loi de la conservation de la quantité de
mouvement ou plus familièrement phénomène d’action - réaction.
C’est une loi de la physique : lorsque l’on jette quelque chose dans un sens, on est poussé dans
l’autre sens par réaction. Par exemple, si vous montez avec un ballon sur une planche à roulettes
elle-même posée sur un sol plat, lorsque vous lancez le ballon devant vous, vous reculez.
Pour une fusée, la règle du jeu consiste à éjecter une masse de matière (gazeuse ou liquide) avec
une vitesse suffisante pour propulser l’engin dans l’autre sens.
Ce que nous vous proposons au cours de ce projet est de concevoir, fabriquer et tester une F.H.P.
pour nous permettre d’apprécier la relation entre l’angle de tir et la durée de vol du
projectile.
La suite du document vous expliquera les différentes étapes et les objectifs à atteindre par le
Projet…
Page 1 sur 6
1 STI GMA PROJETS PLURIDISCIPLINAIRES 2007-2008
Expression du Besoin :
Enoncé des fonctions de services :
Identification des Fonctions :
FP1 : Permettre à un élève de la filière STI GMa d’améliorer ses connaissances en balistique.
FC1 : Etre fabriqué avec la matière disponible au magasin du lycée.
FC2 : Utiliser l’énergie hydro-pneumatique.
FC3 : Se fixer sur une base de lancement orientable.
FC4 : Respecter l’intégrité physique de l’utilisateur.
Nota : FP = Fonction Principale et FC = Fonction Contrainte
Page 2 sur 6
F.H.P.
A qui rend-il service ? Sur quoi agit-il ?
Aux élèves de la filière STI GMa Sur leurs connaissances en balistique
Permettre aux élèves de la filière STI GMa d’améliorer leurs connaissances en balistique.
DANS QUEL BUT ?
F.H.P.
Elève GMa
Matière disponible au magasin du
lycée Energie Hydro-
pneumatique
Balistique
Base de lanceme
nt orientabl
e
FC3
FP1
FC1
FC2
FC4
1 STI GMA PROJETS PLURIDISCIPLINAIRES 2007-2008
Caractérisation des Fonctions :
Fonctio
n
Critère
d’appréciationNiveau d’exigence
Flexibilit
é*
FP1
Projectile
Bouteille de soda « standard », contenance 1,5 l 0
Etat initial : intacte et remplie d’eau à 1/4 de sa
contenance 0
Etat final : modification esthétique et aérodynamique
admise sans changement de la contenance initiale1
Connaissances en
balistique
Apprécier l’influence de l’angle de tir sur la durée de
vol2
Courbe au format Excel synthétisant vos résultats 0
FC1 Matière disponible Listing édité, hormis la visserie 0
FC2Energie hydro-
pneumatique
Pression maximale de 6 bars mesurable à 0,2 bar
près0
Eau plate à température ambiante 0
FC3
Base de lancement
orientable
Angle de tir ajustable de 30 à 90° / sol 1
Solution constructive de la liaison base de lancement
– projectile imposée : raccord type « Gardena » gros
débit
0
FC4 Intégrité physique
Déclenchement du tir en dehors d’une zone de
sécurité de 3 mètres autour de la base1
Eviter les coupures, coincement de membre 0
Répartition des tâches :
Matériel à disposition :
Logiciels SolidWorks 2005, GibbsCAM 6.11, Pack Office,
Imprimante couleur A3, rétroprojecteur, vidéo projecteur,
1 Tour parallèle, 1 Fraiseuse verticale, 1 C2C+, 1 T2C+,
Page 3 sur 6
* Flexibilité :0 : aucune remise en cause1 : discussion possible2 : à titre
Binôme n°2Binôme n°1Conception du projectile
Conception du système de déclenchement
Conception de la base de tir
Conception du système de mise sous pression
1 STI GMA PROJETS PLURIDISCIPLINAIRES 2007-2008
Matière du magasin,
Modélisation SolidWorks d’un raccord gros débit.
Page 4 sur 6
1 STI GMA PROJETS PLURIDISCIPLINAIRES 2007-2008
Gestion temporelle et Evaluation :
Afin d’éviter une trop grande dispersion dans la gestion du projet et vous cadrer dans votre démarche, nous vous proposons le calendrier des activités suivant :
Semaines - année 2008Périod
e Descriptifs des tâches 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
1 Recherche de solutions - Modélisation 3D
2 Préparation de la fabrication - Fabrication
3Remise du rapport d'activité - Soutenance "blanche"
4 Soutenance
A la fin de chaque période, vous serez évalués sur votre progression suivant les critères ci-dessous :
Pièces et documents à fournir
FormatImpression
papierPériode
1Période
2Période
3Période
4
Modélisation 3D des piècesSolidWorks
(sldprt) N
Assemblage 3D du projetSolidWorks (sldasm) N
Dessin d'ensemble avec nomenclatureSolidWorks
(slddrw) O Dessin de définition de chaque pièce dont 1 « à la main »
SolidWorks (slddrw) O
Liste des achats "extérieurs" Word O
Journal de conception Word O
Nomenclature des phasesSolidWorks
(slddrw) O
Contrats de phaseSolidWorks
(slddrw) O
Pièces usinées
Projet assemblé
Projet testé
Rapport d'activité Word O
Support de soutenance "blanche" Powerpoint N
Support de soutenance Powerpoint N
Page 5 sur 6
1 STI GMA PROJETS PLURIDISCIPLINAIRES 2007-2008
IMPORTANT : la fin de chaque période est une date fixe et non modifiable. Vous serez évalués uniquement sur les documents rendus.
Page 6 sur 6