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L'innovation italienne aux États-Unis : L'université aéronautique Embry Riddle se met à l'heure italienne

Il faut parfois la coopération d'individus par-delà les océans pour que de grandes choses se réalisent. Cette année, alors que l'Amérique assistait avec tristesse à l'annulation de son programme de navettes, des étudiants de dernière année de l'université aéronautique Embry Riddle (ERAU) de Daytona Beach, FL, États-Unis, ont demandé l'aide de leurs amis et ingénieurs de Meccanotecnica Riesi S.r.l. en Sicile, IT, pour que l'exploration spatiale reste d'actualité.

Embry Riddle s'efforce de préparer ses étudiants à leur carrière dans l'aérospatiale tout en prêtant ses installations de recherche à la croissance de l'industrie aérospatiale elle-même. Pour répondre à ces deux objectifs, l'ERAU a lancé un projet visant à développer des capacités et des technologies indigènes en orbite basse qui permettraient à terme d'offrir à ses étudiants, aux autres universités locales et à l'industrie spatiale un service d'expérimentation capable de fonctionner dans l'espace.

Une composante supplémentaire de ce projet - connu des étudiants de l'ERAU et des entreprises participantes sous le nom de projet Aquila - consiste à développer un système qui utilise des technologies de fusée liquide cryogénique : un système innovant qui utilise des carburants de fusée liquide dans le but d'augmenter la réutilisation des véhicules. Le projet Aquila a été confié aux étudiants de la classe de design senior ainsi qu'au club Experimental Rocket Propulsion Labs (ERPL). La classe de conception de l'ERAU, enseignée par le Dr Eric Perrell, a commencé sa tâche pluriannuelle en 2009 et est toujours en cours.

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La phase initiale du projet, le projet Artemis, consistait à développer la recherche technologique et à construire le moteur Escape Velocity One (EV-1). Ce moteur est capable d'une poussée d'environ 500 livres et utilise de l'oxyde nitreux liquide et du méthane comme oxydant et combustible respectivement. La deuxième itération du projet, menée par l'équipe Aquila Liquid Propulsion Development Team, s'est appuyée sur les connaissances développées par l'équipe EV-1 pour concevoir un moteur plus récent en tandem avec l'ancien moteur. L'objectif révisé était de poursuivre les essais et le perfectionnement du moteur de l'EV-1, tandis que le nouveau moteur repoussait les limites de l'échelle et de la conception.

Le second moteur, appelé Escape Velocity Two (EV-2), a été conçu pour une poussée de 1 500 livres, fonctionne avec du méthane et de l'oxygène cryogéniques et a été rendu possible grâce à un partenariat avec Meccanotecnica. Selon la conception du projet Aquila, les fabricants siciliens ont produit le revêtement de la chambre et le collecteur de méthane, et ont également fourni aux étudiants du matériel et des services. Le collecteur de méthane est chargé de distribuer le combustible dans la chambre de combustion et de permettre à l'oxygène de la traverser.

La chambre de combustion, également appelée revêtement de la chambre, doit être à la fois légère et résistante à la chaleur. La conception actuelle prévoit des canaux de refroidissement régénératifs qui s'étendent de haut en bas pour aider à maintenir le revêtement de la chambre à une température inférieure à 700K. En fin de compte, la chemise de chambre et le collecteur de méthane ont tous deux nécessité l'expertise d'un fabricant expérimenté afin de produire les tolérances serrées requises par l'interface entre deux pièces, considérée comme le "cœur" du moteur.

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À ce jour, le projet Aquila a achevé toutes ses conceptions de fabrication ; l'assemblage est actuellement interrompu pour l'été en raison de limitations de financement et de temps de laboratoire. Le développement de systèmes de propulsion liquide cryogénique nécessite généralement 5 à 10 ans de recherche et de développement, et commence généralement par de petits moteurs d'essai d'une force de 50 livres. Cependant, les étudiants de l'ERAU ont commencé avec une force de 500 livres et sont passés à une force de 1500 livres en seulement deux ans. L'équipe pense qu'une modification du moteur EV-2 permettrait de passer rapidement à une version de vol, mais cela nécessitera au moins deux années de travail supplémentaires. Les étudiants du projet Aquila et les ouvriers de Meccanotecnica partagent leur enthousiasme à l'idée de disposer bientôt de la technologie nécessaire pour atteindre l'orbite terrestre basse. En attendant de voir leurs pièces tourner autour du foyer, le personnel de Meccanotecnica reçoit les remerciements de l'équipe Aquila.

"Les pièces fabriquées par Meccanotecnica ont dépassé toutes les attentes. Leur capacité à répondre rapidement et à tenir l'équipe au courant de la fabrication a joué un rôle important dans notre planification stratégique. Par rapport à d'autres travaux réalisés pour nous, tant aux États-Unis qu'en Chine, il est clair que la fabrication italienne est un cran au-dessus des autres. Je me réjouis de travailler avec Meccanotecnica à l'avenir" -Oreste Giusti (membre des équipes de développement de la propulsion liquide et d'intégration de l'étage supérieur) "Les pièces usinées sont une œuvre d'art - il n'y a aucune incohérence dans la conception. Nous avons reçu une pièce d'une autre entreprise qui avait l'air d'avoir été fabriquée par un enfant.

Cette pièce de Meccanotecnica montre vraiment la qualité dans la douceur et il est difficile d'imaginer que la pièce a été usinée." -Miguel Rivera (membre des équipes de développement de la propulsion liquide et d'intégration de l'étage supérieur) : "L'équipe Aquila a travaillé très dur pour concevoir le revêtement de la chambre et le dôme de méthane, c'est donc formidable de voir que les pièces ont été fabriquées avec brio. Meccanotecnica s'est montrée très généreuse et coopérative et a beaucoup aidé le projet par sa participation

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Gauri Patel (membre de l'équipe de développement de la propulsion liquide) "Les pièces envoyées étaient de la plus haute qualité et contribueront sans aucun doute à la réussite du projet Aquila. Les pièces ont été usinées dans les règles de l'art et s'articulent parfaitement avec d'autres pièces créées en interne, comme le corps de l'allumeur de la torche à étincelles. Ayant vu les pièces moi-même, je n'ai pu déceler aucune imperfection ni aucun défaut, même dans les plus petites sections des pièces.

Meccanotecnica a fait un travail d'enfer avec ces pièces, et je serais plus qu'heureux d'organiser des commandes auprès d'eux à l'avenir, même au-delà des limites du projet Aquila" -Jason Jayanty (membre de l'équipe de développement de la propulsion liquide) "Le produit fini a dépassé toutes nos attentes : la qualité du travail et l'attention portée aux détails n'auraient pas pu être meilleures." -Eric Perrell (Professeur de la classe de design senior en charge du projet Aquila)