cdcf fusée à eau 2008

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