Présentation du projet K-Zarbis

Fusée expérimentale

Club K-zar

INSA - 20 Avenue des Buttes de Coesmes

35043 Rennes

Vol le 1/08/98

K-ZarbiS

Un peu d’histoire...

Le K-Zar est le club aérospatial de l’INSA de Rennes, il a été créé en 1987 avec pour objectif de fournir un cadre administratif, financier et technique facilitant la réalisation de projets aérospatiaux innovants.

Après un premier vol nominal d’Ave Casar (1987), le club s’est développé jusqu’en 1992 en présentant des fusex utilisant des solutions mécaniques originales (séparation par goupilles rentrantes, éjection du propulseur puis du parachute, parachute parapluie...). Cette période a aussi été marquée par l’organisation d’une conférence de Jean-François Clervoy à l’INSA, ainsi que par la réalisation d’un ballon sonde.

Après une transition difficile, K-Re, minifusée pyramidale lancée en 1994, a permis à une nouvelle équipe de s’initier et prendre goût à la construction de fusées. Il s’en est suivi une période d’intense activité ininterrompue à ce jour avec les lancements des fusex KerÔzen,

K-Zarbi, Klovis, K-Brio et K-ZarbiS.

En douze ans d’existence, une vingtaine de projets caractérisés par l’innovation ont été réalisés par les membres du K-Zar. K-ZarbiS, dernier projet lancé en 1998 s’inscrit dans cet esprit avec une retransmission en direct d’images prises depuis la fusée à l’aide d’un émetteur maison ainsi qu’un parachute parapluie.

Le projet K-Zarbis

L’équipe

K-ZarbiS aura été la " fusée relais " entre les anciens et actuels membres du club K-Zar. C’est par sa réalisation qu’ont pu être transmis l’esprit et les connaissances qui permettent aujourd’hui d’envisager un bel avenir pour le K-Zar.

Les " nouveaux " : Thomas De Grenier et Damien Pollet, alors âgés de 20 ans ont conçu et réalisé la majeure partie de l’électronique embarquée et ont aussi participé à l’usinage des pièces mécaniques. Ils sont aujourd’hui en première année d’option informatique et responsables du K-Zar.

Après KerÔzen, Klovis et K-Zarbi, Antony Jamin et Alexandre Lecorneur ont terminé leurs études INSA / K-Zar avec K-ZarbiS. Antony s’est occupé de la partie vidéo depuis la Finlande où il effectue une thèse et Alexandre a pris en charge la partie mécanique, un peu d’électronique et la responsabilité du projet.

Les expériences embarquées

Le parachute

Afin de pouvoir s’affranchir des aléas du climat breton, le K-Zar s’est lancé très tôt dans l’aventure du parachute parapluie. Ce fut d’abord Korrigan 2 en 1991, très spectaculaire avec ses bras télescopiques. Malheureusement, ce système s’est révélé trop fragile pour qu’elle puisse être lancée.

K-Zarbi a pris la relève lors de la campagne de 1995. Le parachute parapluie était cette fois ci déployé par quatre bras articulés à la base de la fusée. Lors du vol, deux des quatre liens reliant le parachute aux bras ont lâché à l’ouverture, ce qui a transformé la descente en chute...

C’est grâce à l’expérience acquise lors de la réalisation de Korrigan 2 et de K-Zarbi qu’une troisième fusée parapluie, K-ZarbiS a pu effectuer un vol nominal lors de la campagne de juillet 1998.

Reprenant le concept de K-Zarbi, le système de parachute a été simplifié et renforcé aux points critiques.

La vidéo :

Là aussi, la mise au point d’une émission vidéo s’est faite sur plusieurs projets. Après un échec sur Klovis, K-Zarbis a retransmis en direct des images prises depuis la fusée.

La caméra a été placée à la base de la fusée, juste au-dessus du propulseur. Elle était orientable par un servomoteur soit vers le bas de la fusée pour des prises de vue du sol, soit vers le haut pour l’observation de l’ouverture du parachute parapluie.

La séquence d’orientation de la caméra était la suivante :

- décollage à h+7s : prise de vue du sol de Jussy qui s’éloigne

- h+7s : retournement vers le parachute qui s’ouvre à h+10s

- h+25s : retournement vers la sol, la fusée descendant la coiffe en

haut

Ainsi nous avons pu profité au maximum de la caméra pour analyser les différentes phases du vol : rotation lors de l’ascension, déploiement du parachute, stabilité du parachute lors de la descente, temps d’ouverture para, d’impact au sol...

La principale difficulté d’une retransmission vidéo depuis la fusée réside dans l’émetteur HF. L’esprit du K-Zar étant de maîtriser techniquement chaque partie de la fusée, nous avons donc décidé de réaliser un émetteur par nos propres moyens. Après des débuts difficiles, Antony est parvenu a mettre au point une chaîne d’émission. Si la qualité des images n’est pas encore parfaite, le résultat de l’expérience se révèle satisfaisant. Aussi, K-ZarbiS est à ce jour la seule fusex amateur ayant transmis des images avec succès à l’aide d’un émetteur maison !

La détermination du Cx de la coiffe :

La prévision des trajectoires nécessite la connaissance des coefficients aérodynamiques de la fusée dont le fameux Cx. Il permet de calculer la force du vent apparent qui s’exerce sur la fusée en fonction d’autres paramètres par la formule suivante :

F : force (N)

L’expérience embarquée à bord de K-ZarbiS consistait à déterminer le Cx de la coiffe de la fusée à l’aide d’un capteur de force et d’un accéléromètre maison.

Bilan du projet

K-ZarbiS représente un aboutissement pour le club K-Zar. Le niveau technique, la densité d’expérience, ainsi que la qualité de réalisation ont marqué une étape par rapport aux projets antérieurs. Il en est de même pour les résultats obtenus que nous vous présenterons à Millau, le vendredi 27 août.

Les perspectives du K-Zar

A la présence forte de Thomas et Damien au K-Zar est venu s’ajouter celle d’Emmanuel Bouquet, un ancien de l’ASC arrivé à l’INSA de Rennes. Aussi, d’autres nouveaux arrivants ont fait grimper l’effectif à une dizaine de membres.

Si le K-Zar ne lance pas de fusée à Millau cette année, c’est pour mieux préparer K-Zino qui sera présente lors de la campagne de l’an prochain. Cette fusée embarquera un capteur maison dont l’objectif est de déterminer l’accélération axiale, la vitesse de rotation et l’inclinaison de la fusée, tout cela à partir de la fréquence, de l’amplitude et du centrage d’un unique signal alternatif ! Ces données seront extraites par un logiciel maison actuellement en cours de développement et permettront d’estimer l’altitude et la vitesse de la fusée. K-Zino embarquera aussi une caméra orientable avec un émetteur amélioré.

L’arrivée de jeunes insaliens au club qui réalisent déjà une fusex d’un très bon niveau technique permet d’espérer de la part du K-Zar de futurs projets originaux et de qualité, dans la continuité de K-ZarbiS !