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Conception et fabrication d'une aile rotative basse vitesse pour un hélicoptère à propulsion humaine

Joncas, Simon (2000). Conception et fabrication d'une aile rotative basse vitesse pour un hélicoptère à propulsion humaine. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

En janvier 1998, à l'École de technologie supérieure, une équipe composée d'étudiants gradués et sous-gradués débuta la conception et la fabrication d'un hélicoptère à propulsion humaine (HPH) dans le but de relever le défi Igor Sikorsky présenté par l'American Helicopter Society. Depuis 1980, 19 HPH ont été fabriqués dans le but de remporter l'épreuve mais jusqu'à ce jour, aucune n'a su répondre aux exigences du concours et seulement deux ont pu s'arracher à la gravité l'instant de quelques secondes.

Une des difficultés du projet réside dans la conception et la fabrication des rotors qui se doivent d'avoir un diamètre minimum de près de 30 mètres pour générer suffisamment de poussée. Le présent mémoire présente les différentes étapes menant à la conception et à la fabrication des pales de l'HPH de l'ETS. D'un point de vue aérodynamique, une méthode de calcul de la géométrie et des performances des rotors en effet de sol sera développée. Un module de calculs des performances hors point de conception sera également développé dans le but de connaître le comportement global des pales. Le design final des rotors convergea vers des rotors de 35 mètres de diamètre absorbant une puissance de 300 Watts et conçu pour tourner à une vitesse de sept rotations par minute. D'un point de vue mécanique, la structure jugée idéale pour résister au chargement aérodynamique est de type monocoque fabriquée principalement de fibres de carbone et de polystyrène expansé recouvert d'un mince film Mylar ® Sur le plan fabrication, une série de quatre moules et un four utilisé pour polymériser la fibre de carbone furent fabriqués pour rendre possible la mise en forme des pales.

Finalement, une série de tests statiques sur différents prototypes de pales ont mené au développement final de ces dernières, qui afficheront en bout de ligne un poids de 16 kilogrammes chacune.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie mécanique". Bibliogr.: p. 130.
Mots-clés libres: Aerodynamique, Aile, Bas, Conception, Fabrication, ,Helicoptere, Helios, HPH, Humain, Mecanique, Outil, Pale, Propulsion, Rotatif, Rotor, Statique, Test, Vitesse
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Masson, Christian
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 18 mai 2011 17:40
Dernière modification: 17 févr. 2012 16:09
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/859

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