01.06.2021
Chaque avion consiste en un assemblage complexe de nombreuses pièces. Il y a beaucoup à faire et à penser avant de concevoir et de construire une machine volante. Notre projet étant spécial, nous, à Pie Aeronefs SA, avons choisi de vous présenter comment nous traversons les premières étapes de conception ainsi que de vous montrer ce qu'il se passe dans les coulisses de notre avion de course tout-électrique UR-1
Le premier pas dans la conception d'un avion est de déterminer sa mission. Dans notre cas, les paramètres cibles sont plutôt bien définis : voler 20km aussi vite que possible avec un pilote et une propulsion électrique. Ces objectifs, en addition à quelques particularités techniques demandées par le règlement du championnat Air Race E, auquel notre avion va participer, sont le point de départ du projet.
Avant d'esquisser les premières lignes sur le papier, nous devons effectuer un examen approfondi de recherches en aérodynamique et en conception d'avions, particulièrement la théorie derrière le fameux empennage en "V". En effet, ce design est beaucoup plus compliqué que le design traditionnel, notamment parce qu'il y a une plus forte interconnexion entre la taille de l'aile et la taille de la queue.
A un moment donné, nous avons besoin de prendre notre première décision : quelle sera la masse de l'avion ? C'est une question beaucoup plus difficile qu'elle puisse paraître, parce que plus l'avion est lourd, plus l'aile doit être grande, et plus elle est grande, plus elle sera lourde et inversement. Nous avons donc dû répéter les estimations de masse/surface jusqu'à trouver le bon ratio. Ensuite, nous devons être sûrs que chaque élément que nous pensons intégrer fasse la bonne taille et la bonne masse. Finalement, nous effectuons une estimation globale de la masse.
Désormais, nous avons un set de paramètres qui fonctionnement bien ensemble et il est possible d'entreprendre la partie suivante. L'objectif étant que la masse finale de l'avion construit soit proche du calcul intial.
A noter que l'estimation de masse est particulièrement difficile pour les avions équipés de technologies ou de concepts innovants, comme les batteries. En effet, ces éléments n'ont pas encore été testés intensivement.
Il est important d'assigner des numéros à chaque composant et ensemble de pièces que nous développons. Nous avons choisi d'utiliser une structure hiérarchique afin que chaque numéro d'article puisse être trouvé facilement. Nous avons donc regroupé les éléments en systèmes, ensembles et finalement composants individuels.
Le premier groupe que nous avons identifié était l'ensemble général de l'avion. Pour l'UR-1, nous avons choisi les catégories suivantes :
Dans un processus d'affinage, nous avons aussi catégorisé tous les sous-ensembles. Par exemple, nous avons distingué les composants suivants pour la structure générale de l'aile :
Pour notre espace de travail, nous avons listé chaque composant et sous-composant dans des chapitres et sous-chapitres. La longueur du nom augmente lorsqu'on détaille une pièce. Ceci nous permet ainsi d'identifier rapidement chaque partie sur laquelle nous allons travailler.
Example :
UR01-SW400-UO-005
Nom du projet - Structure de l'aile - Numéro pour le revêtement d'aile - Pièce unique et originale - Numéro pour le revêtement supérieur de l'aile.
Ainsi, chaque ingénieur et technicien peut travailler proprement et s'y retrouver facilement..
Cette procédure est naturellement effectuée pour chaque partie de l'avion comme le système électrique et les éléments légaux et techniques comme les lumières, le système radio, l'instrumentation, les antennes etc.
Nous avons désormais un processus de travail propre et une idée générale des composants que nous voulons avoir. Nous pouvons alors réfléchir à la conception détaillée de chaque composant principal. Ceci sans oublier chaque variable et limitation telle que : facteurs de charge, torsion, pression aérodynamique, rigidité etc.
Tout cela nécessite évidemment beaucoup de temps et de travail. Grâce à nos ingénieurs et techniciens expérimentés, notre équipe est ainsi capable de développer ce magnifique projet.
Dans cette interview de notre CEO, Marc Umbricht, nous vous offrons une opinion personnelle sur ces premières étapes.
