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Les informations présentées dans cette page proviennent en grande partie d'un document officiel du CNES : "ANALYSE BALISTIQUE FUSEE PARAL'BOL", Edition 2 du 10 décembre 1996 écrit par D. Dihlan du département Propulsion et Pyrotechnie.
Lors de son lancement, le 24 Août 1996, la
fusée 
a dévié de sa trajectoire nominale au point de sortir du
gabarit du polygone de tir de l'Etablissement Technique
de Bourges (ETBS). Les indications visuelles
fournies par les spectateurs du tir et la vidéo sur rampe
précisent (cf. photo du
départ) que la fusée a commencé à quitter sa trajectoire
prévisionnelle très tôt après sa sortie de rampe.
La présence d'un fort vent latéral (5 m/s avec des rafales plus importantes) a conduit avant le lancement à modifier l'angle de gisement de la rampe de 30° par rapport à l'axe théorique de tir, l'angle de site restant lui à 80°.
L'anomalie du vol s'est traduite d'une part par une défaillance du système de séparation de la fusée (la séparation n'a pas été effective à culmination (2400 mètres), malgré le déclenchement du système pyrotechnique, mais après la commande d'ouverture du paraplane (vers 1000 mètres environs)), mais surtout par un déport latéral de l'ordre de 30° par rapport à la direction du tir. Les points d'impacts au sol des éléments de la fusée ont été relevés à environ 3000 mètres du pas de tir.
Le Laboratoire de Pyrotechnie du CNES Toulouse qui assure le rôle de "Sauvegarde" lors des campagnes de lancement de fusées expérimentales à procédé à l'analyse de cet incident.
Pour expliquer le comportement de , l'approche
suivante a été retenue :
Il a été demandé au GRETSS** de fabriquer une maquette au 1/5ème de la fusée pour procéder à des essais en soufflerie
Les coefficients aérodynamiques ont été déterminés dans les souffleries de l'ENSAE (Sup Aéro)
Le vol a été modélisé avec le logiciel de calcul BEP de balistique extérieure à 6 degrés de liberté de la société E. Lacroix en tenant compte de perturbations initiales sur la trajectoire de la fusée
Analyse des résultats
Recommandations
Les coefficients aérodynamiques obtenus à partir de l'exploitation des mesures en soufflerie sont les suivants :
| Cx | 0.4 |
| Cz | 0.54 |
| Cm | -0.20 |
| Cn | 0.544 |
| Ct | 0.436 |
| Cmt | -0.456 |
| marge statique | 3.2 calibres |
est donc parfaitement stable au vu de ces
coefficients.
Le logiciel utilisé utilisé pour la
modélisation est le code de calcul de balistique extérieure 6
degrés de liberté BEP de la société E. Lacroix a été
validé par l'ETBS / CETAM. Sa précision a fait l'objet d'une
évaluation comparative avec le code de balistique extérieure de
l'ETBS dans le cadre de projets pour les besoins de l'Armée de
Terre. Avec de telles références, impossible de mettre en doute
les résultats. Si les paramètres d'entrée sont corrects, la
modélisation a toute les chances de d'être conforme au
phénomène physique étudié (le vol de pour ce qui
nous concerne).
Les perturbations initiales simulées sont les suivantes :
Vent latéral avec des valeurs de 5 et 10 m/s
Excentration latérale de la poussée. La
valeur retenue est de 1.5mm et correspond à la valeur
mesurée sur la fusée . Elle est meilleure que la
tolérance admise dans le cahier des charges des fusées
expérimentales de l'ANSTJ (10 mm). Son influence sur le
déport est de moins de 200 mètres pour une portée de
2000 mètres, donc très nettement en deçà du
phénomène constaté.
Vitesse angulaire en lacet avec des valeurs de 0.5 et 1 rd/s. Elles sont représentatives du cumul des phénomènes suivants :
Absence de guidage de la fusée (diamètre 103 dans 155) sur une longueur de près d'1 mètre de parcours de la rampe de lancement alors que le centre de gravité est hors de la rampe.
Délestage de la rampe au largage ce qui génère des chocs sur l'empennage de la fusée
Le diagramme ci dessous montre la projection au sol de la trajectoire de la fusée soumise à deux perturbation : un vent dans l'axe Y de vitesse V = 0, 5 ou 10 m/s et une vitesse angulaire en lacet w = 0, 0.5 ou 1 rd/s.
On remarque que le déport du à un vent latéral
continu de 10 m/s est de 1470 m. Le déport observé pour étant de
1900m, il peut s'expliquer par :
un vent plus important (quel est l'effet d'une brusque rafale de vent en sortie de rampe ?)
une rotation en lacet de vitesse comprise entre 0.5 et 1 rd/s associé à un vent continu de 5 à 10 m/s C'est la conclusion officielle du rapport.
Notons enfin que l'analyse des films vidéo met en évidence une vitesse angulaire en roulis de la fusée qui permet de moyenner ses défauts mécaniques et aérodynamiques et d'annuler leurs effets.
Voilà la partie la plus importante de ce rapport. Que faire pour qu'un tel problème ne se reproduise pas ?
Demander aux clubs de ne pas concevoir des fusées avec des rétreints de culot trop importants ou imposer des solutions de type sabots largables pour garantir un guidage correct de la fusée sur toute sa longueur
Limiter la masse des fusées équipées du moteur Caribou afin d'augmenter la vitesse de sortie de rampe (valeur conseillée supérieure à 40 m/s). Cela nous donne une masse qui doit être inférieure à 18 Kg (pour une rampe de 5 mètre) et une altitude qui flirte avec les 4000 m!
Améliorer la conception des rampes par un haubanage par exemple, pour éviter les phénomènes de vibrations et de chocs au largage sur les fusées
Attirer l'attention sur le sens des
corrections en gisement pour les rampes pour contrer
l'effet d'un vent latéral. Une fusée stable remonte au
vent pendant les phases autopropulsée et balistique (le
déport est fonction de la vitesse du vent latéral et de
l'angle de dérapage pris par la fusée) et ensuite
descendra au vent pendant la phase sous parachute.
Dans le cas de fusées équipées de moteurs Caribou et
plus généralement pour les fusées à forte altitude de
culmination, cela signifie que pour des contraintes de
sécurité de champ de tir (cas d'un vol balistique ou
défaillance du parachute), il n'est pas recommandé
d'orienter la rampe vers le vent puisque l'on augmente le
risque de sortie du gabarit. Dans le cas du
fonctionnement nominal de la fusée, c'est le temps de
descente sous parachute qui devient dimensionnant pour
les déports. Il est donc souhaitable de le réduire. En
fonction de la largeur du champ de tir, il faut donc
tenir compte des 2 comportements possibles de la fusée
(défaillance ou nominal) pour apporter sur la rampe les
corrections en gisement.
Afin de pouvoir quantifier précisément ces
effets et de choisir le meilleur compromis en fonction
des conditions de tir, je demande une nouvelle fois au
CNES de mettre à la disposition des clubs aérospatiaux
un logiciel de simulation qui tienne compte des effets du
vent, afin de pouvoir mettre en pratique cette dernière
recommandation
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