9 avril 2020
3, 2, 1 larguez!
Un petit avion cargo téléguidé, conçu et construit par des étudiants en génie mécanique, a décroché la septième position à un concours international tenu en Floride
À la SAE Aero Design East, la délégation de l’Université Laval pose derrière l’appareil conçu et construit par Avion Cargo Laval. Les 12 étudiantes et étudiants sont inscrits au baccalauréat en génie mécanique.
Douze étudiantes et étudiants inscrits au baccalauréat en génie mécanique ont participé, du 6 au 8 mars à Lakeland, en Floride, à la SAE Aero Design East, une importante compétition internationale de design et d’ingénierie de niveau universitaire. Les trois épreuves au programme étaient axées sur la conception et la construction d’un petit avion téléguidé transportant une charge. La compétition a attiré 67 équipes provenant de plusieurs pays, dont l’Inde, la Pologne et les États-Unis. Avion Cargo Laval, la délégation de l’Université Laval, concourait dans l’épreuve la plus avancée sur le plan technique. Elle faisait face à 19 autres délégations. Au terme de l’épreuve, les étudiants de Québec ont obtenu une septième place ainsi qu’une première position parmi les concurrentes canadiennes.
«Nos résultats sont très satisfaisants, affirme Samuel Fortin, étudiant de deuxième année au baccalauréat en génie mécanique et directeur du projet Avion Cargo Laval 2019-2020. L’avion a été assez rapide en vol, tout en démontrant une grande stabilité.»
À la base, l’épreuve consistait pour les avions à effectuer un vol d’une durée d’environ 3 minutes à une altitude variant entre 30 et 40 mètres. L’appareil d’Avion cargo Laval a volé à une vitesse moyenne de 54 kilomètres/heure, soit environ 15 mètres par seconde.
«En plus de faire voler l’avion, explique l’étudiant, nous avions à relever deux grands défis techniques. Durant ses passages au-dessus de la cible au sol, qui faisait 15 mètres de diamètre, notre avion devait d’abord libérer deux planeurs très légers fixés sous ses ailes. En planant, ceux-ci devaient atteindre la cible. Ensuite, l’avion devait larguer sur la cible une charge utile totale de 2,3 kilogrammes constituée de bouteilles d’eau et de ballons de football modifiés. Les planeurs ont bien volé. Ils respectaient le poids limite de 250 grammes. Malheureusement, ils n’ont pas atteint la cible et l’atterrissage a été assez dur. Un composant électronique s’est brisé. Le largage de la charge utile, lui, a réussi. Les deux portes sous le fuselage se sont ouvertes normalement.»
Plus de trois mètres d'envergure
Au total, une vingtaine d’étudiants et d’étudiantes ont travaillé au projet. La très grande majorité de l’équipe est en deuxième année du baccalauréat. Ils étaient à leur première participation au projet. L’appareil qu’ils ont imaginé et fabriqué avait une envergure de plus de 3 mètres, une largeur totale de 221 centimètres et une hauteur de 68 centimètres. Son poids était d’environ 12 kilogrammes. Le moteur électrique, de fabrication commerciale, avait une puissance maximale de 1000 watts. Dans le cadre du concours, sa puissance était limitée à 750 watts. Un ordinateur au sol était connecté à une boîte électronique placée dans l’avion. L’appareil transportait quelques systèmes électroniques, dont un qui ouvrait les portes de la soute lors du largage.
«Nous avons conservé plusieurs éléments de l’avion de l’an passé, souligne Samuel Fortin. Deux nouveautés ont été apportées. Nous avons donné un angle négatif vers le bas aux profils de la queue, ce qui a créé une portance vers le bas. Or, cette portance aide à la stabilité de l’avion en vol et l’empêche de piquer du nez. Nous avons aussi allongé la poutre centrale ou fuselage. La queue peut être plus petite en dimensions, mais elle reçoit une plus belle qualité d’air, car elle est plus éloignée des ailes, lesquelles créent de la turbulence en vol.»
Le projet Avion Cargo Laval existe depuis plusieurs années. Après chaque compétition, un grand volume de données, provenant notamment de fichiers de calculs, vient s’ajouter aux informations accumulées. «Cette année, nous avons amélioré l’avion de l’an dernier et nous avons beaucoup appris durant la compétition, indique l’étudiant. Notre expertise nous sera utile l’an prochain pour être plus concurrentiels.» Plusieurs commanditaires ont financé le projet 2019-2020, dont le Département de génie mécanique, le Bureau de la vie étudiante et la CADEUL, ainsi que des partenaires externes, comme Pratt & Whitney et L’Atelier de gravure industrielle du Québec. «L’Atelier s’est chargé de la découpe au laser des profils en bois, notamment pour la queue de l’avion, explique Samuel Fortin. Ils ont fait une découpe extrêmement précise, identique à nos dessins techniques. L’essence utilisée était le peuplier, un bois léger et résistant.» L’autre principal matériau utilisé était l’aluminium. Il a servi à la fabrication des ailes, du fuselage et du train d’atterrissage. «Nous avons été chanceux, nous avons été capables de ramener l’avion intact, dit-il. La partie mécanique était wow! Nous n’avons eu aucune réparation à faire.»
Le jury a eu de très bons mots pour l’avion québécois en vol. Il a aussi qualifié l’appareil de conservateur dans sa conception. «Les jurés nous ont invités à prendre des risques l’an prochain.»
L’appareil d’Avion cargo Laval avait une envergure de plus de 3 mètres. Son poids était d’environ 12 kilogrammes. En vol, il a transporté deux petits planeurs fixés sous ses ailes. Dans la soute, l’avion contenait des bouteilles d’eau et des ballons de football modifiés qu’il a largués sur une cible.
