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Responsable(s) Saïd Hany Moustapha

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Saïd Hany Moustapha


PLAN DE COURS

Automne 2020
AER600 : Introduction à l’aérospatiale (3 crédits)


Modalités de la session d’automne 2020
Pour assurer la tenue de la session d’automne 2020, les modalités suivantes seront appliquées :


La plupart des cours de la session d'automne seront donnés à distance. Les autres seront donnés en présence. Cette information vous a déjà été communiquée.

L’étudiant inscrit à un cours à distance doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus.

Les cours à distance pourraient être enregistrés, à la discrétion de l’ÉTS. Le cas échéant, les enregistrements de cours pourraient notamment être rendus accessibles aux étudiants par le biais notamment du portail de l’ÉTS.

La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l'ÉTS.

Pour les cours à distance, les examens (intra, finaux) se feront normalement à distance. Leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.
 
Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à envisager la possibilité d’une deuxième vague de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, après le début de la session d’automne 2020, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et que, si requis, elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner la dispense en ligne de toutes les activités d’enseignement et d’évaluation pour la durée restante de la session d’automne 2020.

Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.

Si vous ne consentez pas aux modalités décrites précédemment, vous devez vous désinscrire de vos cours avant le 13 septembre et vous pourrez être remboursé.

Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous devez vous désinscrire avant le 25 septembre et vous pourrez être remboursé.

En demeurant inscrit, vous acceptez les modalités particulières de la session d'automne 2020.




Préalables
Aucun préalable requis
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 25,5 % 34,0 % 40,5 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours

Ce cours vise à donner une vue d’ensemble de la conception d’un aéronef, incluant la structure, le système de propulsion et l’avionique ainsi que du processus de certification.

A la fin de ce cours, l‘étudiant sera en mesure :

  • d’effectuer une conception préliminaire d’un aéronef;
  • d’analyser les notions d’intégration des différents systèmes d’un aéronef;
  • de réaliser une analyse de compromis;
  • de déterminer les différents paramètres de performance (coût, poids, consommation de carburant, etc.);
  • de classifier les éléments de certification en aéronautique (processus, organismes, normes).

1re partie : Histoire de l’aviation, description du marché, requis de configuration, processus global de conception et de fabrication, programmes d’essais, processus de normalisation et de certification.

2e partie : notions de base en aérodynamique, structures, matériaux, performances et manoeuvres, fuselage, aile, longerons, mécanique de vol.

3e partie : systèmes de propulsion, cycles de turbines à gaz, principes de propulsion, éléments de conception et application aux turboréacteurs, turbosoufflantes et turbomoteurs.

4e partie : instruments de bord et capteurs, instruments gyroscopiques et de radionavigation, systèmes avioniques, systèmes embarqués, systèmes de commande.

Les travaux dirigés seront très proches de la réalité industrielle :

  • études de cas;
  • instruments de l’avion et le simulateur de vol;
  • projet de session portant sur l’analyse d’un avion (pourrait servir de base à un projet de fin d’études en aérospatiale).



Objectifs du cours

À la fin de ce cours, l‘étudiant sera en mesure :

  • d’effectuer une conception préliminaire d’un aéronef et du système de propulsion;
  • d’analyser les notions d’intégration des différents systèmes d’un aéronef;
  • de réaliser une analyse de compromis;
  • de déterminer les différents paramètres de performance (coût, poids, consommation de carburant, etc.);
  • de classifier les éléments de certification en aéronautique (processus, organismes, normes).

Partie 1 : Aéronef. Forces aérodynamique. Impacts de la géométrie sur l’aérodynamique. Polaire de traînée. Décollage, montée, croisière et descente. Composantes principales des avions. Conception des aéronefs.

Partie 2 : Avioniques et certification. Systèmes embarqués. Survol des instruments aéronautiques.   Instruments de navigation et cockpits modernes. Réglementation et certification. Pilotes automatiques et systèmes FBW. Programmes de vol d’essais.

Partie 3 : Propulsion et turbomachines. Systèmes de propulsion. Turboréacteurs, turbosoufflantes et turbomoteurs. Processus de conception. Turbomachines. Transfert dénergie. Turbines. Compresseurs.

Partie 4 : Matériaux et fabrication. Structures aéronautiques. Matériaux moteur et applications.  Procédés de fabrication. Nouveaux défis en matériaux, fabrication, et réparation.

 

Les travaux dirigés seront très proches de la réalité industrielle :

  • problèmes et études de cas;
  • instruments de l’avion et le simulateur de vol;
  • visites industrielles.



Stratégies pédagogiques
  • Pratique et étude de cas de l’industrie;
  • Démonstration d’exemples concrets pouvant se produire en industrie;
  • Psentation des grandes tendances de l’industrie.



Utilisation d’appareils électroniques

N/A




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 10:30 - 12:30 Travaux pratiques
Mardi 13:30 - 17:00 Activité de cours
02 Mercredi 13:30 - 15:30 Travaux pratiques
Jeudi 08:30 - 12:30 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Saïd Hany Moustapha Activité de cours Hany.Moustapha@etsmtl.ca A-2122
01 Abdelhalim Loucif Activité de cours cc-Abdelhalim.Loucif@etsmtl.ca
01 Joël Boudreault Activité de cours cc-Joel.Boudreault@etsmtl.ca A-2112
01 Maxence Vandevivere Activité de cours cc-Maxence.VANDEVIVERE@etsmtl.ca
01 Davood Shahriari Travaux pratiques cc-Davood.Shahriari@etsmtl.ca A-2956
02 Saïd Hany Moustapha Activité de cours Hany.Moustapha@etsmtl.ca A-2122
02 Abdelhalim Loucif Activité de cours cc-Abdelhalim.Loucif@etsmtl.ca
02 Joël Boudreault Activité de cours cc-Joel.Boudreault@etsmtl.ca A-2112
02 Maxence Vandevivere Activité de cours cc-Maxence.VANDEVIVERE@etsmtl.ca
02 Davood Shahriari Travaux pratiques cc-Davood.Shahriari@etsmtl.ca A-2956



Cours

Contenu du cours pour le groupe 01 (Mardi 13:30-17:00, local D-4009)

Date

Contenus traités dans le cours

Heures

Mardi

01/09/2020

Aérodynamique des avions (en ligne) Joël Boudreault

  • Principes de base en aérodynamique Portance
  • Traînée
  • Polaire aérodynamique
  • Impacts géométrique
  • Allongement
  • Angle de flèche
  • Effilement
  • Dispositifs hypersustentateurs

3h

Mardi

08/09/2020

Performances des avions (en ligne) Joël Boudreault

  • Vol typique d’un avion
  • Décollage
  • Montée
  • Croisière
  • Descente
  • Atterrissage

3h

Mardi

15/09/2020

Composantes des avions (en ligne) Joël Boudreault

  • Composantes principales
  • Fuselage
  • Aile
  • Empennage
  • Axes de mouvements
  • Stabilité et contrôle
  • Train d'atterrissage
  • Poids et centrage
  • Aperçu du processus de conception

3h

Mardi

22/09/2020

Aéronef (ENA) (présentiel) Hany Moustapha

  • Avions et Héli
  • Composants
  • Avioniques 

3h

Mardi

29/09/2020

Réglementation (en ligne) Maxence Vandevivere

  • Navigabilité
  • Processus de Certification
  • Régulation Types of Certification
  • Equivalent Level of Safety
  • Certification Philosophy
  • General Compliance Plan

3h

Mardi

06/10/2020

Systèmes embarqués (en ligne) Maxence Vandevivere

  • Survol des instruments aéronautiques
  • Pilotage - Navigation - Motorisation
  • Instruments de navigation et cockpits modernes
  • Contraintes de vol aux instruments
  • Automatic Flight Control System (AFCS)
  • Flight Management System (FMS)

3h

Mardi

20/10/2020

Commandes de vol (en ligne) Maxence Vandevivere

  • Commandes et contrôles
  • Vols d’essais 
  • Commandes de vol réversibles
  • Équilibrage
  • Retour d’effort
  • Parties mobiles et fonctions

3h

Mardi

27/10/2020

Introduction et Propulsion (présentiel) Hany Moustapha

  • Scène de l’industrie aéronautique, main d’œuvre et défis
  • Tendances technologiques
  • Cycle de Brayton : rendement thermique et travail spécifique
  • Poussée brute et nette et rendement propulsif
  • Consommation spécifique rapportée à la poussé
  • Turboréacteur, turbosoufflante et turbopropulseur
  • Étapes de la conception dune turbine à gaz

3h

Mardi

03/11/2020

Turbines (présentiel) Hany Moustapha

  • Transfert dénergie – Équation d’Euler - Triangles des vitesses
  • Pertes aérodynamiques
  • Caractéristiques des étages
  • Charge du profil : coefficient de Zweifel
  • Performance hors conception
  • Refroidissement des turbines

3h

Mardi

10/11/2020

Compresseurs (présentiel) Hany Moustapha

  • Composants et types
  • Transfert dénergie
  • Aubes directrices dentrée
  • Caractéristiques des étages
  • Marge de décrochage et d’étranglement, pompage

3h

Mardi

17/11/2020

TP #10 Propulsion et turbomachines : Examen 3 (intra) (présentiel)

3h

Mardi

24/11/2020

Matériaux et structures aéronautiques
(en ligne) Abdelhalim Loucif

  • Les matériaux aéronautiques
  • Sélection et applications
  • Matériaux de structures: Fuselage et train d’atterrissage
  • Propriétés caractéristiques
  • Procédés de fabrication

3h

Mardi

01/12/2020

Matériaux moteur et applications (en ligne)

Abdelhalim Loucif

  • Matériaux de moteur: Compresseur et turbine
  • Types et applications
  • Exigences mécaniques et métallurgiques
  • Procédés de fabrication
  • Nouveaux défis en matériaux, fabrication, et réparation des composantes aéronautiques

3h

Total

39

 

Contenu du cours pour le groupe 02 (Jeudi 8:30-12:30, local D-3018)

Date

Contenus traités dans le cours

Heures

Jeudi

10/09/2020

Introduction et Propulsion (présentiel) Hany Moustapha

  • Scène de l’industrie aéronautique, main d’œuvre et défis
  • Tendances technologiques
  • Cycle de Brayton : rendement thermique et travail spécifique
  • Poussée brute et nette et rendement propulsif
  • Consommation spécifique rapportée à la poussé
  • Turboréacteur, turbosoufflante et turbopropulseur
  • Étapes de la conception dune turbine à gaz

3h

Jeudi

17/09/2020

Turbines (présentiel) Hany Moustapha

  • Transfert dénergie – Équation d’Euler - Triangles des vitesses
  • Pertes aérodynamiques
  • Caractéristiques des étages
  • Charge du profil : coefficient de Zweifel
  • Performance hors conception
  • Refroidissement des turbines

3h

Jeudi

24/09/2020

Compresseurs (présentiel) Hany Moustapha

  • Composants et types
  • Transfert dénergie
  • Aubes directrices dentrée
  • Caractéristiques des étages
  • Marge de décrochage et d’étranglement, pompage

3h

Jeudi

01/10/2020

Moteurs d’avions (ENA) (présentiel) Hany Moustapha

  • Types de moteurs
  • Composantes
  • Banc d’essai

3h

Jeudi

08/10/2020

Aérodynamique des avions (en ligne) Joël Boudreault

  • Principes de base en aérodynamique Portance
  • Traînée
  • Polaire aérodynamique
  • Impacts géométrique
  • Allongement
  • Angle de flèche
  • Effilement
  • Dispositifs hypersustentateurs

3h

Jeudi

15/10/2020

Performances des avions (en ligne) Joël Boudreault

  • Vol typique d’un avion
  • Décollage
  • Montée
  • Croisière
  • Descente
  • Atterrissage

3h

Jeudi

22/10/2020

Composantes des avions (en ligne) Joël Boudreault

  • Composantes principales
  • Fuselage
  • Aile
  • Empennage
  • Axes de mouvements
  • Stabilité et contrôle
  • Train d'atterrissage
  • Poids et centrage
  • Aperçu du processus de conception

3h

Jeudi

29/10/2020

TP #7 – Aéronef : Examen 2 (intra) (présentiel)

3h

Mercredi

04/11/2020

Réglementation (en ligne) Maxence Vandevivere

  • Navigabilité
  • Processus de Certification
  • Régulation Types of Certification
  • Equivalent Level of Safety
  • Certification Philosophy
  • General Compliance Plan

3h

Jeudi

12/11/2020

Systèmes embarqués (en ligne) Maxence Vandevivere

  • Survol des instruments aéronautiques
  • Pilotage - Navigation - Motorisation
  • Instruments de navigation et cockpits modernes
  • Contraintes de vol aux instruments
  • Automatic Flight Control System (AFCS)
  • Flight Management System (FMS)

3h

Jeudi

19/11/2020

Commandes de vol (en ligne) Maxence Vandevivere

  • Commandes et contrôles
  • Vols d’essais 
  • Commandes de vol réversibles
  • Équilibrage
  • Retour d’effort
  • Parties mobiles et fonctions

3h

Jeudi

26/11/2020

Matériaux et structures aéronautiques
(en ligne) Abdelhalim Loucif

  • Les matériaux aéronautiques
  • Sélection et applications
  • Matériaux de structures: Fuselage et train d’atterrissage
  • Propriétés caractéristiques
  • Procédés de fabrication

3h

Jeudi

03/12/2020

Matériaux moteur et applications (en ligne)

Abdelhalim Loucif

  • Matériaux de moteur: Compresseur et turbine
  • Types et applications
  • Exigences mécaniques et métallurgiques
  • Procédés de fabrication
  • Nouveaux défis en matériaux, fabrication, et réparation des composantes aéronautiques

3h

Total

39

 

 




Laboratoires et travaux pratiques

Laboratoires ou travaux pratiques pour groupe 01 (Lundi 10:30-12:30, local D-3010)

Date

Description

Heures

Lundi  14/09/2020

TP #1 – Aéronef (en ligne)

2

Lundi  21/09/2020

TP #2 – Aéronef (en ligne)

2

Lundi  28/09/2020

TP #3 – Aéronef : Examen 1 (intra) (présentiel)

2

Lundi  05/10/2020

TP #4 – Certification d’un IMA (présentiel)

2

Mardi  13/10/2020

TP #5 – Simulateur de vol : Initiation au Pilotage (présentiel)

2

Lundi  19/10/2020

TP #6 – Avioniques et certification : Examen 2 (intra) (présentiel)

2

Lundi  26/10/2020

TP #7 – Propulsion et turbomachines (en ligne)

2

Lundi  02/11/2020

TP #8 – Propulsion et turbomachines (en ligne)

2

Lundi  09/11/2020

TP #9 - Propulsion et turbomachines (en ligne)

2

Lundi  16/11/2020

Moteurs d’avions (ENA)  Hany Moustapha (présentiel)

  • Types de moteurs
  • Composantes
  • Banc d’essai

2

Lundi  23/11/2020

TP #11 – Matériaux et fabrication (présentiel)

2

Lundi  30/11/2020

TP #12 – Matériaux et fabrication (présentiel)

2

Total

24

 

Laboratoires ou travaux pratiques pour le groupe 02 (Mercredi 13:30-15:30, local D-4018)

Date

Description

Heures

Mercredi  16/09/2020

TP #1 – Propulsion et turbomachines (en ligne)

2

Mercredi  23/09/2020

TP #2 – Propulsion et turbomachines (en ligne)

2

Mercredi  30/09/2020

TP #3 - Propulsion et turbomachines (en ligne)

2

Mercredi  07/10/2020

TP #4 – Propulsion et turbomachines : Examen 1 (intra) (présentiel)

2

Mercredi  14/10/2020

TP #5 – Aéronef (en ligne)

2

Mercredi  21/10/2020

TP #6 – Aéronef (en ligne)

2

Mercredi  28/10/2020

Aéronef (ENA) (présentiel) Hany Moustapha

  • Avions et Héli
  • Composants
  • Avioniques 

2

Mercredi  11/11/2020

TP #8 – Certification d’un IMA (présentiel)

2

Mercredi  18/11/2020

TP #9 - Simulateur de vol : Initiation au Pilotage (présentiel)

2

Mercredi  25/11/2020

TP #10 - Avioniques et certification : Examen 3 (intra) (présentiel)

2

Mercredi  02/12/2020

TP #11 – Matériaux et fabrication (présentiel)

2

Total

22

 




Utilisation d'outils d'ingénierie
  • MatLab
  • Excel



Évaluation

Groupe 01

Activi

Description

%

Examen 1

Partie 1 : Aéronef

25

Examen 2

Partie 2 : Avioniques et certification

25

Examen 3

Partie 3 : Propulsion et turbomachines

15

Devoir 1

Partie 3 : Propulsion et turbomachines

10

Examen final

Partie 4 : Matériaux et fabrication

25

 

Groupe 02

Activi

Description

%

Examen 1

Partie 1 : Propulsion et turbomachines

25

Examen 2

Partie 2 : Aéronef

25

Examen 3

Partie 3 : Avioniques et certification

15

Devoir 1

Partie 3 : Avioniques et certification

10

Examen final

Partie 4 : Matériaux et fabrication

25

 

CLAUSE PARTICULIÈRE.

Une note de 50 % ou plus dans chaque examen est nécessaire pour passer le cours.

Utilisation d’appareils électroniques : Non




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 17 novembre 2020
2 29 octobre 2020



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.



Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Manuel de cours




Ouvrages de références
  1. Cohen H., Rogers G.F.C. et Saravanamuttoo H.H.I., « Gas Turbine Theory », Longman, DIXON S.L., « Fluid Mechanics, Thermodynamics of Turbomachinery », Pergamon Press
  2. Daniel Raymer: « Aircraft Design: A Conceptual Approach », 3ème édition, AIAA Education Series.
  3. Leland M. Nicolai: « Fundamentals of Aircraft Design », Domicone Printing Services.
  4. Jan Roskam: « Airplane Design », The University of Kansas.
  5. Steven A. Brandt et al. : « Introduction to Aeronautics : a design perspective », AIAA Education Series.
  6. Campbell F. C., “Manufacturing Technology for Aerospace Structural Materials”, ISBN: 978-1-85617-495-4.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

N/A