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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 2021
AER600 : Introduction à l’aérospatiale (3 crédits)





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 : Propulsion et turbomachines. Systèmes de propulsion. Turboréacteurs, turbosoufflantes et turbomoteurs. Processus de conception. Turbomachines. Transfert d’énergie. Turbines. Compresseurs.

Partie 3 : 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 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 Mardi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Vendredi 15:30 - 17:30 Travaux pratiques
02 Lundi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Vendredi 13:30 - 15:30 Travaux pratiques



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Saïd Hany Moustapha Activité de cours Hany.Moustapha@etsmtl.ca A-2122
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 Mohammad Jahazi Activité de cours Mohammad.Jahazi@etsmtl.ca A-2148
01 Pascal Doran Travaux pratiques cc-pascal.doran@etsmtl.ca
01 Davood Shahriari Travaux pratiques cc-Davood.Shahriari@etsmtl.ca A-2956
01 Maxence Vandevivere Travaux pratiques cc-Maxence.VANDEVIVERE@etsmtl.ca
01 Jia Hong Liu Travaux pratiques jiahong.liu@etsmtl.ca
01 Lucas Monteiro Rosado Travaux pratiques lucas.monteiro-rosado.1@ens.etsmtl.ca
02 Saïd Hany Moustapha Activité de cours Hany.Moustapha@etsmtl.ca A-2122
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 Mohammad Jahazi Activité de cours Mohammad.Jahazi@etsmtl.ca A-2148
02 Pascal Doran Travaux pratiques cc-pascal.doran@etsmtl.ca
02 Davood Shahriari Travaux pratiques cc-Davood.Shahriari@etsmtl.ca A-2956
02 Maxence Vandevivere Travaux pratiques cc-Maxence.VANDEVIVERE@etsmtl.ca
02 Lucas Monteiro Rosado Travaux pratiques lucas.monteiro-rosado.1@ens.etsmtl.ca
02 Mohammad Saadati Travaux pratiques mohammad.saadati.1@ens.etsmtl.ca



Cours

Contenu du cours pour le groupe 01 (Mardi 8:30-12:00, local D-4008)

Date

Contenus traités dans le cours

Heures

Mardi

31/08/2021

Aérodynamique des avions (en présentiel) Joël Boudreault

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

3h

Mardi

07/09/2021

Performances des avions (en ligne) Joël Boudreault

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

3h

Mardi

14/09/2021

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

21/09/2021

Introduction et Propulsion (en 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

28/09/2021

Turbines (en 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

05/10/2021

Compresseurs (présentiel) Hany Moustapha

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

3h

Mardi

19/10/2021

Aéronef (ENA) (en présentiel) Hany Moustapha

  • Avions et Héli
  • Composants
  • Avioniques 

Moteurs d'avoins (ENA) (en présentiel) Hany Moustapha

  • Types de moteurs
  • Composants
  • Banc d'essai

3h

Mardi

26/10/2021

Réglementation (en présentiel) Maxence Vandevivere

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

3h

Mardi

02/11/2021

Systèmes embarqués (en présentiel) 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

09/11/2021

Commandes de vol (en présentiel) Maxence Vandevivere

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

3h

Mardi

16/11/2021

Matériaux et structures aéronautiques
(en présentiel)
Mohammad Jahazi

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

3h

Mardi

23/11/2021

Matériaux moteur et applications (en présentiel) Mohammad Jahazi

  • 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

36

 

Contenu du cours pour le groupe 02 (Lundi 13:30-17:00, local D-4007)

Date

Contenus traités dans le cours

Heures

Lundi

30/08/2021

Introduction et Propulsion (en 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

Lundi

13/09/2021

Turbines (en 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

Lundi

20/09/2021

Compresseurs (en présentiel) Hany Moustapha

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

3h

Lundi

27/09/2021

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

  • Types de moteurs
  • Composantes
  • Banc d’essai

Aéronef (ENA) (en présentiel) Hany Moustapha

  • Avions et Héli
  • Composants
  • Avioniques 

3h

Lundi

  04/10/2021

Aérodynamique des avions (en présentiel) Joël Boudreault

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

3h

Mardi

12/10/2021

Performances des avions (en ligne) Joël Boudreault

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

3h

Lundi

18/10/2021

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

Lundi

25/10/2021

Réglementation (en présentiel) Maxence Vandevivere

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

3h

Lundi

01/11/2021

Systèmes embarqués (en présentiel) 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

Lundi

08/11/2021

Commandes de vol (en présentiel) Maxence Vandevivere

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

3h

Lundi

15/11/2021

 

TP #11 - Matériaux et fabrication (en présentiel)

 

 

3h

Lundi

22/11/2021

 

TP #12 - Matériaux et fabrication (en présentiel)

 

 

3h

Total

34

 

 




Laboratoires et travaux pratiques

Laboratoires ou travaux pratiques pour groupe 01 (Vendredi 15:30-17:30, local D-4019)

Date

Description

Heures

Vendredi 03/09/2021

TP #1 – Aéronef (en ligne)

2

Vendredi 10/09/2021

TP #2 – Aéronef (en ligne)

2

Vendredi 17/09/2021

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

2

Vendredi 24/09/2021

TP #4 – Propulsion et turbomachines (présentiel)

2

Vendredi 01/10/2021

TP #5 – Propulsion et turbomachines (présentiel)

2

Vendredi 08/10/2021

TP #6 – Propulsion et turbomachines (présentiel)

2

Vendredi 22/10/2021

TP #7 – Propulsion et turbomachines: Examen 2 (intra) (présentiel)

2

Vendredi 29/10/2021

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

2

Vendredi 05/11/2021

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

2

Vendredi 12/11/2021

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

2

Vendredi 19/11/2021

TP #11 – Matériaux et fabrication (présentiel)

2

Vendredi 26/11/2021

TP #12 – Matériaux et fabrication (présentiel)

2

Total

24

 

Laboratoires ou travaux pratiques pour le groupe 02 (Vendredi 13:30-15:30, local D-3007)

Date

Description

Heures

Vendredi 03/09/2021

TP #1 – Propulsion et turbomachines (en présentiel)

2

Vendredi 17/09/2021

TP #2 – Propulsion et turbomachines (en présentiel)

2

Vendredi 24/09/2021

TP #3 - Propulsion et turbomachines (en présentiel)

2

Vendredi 01/10/2021

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

2

 Vendredi 08/10/2021

TP #5 – Aéronef (en ligne)

2

Vendredi 15/10/2021

TP #6 – Aéronef (en ligne)

2

Vendredi 22/10/2021

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

2

Vendredi 29/10/2021

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

2

Vendredi 05/11/2021

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

2

Vendredi 12/11/2021

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

2

Vendredi 19/11/2021

Matériaux et structures aéronautiques

(en présentiel) Mohammad Jahazi

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

3

Vendredi 26/11/2021

Matériaux moteur et applications (en présentiel)

Mohammad Jahazi

  • 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

3

Total

26

 




Utilisation d'outils d'ingénierie
  • MatLab
  • Excel



Évaluation

Groupe 01

Activi

Description

%

Examen 1

Partie 1 : Aéronef

25

Examen 2

Partie 2 : Propulsion et turbomachines

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

 

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




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