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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 2023
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.

Au terme de ce cours, l‘étudiant ou l'étudiante 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 : Propulsion et turbomachines. Systèmes de propulsion. Turboréacteurs, turbosoufflantes et turbomoteurs. Processus de conception. Turbomachines. Transfert d'énergie. Turbines. Compresseurs.

Partie 2 : Aéronef. Forces aérodynamiques. Impacts de la géométrie sur l'aérodynamique. Polaire de traînée. Décollage, montée, croisière et descente. Composantes principales des avions. Conception des aéronefs.

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
Jeudi 10:30 - 12:30 Travaux pratiques
02 Mercredi 13:30 - 15:30 Travaux pratiques
Jeudi 13:30 - 17:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Samir Mourad Chentouf Activité de cours cc-Samir-Mourad.Chentouf@etsmtl.ca A-2112
01 Richard Clairoux Activité de cours richard.clairoux@etsmtl.ca A-2112
01 Saïd Hany Moustapha Activité de cours Hany.Moustapha@etsmtl.ca A-2122
01 Maxence Vandevivere Activité de cours cc-Maxence.VANDEVIVERE@etsmtl.ca
01 Pascal Doran Travaux pratiques CC-PASCAL.DORAN@etsmtl.ca
01 Maxence Vandevivere Travaux pratiques cc-Maxence.VANDEVIVERE@etsmtl.ca
01 Lucas Monteiro Rosado Travaux pratiques lucas.monteiro-rosado@ens.etsmtl.ca
01 Mohammad Saadati Travaux pratiques mohammad.saadati@etsmtl.ca A-2104
02 Samir Mourad Chentouf Activité de cours cc-Samir-Mourad.Chentouf@etsmtl.ca A-2112
02 Richard Clairoux Activité de cours richard.clairoux@etsmtl.ca A-2112
02 Maxence Vandevivere Activité de cours cc-Maxence.VANDEVIVERE@etsmtl.ca
02 Saïd Hany Moustapha Activité de cours Hany.Moustapha@etsmtl.ca A-2122
02 Pascal Doran Travaux pratiques CC-PASCAL.DORAN@etsmtl.ca
02 Lucas Monteiro Rosado Travaux pratiques lucas.monteiro-rosado@ens.etsmtl.ca
02 Maxence Vandevivere Travaux pratiques cc-Maxence.VANDEVIVERE@etsmtl.ca
02 Mohammad Saadati Travaux pratiques mohammad.saadati@etsmtl.ca A-2104



Cours

Contenu du cours pour le groupe 01 (Mardi 08:30-12:00, local E-2023)

Date

Contenus traités dans le cours

Heures

Mardi

05/09/2023

Introduction et Propulsion (présentiel) Hany Moustapha

  • Scène de l'industrie aéronautique, main-d'oeuvre et défis
  • Tendances technologiques
  • Cycle de Brayton: rendement thermique et travail spécifique
  • Poussée brute et nette et rendement propulsif
  • Consommation spécifique rapportée à la poussée
  • Turboréacteur, turbosoufflante et turbopropulseur
  • Étapes de la conception d'une turbine à gaz

3h

Mardi

12/09/2023

Turbines (présentiel) Hany Moustapha

  • Transfert d'énergie - 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

19/09/2023

Compresseurs (présentiel) Hany Moustapha

  • Composants et types
  • Transfert d'énergie
  • Aubes directrices d'entrée
  • Caractéristiques des étages
  • Marge de décrochage et d'étranglement, pompage

3h

Mardi

26/09/2023

Aéronef (ENA) (présentiel) Hany Moustapha

  • Avions et Héli
  • Composants
  • Avioniques 

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

  • Types de moteurs
  • Composantes
  • Banc d’essai

3h

Mardi

03/10/2023

Aérodynamique des avions (présentiel) Richard Clairoux

  • Principes de base en aérodynamique
  • Portance
  • Traînée
  • Polaire aérodynamique
  • Impacts géométriques
  • Allongement
  • Angle de flèche
  • Effilement

3h

Mardi

17/10/2023

Performances des avions (présentiel) Richard Clairoux

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

3h

Mardi

24/10/2023

Composantes des avions (présentiel) Richard Clairoux

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

3h

Mardi

31/10/2023

Réglementation (présentiel) Maxence Vandevivere

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

3h

Mardi

07/11/2023

Systèmes embarqués (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

14/11/2023

Commandes de vol (présentiel) Maxence Vandevivere

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

3h

Mardi

21/11/2023

Matériaux et structures aéronautiques  (présentiel) Samir Chentouf

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

3h

Mardi

28/11/2023

Matériaux moteur et applications (présentiel) Samir Chentouf

  • Matériaux de moteur: Compresseur et turbine
  • Types et applications
  • Exigences mécaniques et métallurgiques

3h

Mardi

05/12/2023

Matériaux moteur et applications (suite) (présentiel) Samir Chentouf

  • Procédés de fabrication
  • Nouveaux défis en matériaux, fabrication, et réparation des composantes aéronautiques

3h

Total

39

 

Contenu du cours pour le groupe 02 (Jeudi 13:30-17:00, local B-3414)

Date

Contenus traités dans le cours

Heures

Jeudi

07/09/2023

 

Introduction et Propulsion (présentiel) Hany Moustapha

  • Scène de l'industrie aéronautique, main-d'oeuvre et défis
  • Tendances technologiques
  • Cycle de Brayton: rendement thermique et travail spécifique
  • Poussée brute et nette et rendement propulsif
  • Consommation spécifique rapportée à la poussée
  • Turboréacteur, turbosoufflante et turbopropulseur
  • Étapes de la conception d'une turbine à gaz

3h

Jeudi

21/09/2023

 

Turbines (présentiel) Hany Moustapha

  • Transfert d'énergie - 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

28/09/2023

 

Compresseurs (présentiel) Hany Moustapha

  • Composants et types
  • Transfert d'énergie
  • Aubes directrices d'entrée
  • Caractéristiques des étages
  • Marge de décrochage et d'étranglement, pompage

3h

Jeudi

05/10/2023

 

Moteurs d'avions (présentiel) Hany Moustapha

  • Types de moteurs
  • Composantes
  • Banc d'essai

  Aéronef (ENA) (présentiel) Hany Moustapha

  • Avions et Héli
  • Composants
  • Avioniques

3h

Jeudi

12/10/2023

 

 

Aérodynamique des avions (présentiel) Richard Clairoux

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

3h

Jeudi

19/10/2023

 

Performances des avions (présentiel) Richard Clairoux

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

3h

Jeudi

26/10/2023

 

Composantes des avions (présentiel) Richard Clairoux

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

3h

Jeudi

02/11/2023

 

Réglementation (présentiel) Maxence Vandevivere

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

3h

Mercredi

08/11/2023

 

Systèmes embarqués (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

Jeudi

16/11/2023

 

Commandes de vol (présentiel) Maxence Vandevivere

  • Commandes et contrôles
  • Vols d'essais
  • Commandes de vol réversibles
  • Équilibrage
  • Retour d'effort
  • Parties mobiles et fonctions
3h

Jeudi

23/11/2023

 

Matériaux et structures aéronautiques 

(présentiel) Samir Chentouf

  • Les matériaux aéronautiques
  • Sélection et applications
  • Matériaux de structures: Fuselage et train d’atterrissage
  • Propriétés caractéristiques
  • Procédés de fabrication
3h

Jeudi

30/11/2023

 

Matériaux moteur et applications  (présentiel) Samir Chentouf

  • Matériaux de moteur: Compresseur et turbine
  • Types et applications
  • Exigences mécaniques et métallurgiques

3h

Jeudi

07/12/2023

 

Matériaux moteur et applications (suite)  (présentiel)  Samir Chentouf

  • 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 (Jeudi 10 :30-12:30, local B-3420)

Date

Description

Heures

Jeudi 07/09/2023

TP #1 – Propulsion et turbomachines (présentiel)

2

Jeudi 21/09/2023

TP #2 – Propulsion et turbomachines (présentiel)

2

Jeudi 28/09/2023

TP #3 – Propulsion et turbomachines (présentiel)

2

Jeudi 05/10/2023

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

2

Jeudi 12/10/2023

TP #5 – Aéronef (en ligne)

2

Jeudi 19/10/2023

TP #6 – Aéronef (en ligne)

2

Jeudi 26/10/2023

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

2

Jeudi 02/11/2023

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

2

Mercredi 08/11/2023

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

2

Jeudi 16/11/2023

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

2

 Jeudi 23/11/2023

TP #11 – Matériaux et fabrication (présentiel)

2

Jeudi 30/11/2023

TP #12 – Matériaux et fabrication (présentiel)

2

Total

24

 

Laboratoires ou travaux pratiques pour le groupe 02 (Mercredi 13:30-15:30, local B-3408)

Date

Description

Heures

Mercredi 13/09/2023

TP #1 – Propulsion et turbomachines (en ligne)

2

Mercredi 27/09/2023

TP #2 – Propulsion et turbomachines (en ligne)

2

Mercredi 04/10/2023

TP #3  Propulsion et turbomachines (en ligne)

2

Mercredi 11/10/2023

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

2

Mercredi 18/10/2023

TP #5 – Aéronef (en ligne)

2

Mercredi 25/10/2023

TP #6 – Aéronef (en ligne)

2

Mercredi 01/11/2023

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

2

15/11/2023

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

2

22/11/2023

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

2

29/11/2023

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

2

06/12/2023

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 : 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

 

Groupe 02

Activi

Description

%

Examen 1

Partie 1 : Propulsion et turbomachines

25

Examen 2

Partie 2 : Aéronef

25

Examen 3

Partie 2 : Avioniques et certification

15

Devoir 1

Partie 3 : Avioniques et certification

10

Examen final

Partie 4 : Matériaux et fabrication

25

 

Utilisation d’appareils électroniques : Non




Dates des examens intra
# Intra Groupe(s) Date
1 1 5 octobre 2023
1 2 11 octobre 2023
2 1 26 octobre 2023
2 2 1 novembre 2023
3 1 6 novembre 2023
3 2 29 novembre 2023



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).



Infractions de nature académique
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 », 3rd edition, 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