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Centurion (avion)

Le NASA Centurion est le troisième avion d'une sĂ©rie de drones expĂ©rimentaux de la NASA Ă  Ă©nergie solaire ou pile Ă  combustible. Il est dĂ©veloppĂ© par AeroVironment, Inc. dans le cadre du NASA ERAST Program (en) (un programme de la NASA destinĂ© au dĂ©veloppement de drone Ă  faible vitesse de vol pouvant effectuer des missions scientifiques de longue durĂ©e et Ă  haute altitude (plus de 20 000 mètres) pour un coĂ»t raisonnable. Le Centurion a Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ© Ă  partir du Pathfinder Plus et a servi de base Ă  l'Helios.

Centurion
Décollage du Centurion à Dryden en décembre 1998
Décollage du Centurion à Dryden en décembre 1998

Constructeur AeroVironment
Premier vol 1998
Premier client NASA (programme ERAST)
Dimensions
Longueur 3,6 m
Envergure 61,8 m
Masse et capacité d'emport
Max. au dĂ©collage 0,862 t
Motorisation
Moteurs 14 x Ă©lectrique
Puissance unitaire kW
Performances
Vitesse maximale 33 km/h

Histoire

Maquette un quart du Centurion

Le Centurion est la troisième gĂ©nĂ©ration de la sĂ©rie de drones Ă©lectrique Ă  voilure fixe NASA Pathfinder, après le Pathfinder et le Pathfinder Plus. Il est conçu en rĂ©ponse au cahier des charges du projet ERAST (en) (Environmental Research Aircraft and Sensor Technology) de la NASA pour pouvoir atteindre l'objectif d'un vol Ă©lectrique Ă  une altitude de 30 480 m. Les responsables du programmes ERAST calculent que concevoir un nouvel aĂ©ronef Ă  partir de ce qui a dĂ©jĂ  Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ© pour Pathfinder et le Pathfinder Plus est l'approche la moins risquĂ©e pour atteindre l'objectif d'altitude[1].

Une première maquette, Ă  l'Ă©chelle un quart, vole Ă  partir du Ă  El Mirage Lake (en) (dans le DĂ©sert des Mojaves en Californie). Le premier vol du prototype en taille rĂ©elle a lieu vingt mois plus tard, le au Rogers Dry Lake (en), un dĂ©sert de sel du mĂŞme DĂ©sert des Mojaves. Ce vol dure une heure et vingt-quatre minutes. Pour ce vol la masse au dĂ©collage de l'avion est de 628 kg dont une enclume d'acier de 68 kg pour simuler une charge utile. Ce vol se dĂ©roule nominalement et ouvre la voie Ă  un second, ouvert au public et aux mĂ©dias, le . Ce second vol dure une heure et vingt-neuf minutes. Un troisième et dernier vol Ă  basse altitude et effectuĂ© le , cette fois avec sa masse maximale au dĂ©collage : 819 kg. Il ne dure que trente minutes Ă  cause de mauvaises prĂ©visions mĂ©tĂ©orologiques (trop de vent). Cette campagne de trois vols d'essais permet de valider le design de l'avion, sa manĹ“uvrabilitĂ©, ses performances en vol, les performances de ses batteries et son intĂ©gritĂ© structurelle. Les rĂ©sultats positifs conduisent la NASA Ă  passer Ă  l'Ă©tape suivante, sous la forme du projet Helios dès [2] - [1].

Description

De par son histoire, l'apparence du Centurion est proche de celle du Pathfinder, mais avec une envergure quasiment doublĂ©e : 63 m contre 37 m. NĂ©anmoins sa structure est plus solide et capable d'embarquĂ© une charge utile plus importante, jusqu'Ă  272 kg. Son aile a un profil dessinĂ© pour les vols Ă  haute altitude, et l'avion est propulsĂ© par 14 moteurs (contre huit pour son prĂ©dĂ©cesseur). Enfin l'avion est Ă©quipĂ© de quatre nacelles intĂ©grĂ©es sous les ailes (deux pour le Pathfinder plus) permettant d'embarquer les batteries, du lest, des Ă©lĂ©ments des commandes de vol et le train d'atterrissage[1].

Caractéristiques techniques

Évolution des différents avions du programme ERAST

Les caractéristiques physiques et aérodynamiques du Centurion sont résumées ci-dessous[2] - [3] - [4] :

  • Longueur : m
  • Corde : m
  • Envergure : 63 m
  • Rapport envergure/longueur : 26:1
  • Vitesse : 28 km/h Ă  33 km/h
  • Masse maximale : 862 kg dont un maximum de 272 kg de charge utile
  • Motorisation : 14 moteurs Ă©lectriques de 2 hp (1 kW) chacun
  • Puissance solaire fournie : 31 kW
  • Source Ă©lectrique additionnelle : batteries

Comparatif

Voici un tableau comparant les principales caractéristiques de différents avions du programme ERAST[2] - [5] - [4] - [3] :

Spécifications
PathfinderPathfinder-PlusCenturionHelios HP01Helios HP03
Longueur (m)3,63,63,63,65,0
Corde (m)2,4
Envergure (m)29,536,361,875,3
Rapport envergure/longueur12:115:126:130,9:1
Finesse1821---
Vitesse (km/h)15–18 (27–33)16.5–23.5 (30.6–43.5)-
Max altitude (m)21 80224 445n/a29 52319 812
Masse Ă  vide (kg)---600-
Masse maximale (kg)252315±8629291 052
Charges utiles (kg)45150 (67,5)45–270329-
Moteursélectriques, de 2 hp (1 kW) chacun
Nombre de moteurs68141410
Puissance solaire fournie (kW)7,512,531-18,5
Source Ă©lectrique additionnellebatteriesbatteriesbatteriesaccumulateur lithiumaccumulateur lithium,
pile Ă  combustible

Article connexe

Notes et références

  1. (en) « NASA Centurion fact sheet » [archive du ], sur nasa.org
  2. (en) Yvonne Gibbs, « NASA Armstrong Fact Sheet: Helios Prototype », sur nasa.gov, (consulté le )
  3. (en) « Centurion | Reaching the New Century on Solar Power » [archive du ], sur nasa.org
  4. (en) Thomas E. Noll, John M. Brown, Marla E. Perez-Davis, Stephen D. Ishmael, Geary C. Tiffany et Matthew Gaier, « Investigation of the Helios Prototype Aircraft Mishap : Volume 1, Mishap Report » [PDF], , p. 19-20
  5. (en) « Pathfinder Solar-Powered Aircraft » [archive du ], sur nasa.org
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