La modélisation d'un UAV HALE en trois dimensions sur le logiciel de CAO Catia a pour but de contribuer à confirmer la faisabilité du concept conçu par les experts. Cette modélisation consiste à récupérer le modèle surfacique du fuselage, des moteurs et des surfaces portantes et de contrôle ébauché par la plate-forme Model Center et à l'aménager de manière à vérifier l'intégration de tous les sous-systèmes du vecteur. Pour effectuer cet aménagement, la constitution d'une base de données Catia en trois dimensions s'est avérée indispensable.
2. Création de la base de données Catia : modélisation des éléments en trois dimensions
La base de données Catia est la source d'information utilisée lors de l'aménagement du vecteur en fonction de sa mission et de sa capacité d'emport en volume et masse. Elle comporte un modèle 3D de tous les sous-systèmes qui seront intégrés dans le vecteur.
Pour simplifier le processus de définition et rester à un niveau de description cohérent avec la notion de "concept de véhicule" (différent de " avant-projet "), les éléments sont considérés comme homogènes et leur masse est répartie uniformément dans le volume modélisé (une densité unique pour chaque élément). Chaque centre de gravité d'une pièce est matérialisé par un point.
Les câbles ne sont pas modélisés et leurs masses non prises en compte car cela dépend du positionnement de chaque élément dans le drone. Il faudra donc les estimer lors de l'aménagement de ce dernier.
Le degré d'incertitude concernant certains éléments a donné lieu à une modélisation avec utilisation d'un code de couleurs :
Vert : modélisation issue de données sures
Jaune : modélisation issue de données probables
Magenta : modélisation issue de données sans fondements
3. Conception du HALE sur Catia
La conception du HALE s'appuie sur la géométrie issue de Model Center et sur la base de données Catia. Elle peut se décomposer en étapes successives énumérées ci-après.
Récupération d'un fichier Model Center
L'étude d'intégration effectuée sur Model Center permet de déterminer et de pré-positionner différents éléments tels que la forme du fuselage, les moteurs, les surfaces portantes et de contrôle (voir figure 17). La géométrie retenue fait l'objet d'un transfert informatique sur Catia grâce au module d'interface IGES. Le modèle transféré est de type surfacique ; c'est-à-dire qu'il n'existe que la peau extérieure de l'engin.
Figure 17 : géométrie issue de Model Center
Mise en place des structures principales
Au cours de cette étape, les structures des voilures et de la dérive sont mises en place avec leurs éléments mobiles respectifs ainsi que les revêtements des structures. Ceci permet de vérifier la possibilité d'assemblage de ces éléments sur le fuselage. Dans le cas étudié, il n'était pas possible de fixer correctement la dérive car le fuselage était trop court (figure 18). La partie arrière conique du fuselage a donc été étirée de façon à obtenir une liaison dérive / fuselage valide. Ce cône a été terminé par une forme sphérique. La dérive a été remontée de sorte que sa surface au vent demeure quasi identique.
Figure 18 - Modifications géométriques cotées
Finalisation de la définition préliminaire du porteur
Après cet affinage de l'architecture générale du vecteur, les gouvernes et les trains d'atterrissage sont mis en place en adaptant éventuellement le fuselage pour assurer le logement de ces derniers une fois rétractés.
Le turboréacteur est enfin mis en place avec sa nacelle assemblée sur le fuselage.
Intégration des charges utiles
Cette étape a pour objectif l'intégration des charges utiles de la mission en tenant compte des différentes contraintes d'implantation. Elles sont issues de la base de données Catia, ici un brouilleur, une charge ESM/ELINT et un radar SAR/MTI.
La mise en place de l'antenne du radar SAR/MTI a nécessité l'installation d'un radôme sous le fuselage.
Figure 19 : charges utiles
Finalisation de la définition du vecteur équipé
Cette phase conduit à la définition définitive du concept de vecteur. Les structures d'accrochages des voilures, de la dérive et des carénages moteurs sont analysées et les réservoirs sont mis en place dans les voilures. Un travail de définition sommaire des tuyauteries et de volumes simulant un circuit carburant (pompes, vannes, distributeurs, …) est fait de façon à pouvoir établir un devis de masse le plus réaliste possible du vecteur.
Figure 20 : définition de la structure du vecteur
Ces opérations conduisent à un niveau de description du vecteur illustré sur la figure 21 avec, cependant une possibilité d'analyser plus finement l'implantation de certaines charges utiles (lance leurres sur la figure 22).
Figure 21 : définition du vecteur équipé
Figure 22 : détail de l'implantation du lance-leurres
