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Activité 2 Support : AR Drone

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Support : AR
Drone
Activité 2
Manipulations
TD
Evaluation
Durée : 3h30
Compétences à acquérir
A- Analyser
A1
A2
A3
B- Modéliser
B1
B2
B3
B4
Matériel à disposition :
 AR drone
 Ipad et l’appli « sustenter »
 Banc de mesures
 Tachymètre, balance, masse, …
C- Expérimenter
C1
C2
D- Communiquer
D1
D2
Documents à disposition :
 Description du poste de travail (document
annexe).
 Dossier technique AR-Drone
Problématique :
Comment est distribuée et transformée l'énergie dans l'AR-Drone pour qu’il décolle?
Présentation :
Dans l'AR-Drone, les moteurs utilisés pour obtenir la rotation des hélices sont des moteurs brushless.
Dans cette activité on désire mesurer en différents points les puissances, rendement des différents
éléments et le force de poussée. La chaîne d’énergie est la suivante :
Drone
position 1
Alimenter
Distribuer
Ualim, Ialim
Convertir
Ualim, Ialim-Iàvide
Transmettre
Nm (tr/min)
Nr (tr/min)
Hélice
Drone
position 2
Activité 2-1 : Mise en œuvre


A partir du document annexe présentant le poste de travail et de la description de la chaîne
d’énergie ci-dessus, proposer des protocoles pour mesurer les informations décrites en
introduction de l’activité n°2.
Montrer ce protocole au professeur puis le mettre en œuvre.
Activité 2-2 : Calculs et mise en équation des résultats
A partir de vos relevés :
 Tracer la fonction : force de poussée (en N) en fonction de la vitesse de rotation de l'hélice (en
tr/min).
 Tracer la puissance du moteur (en W) en fonction de la force de poussée (en N).
Lycée J. Desfontaines, section Sciences de l’Ingénieur
drone-energie-activite2.doc
Page 1
Activité 2-3 : Calculs de la force de poussée et de la puissance du moteur pour soulever le drone
Préambule : l’application « sustenter » ne permet pas commander « à pleine » puissance le moteur. Par
conséquent il faudra extrapoler les résultats précédents pour répondre aux questions suivantes.

A partir des résultats de l’activité 2-2, proposer une méthode pour trouver :
- la force de poussée que doit exercer chacune des hélices pour « sustenter » le drone
- puissance nécessaire au moteur pour « sustenter » le drone.
Activité 2-4 : Autre méthode pour calculer la force de poussée
Introduction : pour connaître la force de poussée, on peut utiliser la formule suivante :
Fp = ½.r.A.V02.((V1/V0)2-1)
Avec :
- r = 1.225 kg/m3 (masse spécifique de l’air)
- A = surface balayée par l’hélice en m2
- V0 : vitesse du vent à l’entrée de l’hélice en m/s
- V1 : vitesse du vent à la sortie de l’hélice en m/s


Proposer un protocole expérimental pour calculer la force de poussée.
Appeler le professeur puis le mettre en œuvre.

Comparer avec les résultats précédents et quantifier et justifier les écarts s’il y en a.
Lycée J. Desfontaines, section Sciences de l’Ingénieur
drone-energie-activite2.doc
Page 2
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