CHRONOLOGIE APOLLO

SATURN SUPPORT & HOLDDOWN ARMS

SATURN 1, 1B

Initialement la table de lancement du pad 34 devait être de forme hexagonale et en métal, mais les ingénieurs ont décidé de la réaliser en béton. Haut de 8 m, elle fait 13 m2 de surface, supportée par 4 piliers en béton. Au dessous vient se placer le déflecteur des flammes. Le trou au centre est bordé d'un anneau de 8 m de diamètre regroupant les buses pour le système de déluge par eau. Au décollage, l'eau pulvérisée refroidit le déflecteur et les piliers du pad.

Vue des 8 bras de soutien du Saturn 1, Bk1, 4 "support arm" (à 12h, 3h, 6h et 9h) et 4 "hold down arm"

Un des 4 "support arm"

Pour soutenir le lanceur Saturn 1, 8 bras sur la table de lancement, 4 "support arm" (de couleur jaune) situés au niveau des moteurs externe qui s'écartent horizontalement afin de laisser suffisamment de place au lanceur pour le décollage. En cas de tir avorté, ils peuvent se remettre en place rapidement en 0,16 seconde. Les 4 autres, "hold down arm" , de couleur verte) assurent le maintien du lanceur au sol jusqu'à la monté en puissance des moteurs durant 3 secondes Ils sont dessinés suivant ceux du Jupiter. Le déflecteur est à 2 faces et refroidit par eau.

Les "support & Hold Down Arm" au centre Marshall en octobre 1960 avant leur installation sur le LC34 et en test

Pour les vols du Saturn 1 Block 2 et du 1B, les bras support et de maintien sont remplacés par 8 Hold Down Arm identiques qui maintiennent le lanceur sous les empannages.

Un des 4 HDA mis en place sous le Saturn 1 SA D au centre Marshall. Ils ont été utilisé sur le pad 34 pour les premiers vols Saturn 1 SA 1 à 4, mais étaient peint en vert.

Le LC 37 destiné à lancer les Saturn 1 en version Block 2 puis en version 1B utilise 8 HDA Hold Down Arm sur la table de lancement, comme sur le LC 34 après 1966.

	Un des 8 HDA du Saturn 1B mis en place sous le Saturn 1B 211 en Alabama sur la route 65 S depuis 1979. Les 8 HDA viennent probablement du LUT 1 Milkstool Apollo, équipé lui même avec les 8 HDA du LC37B.

Un HDA du Saturn 1B exposé au KSC Visitor au coté d'un Saturn 1B, lui même posé à l'horizontale.

SATURN 5

4  bras de maintien au sol, appelés "Hold Down Arms sécurisent le lanceur Saturn 5 fermement sur la plateforme de lancement pendant l'assemblage, le transport sur le pad contre les mauvaises conditions météo, notamment le vent. Cet bras retiennent le lanceur à la mise à feu jusqu'a ce que la poussée des moteurs soit suffisante. A ce moment, automatiquement, ils relâche le lanceur pour le décollage. Le concept initial de ces bras revient à James Phillps du KSC Launch Support Equipment Engineering Division en 1965. Pesant 18 tonnes, ils ont été réalisés en métal par Steels Founders Society of America. Ils mesure près de 2 mètres de profondeur pour 3,35 m de hauteur. Par rapport au 110 m du lanceur ils sont relativement petit. En février 1964, le KSC Procurement Division passe un marché avec Space Corporation, de Dallas pour fabriquer 16 HDA pour un montant de 676 320 $.

Les 4 Holddown Posts sont situés autour de la périphérie du S1C sur le bati moteur, le "Center Engine Support Assembly. Chaque "post" est fabriqué d'une pièce en alliage d'aluminium 7079 mesurant 4,2 m de hauteur. La base fait environ 1 m2 mais se rétrécit au sommet. Chaque support est connecté à son extrémité avant et arrière sur l'anneau de force de l'étage, le Upper Thrust Ring et le Lower Thrust Ring. Les charges de poussée sont transmises par l'intermédiaire des supports radiaux du bati moteur aux 4 HDA puis à l'anneau de force supérieur et sur l'ensemble du lanceur. Les 4 HDA sont fixé sur la plateforme du LUT selon les 4 points cardinaux.

Dessin des HDA Hold-Down Arm. Au point C la force de maintien est de 350 tonnes. Les traits en noir montrent le bras au travail, celle en pointillées le moment de la libération du lanceur, lorsque la liaison rompu et le capot protecteur rabattu.

Le premier HDA arrive à Huntsville le 31 octobre 1964 et est testé jusqu'au 20 novembre. Le second arrive avec 10 jours de retard. L'ensemble des 4 premiers bras est testé le 17 mai 1965 retenant une force verticale de 725 000 tonnes. Après ces tests, le 25 mai, les 4 HDA sont positionnés et alignés sur le ML 3 au KSC. Les autres bras sont prêt en fin d'année.

Dessin montrant la position des HDA sur le S1C. Pour le transport, le S1C est à l'horizontale sur son transporteur, le marquage 1 vers le sol, le 3 en haut. Arrivé dans l'allée de transfert du VAB, l'étage est soulevé attaché par des élingues sur le marquage 3 à sa base et sur le dôme d'accroche au sommet. L'étage est soulevé, tourné de 180° puis passer vers l'une des baies de montage 1 ou 3 afin de présenter le marquage 2 contre la tour.

Le S1C sur son transporteur. L'étage est tenu sur les cotés par 2 traverses métalliques qui se fixe sur la baie de propulsion des F1. Un des points qui supporte les HDA (n°4) est visible entre les deux marques marrons. 

Détail du support HDA n°2  à la base du S1C-15

En plus des 4 HDA, 3 mats de service Tail Service Mast sont positionnés à la base du Saturn. Ils assurent le passage des câbles électriques, des lignes de carburant, des lignes hydrauliques et pneumatiques pour le premier étage S1C. Au décollage, ils sont rétractés automatiquement grâce à un système hydraulique, basculant dans une structure métallique qui les protégent des flammes des moteurs. Un capot assure une protection supplémentaire des connecteurs. Après tests des prototypes, la société American Machine & Foundry Company de York en  Pennsylvania commence leur fabrication.
 

Le système de protection des TSM dans le dessin originel était composé d'une double coquille en fibre de verre avec de l'aluminium en nid d'abeille. Lors du vol Apollo 4, le souffle des flammes a emportés les capots de protection d'un TSM qui se sont envolés selon les dires et seraient retombés sur un parking endommageant 3 voitures. Les plaques ombilicales ont été sérieusement endommagées. Les ingénieurs ont alors eu l'idée de faire simple et de mettre une tour sur le dessus du support du mat et au dessus un capot de protection avec une visière mobile, à l'image d'un casque de chevalier. Au décollage, le mat bascule vers le haut et vient se loger dans le capot. La visière est relie par un câble à la structure de l'étage S1C. En se tendant pendant l'ascension, il fait basculer la visière qui protége intégralement les plaques ombilicales. Les nouveaux TSM sont mis en place sur le pad pour le vol Apollo 6.

Seule complication il a fallu monter ces petites tours sur charnières et les basculer vers le bas pour permettre le passage de la tour de service MSS .

Quand la poussée optimale est confirmée par les ordinateurs de bord, le lanceur est est "soulagé" en 2 séquences: En premier, les 4 HDA relâche la lanceur (en 0,05 s). Si un des 4 HDA se marche pas, un système pyro coupe la liaison. Les HDA lâche le lanceur rapidement, mais il le ralentissent pour ne pas qu'il accélère trop rapidement grâce à un mécanisme. Ce mécanisme est constitué d'une goupille conique inséré dans un moule couplé au lanceur. Lors de la libération, la tige conique est aspirée au travers la goupille pendant les 6 premiers centimètres. Si les moteurs venaient à s'arrêter durant les premiers centimètres de l'ascension, ils ne pouvaient plus réaligner le lanceur en toute sécurité. De 16, les broches sont passées à 12 (501 à 505, puis 8 (506 et au delà).

Les ingénieurs du centre Marshall ont examiné 7 facteurs qui pourrait au décollage perturber la trajectoire initiale du Saturn et lui faire toucher la tour. une variation de la force des HDA de plus ou moins 15 % , une variation de poussée de 4 % , le désalignement d'un moteur , un décalage du centre de gravité , le vent , une panne de moteur et un " braquage" de moteur . Sur ces deux derniers points, la panne serait plus grave si elle intervenait sur les moteurs 1 et 2, les plus proche de la tour. En cas de braquage d'un moteur, il faudrait que les autres compensent au maximum afin d'éviter de lentement glisser vers la tour. Il faut 7,5 secondes pour que le lanceur dépasse la tour. Le vent ou un désalignement du lanceur ne pourrait causer un contact avec la tour. Selon les ingénieurs, il faudrait la combinaison de plusieurs facteurs pour que Saturn 5 touche la tour ou du moins un des ailerons la touche. Une panne de vérins d'un moteur entre T 0 et T+5 secondes ou une panne moteur entre T 0 et T+7,5 secondes pourrait causer une collision avec la tour.

Avec 15 tirs à son actif, le Saturn 5 n'a jamais connu de défaillances en vol. Pour le vol 501, le patron du KSC, Rocco Petrone se tenait dans la Firing Room du LCC prêt à appuyer sur le bouton qui allait fermer les panneaux de protection de la salle si le lanceur avait explosé.

En cas d'explosion, l'immense boule de feu crée aurait eu la puissance d'une petite bombe A, soit les 1/26e de celle d'Hiroshima (543 000 kg de TNT, soit 222 000 pour le S1C, 253 000 pour le S2 et 68 000 pour le S4B). La tour et les structures du pad seraient détruites, le feu brûlant tout autour de 2 km, végétation et animaux. La boule de feu d'une température de 1370°C brûlerait durant près de 34 secondes s'étendant sur 600 mètres. Toutes ses données ont servit a élaborer le système de tour d'éjection pour le CM et les astronautes.

The most fascinating pad-release mechanism I ever heard of was for the Saturn V. After the explosive bolts were blown and after the hold-down arms released the vehicle, the Saturn V still had one more process to go through. Huge soft-iron rivet-head bolts were attached to the rocket and through slots in the launcher which were smaller than the bolt heads. As the vehicle lifted off, these bolts were pulled through the slots and the soft iron was literally pulled through the slots, deforming like thick taffy as they pulled through. This attenuated vibrational shocks and especially any tendency for the rocket to lift off in very short, rhythmic "spurts" which could shake the whole stack dangerously. So, the final contact between a Saturn V and the ground was four huge soft-iron bolts that were forced to extrude through slots in the launcher.

Un HDA du Saturn 5 à l'abandon dans le Bone Year au KSC dans les années 80-90 avec les restes du LUT 1. Il n'a malheureusement pas été conservé pour être exposé. Il est depuis 2012 au bord de la route Ransom. Il semblerait qu'il ait été coupé en morceau. Photo P Alwards mai 2004