Ariane 1 interfaces lanceur

AXES DE REFERENCES

Au niveau du lanceur global, les axes Y-Z du lanceur, lacet et tangage passent par les moteurs du L140. L'axe Y-Yn passe par les moteurs A et C, et l'axe Z-Zn par les moteurs B et D.

La coiffe a son propre système de référence d'axes, différent de celui du lanceur. Son plan de séparation est sur l'axe Y-Yn (moteur A et C) tourné de 3,50° par rapport à l'axe du lanceur Y.

LES INTERFACES L140

Tout se passe sur la baie moteur. Le L140 possède des interfaces
- structurelles avec le L33 et la table de lancement par les 4 crochets de maintien.
- fluides la table et le sol.
- électriques le L33, la case à équipements, la table par l’intermédiaire des prises culot PCE et le sol par les ombilicaux.
- pneumatique avec la table par l’intermédiaire des prises culots PCN.

La baie assure essentiellement un rôle mécanique, la transmission de poussée, le support des réservoirs et des étages supérieurs. Elle reçoit aussi tous les équipements mécaniques, pneumatiques et électriques nécessaire pour assurer le fonctionnement de l’étage, le remplissage ou la vidange des réservoirs.

La bâti-moteur sert de support aux lignes d’alimentation des moteurs, aux GOC (groupe organe de commande qui génère la pression pilote pour l’ouverture des vannes U, N et O) et CASC (capacité de stockage en azote du GOC), aux 4 servo-moteurs interconnectés destinés au pilotage SMI, a la platine des organes anti-pogo SCP, la prise culot pneumatique PCP, les 2 prises culot électriques PCE, l’interface électrique POE (prise ombilicale électrique).

LES PRISES CULOTS L140

Le L140 est équipé à l'arrière de 4 types de prises, les prises culot électrique, pneumatique, de remplissage et trop plein (les tétines) et la ventilation.

-PCE, prise culot électrique 1 qui sert essentiellement à relier les équipements électriques dans la baie et le contrôle du CCE (commande contrôle électrique). Le raccordement coté sol s'effectue au niveau du CRPC (coffret de raccordement des prises culots) situé dans le mat ombilical.

-PCP, prise culot pneumatique qui assure l'interface entre le sol et le réseau de tuyauterie pour la commande vanne remplissage, trop plein N2O4 et UDMH, le gonflage capacité GOC GOC (groupe organe de commande qui génère la pression pilote pour l’ouverture des vannes U, N et O) et POGO (anti vibration des lignes d'ergols), alimentation des servo moteurs, chasse sol et balayage N2O4 et UDMH, verrouillage clapets anti-retour (VCAR), balayage azote sol clapets anti-retour (BASCAR), alimentation prépressurisation eau (APPO) et la commande vanne prépressurisation eau (CVPPO). La PCP est constituée de 2 plaques sol et bord verrouillées. La déconnexion est assurée par le déverrouillage et l'éjection de la platine sol.
Physiquement, la PCP ressemble à une grosse toupie de 30 cm de diamètre, 5 cm d'épaisseur reliée par un câble.

La PCP, coté sol sur l'ELA1 après le lancement

-PCRN, prise culot remplissage N2O4
-PCRU, prise culot remplissage UDMH
-PCTPN, prise culot de trop plein N2O4
-PCTPU, prise culot de trop plein UDMH
-PCRO, prise culot remplissage eau
-PCTPO, prise culot trop plein eau

La partie sol assure la connexion entre les circuits sol et bord grâce à une vis-écrou. La connexion se fait par translation vers le haut de la prise. La déconnexion se fait lorsque le lanceur s'élève. Le haut de la prise culot est un alésage qui s'emboite sur la partie ronde à l'arrière de l'étage aidé par un joint torique. Le déboitement assure la déconnexion.

-PCV, prise culot de ventilation sert à ventiler la baie-moteur, pendant l'attente sur le pad, après remplissage des réservoirs. La connexion est assurée par coulissage et blocage de la prise. La déconnexion se fait lorsque le lanceur s'élève, comme les autres prises.

Ariane 1, vue de dessous. L'axe Y-Yn passe par les moteurs A et C, l'axe Z-Zn par les moteurs B et D. Les accroches de l'étage L1401 sont repérées par P1, P2, P3 et P4.

Les premiers étages d'essais, la série des M1, M2 et M3 intégrés au SIL, présentaient dans leur box les moteurs Viking A et B, selon l'axe Y-Z aux visiteurs. Le logo "ESA", le nom "ariane" et le "M1" est peint sur cette face là et celle opposée. Même chose pour l'étage dynamique. Pour les modèles de vol, l'orientation dans le SIL reste la même, les logo "ESA" changent de coté, s'affichant sur les faces Est et Ouest de l'étage.

Vue de dessous d'un L140 de vol au SIL. L'orientation de l'étage est celui qu'il aura au CSG sur la table de lancement, le mat est sur la droite, correspondant au massif P3 (au Sud).
Dans le sens des aiguilles d'une montre, on a le moteur B, C, D et A. Pour sa mise en container, l'étage va être tourner vers la droite, de façon à présenter ses moteurs A et B sur le dessus. Arrivé au CSG, le container est hissé à la verticale et présenté contre le pad dans la bonne orientation.

LA TABLE ARIANE 1

Les 4 crochets de maintien du lanceur sur la table sont disposés précisément selon les 4 points cardinaux, le mat ombilical étant au Sud. L'étage est mis en place le point P3 sur le crochet Sud. Les prises culot correspondantes aux point P de l'étage sont reproduites sur les crochets.

P1, au Nord: PCV, prise culot ventilation
P2, à l'Ouest: PCRN, prise culot remplissage N2O4, PCTPN, prise culot trop plein N2O4 et PCTPO, prise culot trop plein eau
P3, au Sud: PCE, prise culot électrique et PCP, prise culot pneumatique
P4, à l'Est: PCRU, prise culot remplissage UDMH, PCTPU, prise culot trop plein UDMH et PCRO, prise culot remplissage eau

2 vues différentes de la table de lancement de l'ELA 1. La vue de gauche avec les annotations sur la disposition des crochets. Celle de droite montre la revalidation de la table après le vol L03. Les techniciens sont chacun sur un crochet, le casque bleu est sur le crochet Sud avec la prise PCE et dans sa main la PCP et le casque blanc sur le crochet Nord et la prise PCV. Les casque jaune sont sur le crochet Ouest (au fond) avec les prises PCRN, PCTPN et PCTPO et crochet Est avec les prises PCRU, PCTPU et PCO.

Les crochets qui retiennent Ariane sur la table. Le système d'ouverture et de largage de la table a été conçu par le britannique BAE, mécanisme inspiré du "Bomb release system" des bombardiers anglais de la RAF. Ils sont recouvert de "CAF", ou Silicoset, patte silicone blanche, qui après le lancement se retrouve à peine noircie, "mais bien fumant encore longtemps".

LA TOUR OMBILICALE ARIANE 1

Mat ombilical de l'ELA 1 avec le lanceur L5. On est à H moins quelques heures, la tour est retirée, les pleins en ergols stockables (UD25 et N2O4) sont fait, tous les ombilicaux sont connectés.

De haut en bas le mat haut de 48 mètres, on trouve 6 ombilicaux et les 2 bras cryogéniques:
La ceinture de toile équipée de bouchons qui fait le tour de la coiffe pour en fermer les évents. Au sol, les évents sont fermés car la coiffe est climatisée et cela empêche l'entrée d'insectes dedans. En vol, l'ouverture des évents permet d'équilibrer la pression interne. Le verrouillage de la ceinture est réalisé par du velcro relié à un câble qui se détache au décollage.
POP, Prise Ombilicale Pneumatique pour la ventilation de la coiffe
POE, Prise ombilicale Electrique satellite
POE, Prise ombilicale Electrique case à équipement
Les bras cryogéniques. C'est Latécoère, à Toulouse qu'i a conçue les 2 bras cryogénique du H8, un pour le LH2 et l'autre pour le LOX. Chaque bras supporte une Plaque à Clapet, PAC assurant l'alimentation et la vidange de l'étage. 7 secondes avant l'allumage des moteurs du L140, les 2 PAC, plaques à clapet se déconnectent et les bras se mettent en croix suivant la technologie des trains d'atterrissages d'avion. Les PAC, fabriquées par la SNECMA se compose de 2 plaques déconnectables comportant plusieurs clapets pour le remplissage et la pressurisation des réservoirs, l'alimentation du système de commande et le conditionnement Juste à coté des PAC se trouvent les purge de vidange H8, CPH CPL utilisés si les bras cryogénique se sont déconnectés. Les bras peuvent être remis en place mais les PAC ne peuvent se reconnectées seule. L'opération prend en général 8 heures pour l'hydrogène et 20 heures pour l'oxygène. Pour Ariane 1, il n'y a jamais eu de problèmes avec les PAC, ni pour aucun lancements. Sur L04, la PAC LOX se déverrouillait intempestivement. Il a fallu que les ingénieurs du CSG fabrique un outil spécial pour la remettre en place. Le remplissage du H8 se fait une fois la tour mobile retiré du pad, évitant toute accumulation d'hydrogène en milieu confiné. De nombreuses opérations sont réalisées avant le remplissage proprement dit; balayage des circuits et réservoirs à l'azote, purges de l'azote à l'hélium et circulation d'hydrogène liquide. Le remplissage a lieu à H-2h50 et dure 7000 s (1h 55 environ). La pressurisation est réalisé par le sol à T-300 s et jusqu'à T-70 s pour le LH2 et T-20 s pour le LOX	La PAC H2 pour le remplissage et la vidange et les servitudes. La PAC O2 sert en plus l'hélium. Pour chaque liaison, il y a un clapet bord, un clapet sol avec la commande pneumatique simultanée. Les ressorts sont en béryllium. Lorsque les les plaque bord-sol sont assemblées; les clapets sont en position "repos" ouvert pour la sécurité afin de pouvoir pressuriser ou dépressuriser et vidanger sans problème. Une fois la plaque sol larguée, les clapets se mettent en "fermé" pour la fiabilité du vol.
POE, Prise ombilicale Electrique, H8 POP, Prise Ombilical Pneumatique, H8

POE, Prise Ombilicale Electrique, jupe AV L33 POP AV, Prise Ombilicale Pneumatique AVant L33 POP AR, Prise ombilicale Pneumatique ARière L33 POO, Prise ombilicale Eau L33
Câble de tirage de la housse de protection L33. Ce manchon aluminisé recouvre l'étage L33 pendant le décompte. Il est mis en place sur le pad, avant le remplissage des ergols pour les garder suffisamment froids (le N2O4 bout à 21,15°C), afin d'avoir un allumage (et un fonctionnement) du moteur Viking correct (pour éviter les instabilités de combustion qui apparaissent plus facilement si la température augmente). Le premier étage L140 n'en a pas compte tenu de la plus grande inertie thermique. Ventilé par le sol, cette housse est constituée de panneaux maintenus par des sangles et goupilles en aluminium. Un câble de déverrouillage, accroché en haut, plus un de secours relie le tout au mat. Au décollage, de part le mouvement du lanceur, le câble, en se tendant détache la housse en petit panneaux. Cette protection avait déjà fait bon office pour les lanceur s Diamant à Hammaguir et au CSG. Elle est fabriqué par INTA , en Espagne et apparemment couté une fortune.
Le remplissage en ergols stockables de l'étage L33 se fait à J-1 et dure 4 heures pour le N et 5 heures pour le U. Le lanceur étant dans sa tour, ce sont les ergoliers qui réalisent les opérations de branchement et et retrait des boas et "accrocheurs", les prises d'alimentation en fluides, à droite, vue depuis le mat pour le U et à gauche pour le N. 2 accrocheurs de marque RELLUMIX (un concentré de mécanique fine et de précision, issue de l'aviation) servaient pour le U et le N, disposés diamétralement opposé sur la base de l'étage. Chaque prise de remplissage est accompagnée d'une prise pour le dégazage et la pressurisation. Les prises sont enlevés manuellement avant le retrait de la tour à H-5h40.	Sur cette photo, on voit, les sangles qui maintiennent les panneaux thermique du L33 et au dessous, à gauche, le départ de la ligne de circulation hélium, le SCR (contrôle roulis alimenté par le générateur de gaz), l'accroche remplissage U et une des 6 fusées d'accélération de l'étage.Dès le vol L03, 2 fusées d'accélération seront remplacées par 2 rétrofusées sur la jupe AR de l'étage. . Même vue mais de l'autre coté de l'étage L33, le mat est à gauche, les ergoliers connectent les prises U. En haut les sangles de la housse thermique. On voit au dessus de l'ergolier une des rétrofusées du L33 et une fusées d'accélération.
POE L140, Prise Ombilicale Electrique, au sommet du L140
Ombilical au niveau de l'inter-étage du L140 pour la ventilation afin d'éviter toutes fuites
PC L140, Prises Culots à la base de l'étage L140: PCV, PCE, PCRU, PCRN, PCTPU, PCTPN, PCO... Le remplissage du L140 en ergols stockables se fait à J-1 parallèlement à l'étage L33. Il se fait par en dessous, grâce aux prises culots à la base du lanceur. Au sol, une citerne sert au remplissage, une autre au trop plein. Le trop plein du réservoir s'écoule grâce à un siphon intérieur au réservoir; lorsque celui ci se désamorce, le niveau du liquide est fixé; la masse d'ergols est ainsi réglé avec précision. Lors de l'attente sur le pad, la température peut évoluer et provoquer des variations de niveau sans provoquer de débordement. La citerne de trop plein sera ensuite vidée sans la principale. En fin de chronologie, la pression est portée à sa valeur nominale puis la vanne d'isolement est fermée: le réservoir est alors totalement isolé du sol.

Le décrochage des ombilicaux se fait en temps positif, c'est-à-dire après le décollage du lanceur. Chaque ombilical est relié à la tour par trois séries de câbles (parfois plus quand on dédouble une fonction) : - le premier de longueur fixe sert à tirer sur la gâchette de déverrouillage ; il est passif et n'agit qu'en s'opposant au mouvement du lanceur - le deuxième de longueur fixe également fait le pendulage, c'est-à-dire supporte l'ombilical via un point fixe situé sur le mat, bien au dessus ; le câble permettra ainsi à l'ombilical de suivre une trajectoire en arc de cercle jusqu'au matelas de protection sur le mat - le troisième fait l'avalement : dès que l'ombilical est déverrouillé, ce câble de longueur variable va attirer l'ombilical vers le mat le plus rapidement possible afin d'éviter toute interférence avec le lanceur ou son jet. L'avalement se fait simplement de façon passive par la chute d'un contrepoids dans le mat via un jeu de poulies et de renvois. Les prises ombilicales elle-même sont des équipements complexes, assez lourds et requérant donc une attention particulière. Pour éviter de les endommager lors de l'avalement avec un choc fort contre le mat, on place des matelas aux hauteurs ad-hoc pour amortir le choc. 7 matelas sont disposés le long du mat de l'ELA1. Curiosité, sur le vol L03, les matelas sont rouge alors qu'ils étaient gris pour le premier vol. Ils redeviennent gris par la suite et noir au fur et à mesure des vols

ARIANE 2-3

Avec Ariane 2 et 3, les références des axes du lanceur restent les mêmes, pareil pour l'orientation sur la table de lancement sur l'ELA 1 et 2. Dans le version Ariane 3, les propulseurs PAP sont disposés de part et d'autre de l'étage L140, coté Est et Ouest au dessus des crochets correspondants. Pour ne pas les endommager par le jet de flammes au décollage, les PAP ne sont allumés que lorsque le lanceur atteint 11 m d'altitude.

Mise en container du L1401 d'Ariane 3 V10 au SIL: vue de gauche, l'étage sort du stand, rotation de 125° et à droite dans le container avec les moteurs A et B au dessus, comme pour Ariane 1.

La table de lancement n'est pas modifiée pour Ariane 2 et 3 sur l''ELA1. On veillera à se que les propulseur PAP s'allument suffisamment en hauteur pour ne pas abimer les structures.

LA TABLE ARIANE 2-3

V17, la première Ariane 3 sur l'ELA2

Même si l'ELA2 a été conçu pour Ariane 4, il a aussi été pensé comme redondance pour Ariane 2-3. Seul une seule Ariane 2 (V20 en novembre 1987) et deux Ariane 3 (V17 en mars 1986 et V25 en septembre 1988) ont été lancé du site. Une table de lancement spéciale a été construite, plus haute que celle d'Ariane 4 pour que le 3e étage H10 soit à la même hauteur des bras cryogénique de la tour ombilicale, un peu comme le "milkstool" d'Apollo pour le Saturn 1B.

La table Ariane 3 reprend la même configuration que la table de l'ELA 1.
Les crochets de maintien ne sont pas disposés aux 4 points cardinaux, P1 est face au portique, P2 face au dock de la ZP, P3 face à la tour ombilicale et P4 vers le N-NE. Les jets des moteurs sont dirigés par 2 groupes vers les carneaux Nord et Sud.

L'étage L140 dans son container au CSG, il présente comme Ariane 1, les moteurs A et B au dessus. Avant d'être hissé sur la table, 2 opérations, une rotation de 45° pour que ces même moteurs A et B soient coté portique de l'ELA2 et mise en place de rallonge pour les crochets de maintien sur la table.

V20, la seule Ariane 2 lancé de l'ELA2

LA TOUR OMBILICALE ELA 2