CHRONOLOGIE ARIANE

Au niveau du lanceur global, selon le' Manuel d'Utilisateur AR4, les axes Y-Z du lanceur, lacet et tangage ne passent pas par les moteurs du L220, comme sur les Ariane 1-2 et 3.

Axes de référence d'AR4 selon le Manuel d'Utilisateur

Le lanceur est repéré par rapport à un triédre O, R, L et T, selon le système RLT utilisé pour le pilotage notamment. Le système XYZ, pitch, yaw et roll est utilisé notamment en architecture.
-O est à l'intersection de l'axe longitudinal du lanceur et du plan contenant les axes des tourillons du bati-moteur du L220 sur lesquels viennent se fixer les crochets de la table de lancement.
-R est le roulis qui coïncide avec l'axe longitudinal du lanceur. Il est orienté du premier étage vers la coiffe.
-L-T sont les axes lacet et tangage qui coïncident avec les axes Y et Z des étages supérieurs, L33, H10, SPELDA et ACU.
Les axes du L220 et de la coiffe sont sont orientés en roulis à 45° par rapport aux axes des autres étages.

Quand il y a les PAL, on rajoute des repères locaux U,Un,W et Wn sur le PAL sans se soucier de l'entraxe. U=L ou T selon le nombre de PAL.

Le DFAR44L, Définition Finale Ariane 44L où les axes Z et Y passent par les moteurs Viking . Le PAL 1 est aussi appelé "A", le PAL 2, "B", le PAL 3, "C3 et le PAL 4, "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 45° par rapport à l'axe du lanceur RLT.

LES INTERFACES L220

Tout se passe sur la baie moteur. Le L220 possède des interfaces
- structurelles avec les PAL, les PAP, le L33 et la table de lancement par les 4 crochets de maintien.
- fluides avec les PAL, la table et le sol.
- électriques avec les PAL, les PAP, le 33, 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, des étages supérieurs et des propulseurs auxiliaires. 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, les platines PGC (pressurisation gaz chaud) pour pressuriser les réservoirs des PAL, la prise culot pneumatique PCP, les 2 prises culot électriques PCE, l’interface électrique POE (prise ombilicale électrique) , pyro et fluide des PAL PIFE, l’interface électrique et pyro des PAP PIE, des équipements électriques et des systèmes d’accroches arrière des PAL  (DAAR) et PAP (DASL arrière).

LES PRISES CULOTS L220

Le L220 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.

Le L220 dans son stand aux Mureaux en attente d'être mis en container. L'étage sort par la gauche, il est tourne de 45° de façon a présenter au fond de son container les moteurs B et A.

-PCE, prise culot électrique 1 qui sert essentiellement à relier les équipements électriques dans la baie, le circuit d'allumage des PAP 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 UD25, 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 balayge N2O4 et UD25, 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 vérrouillées. La deconnexion 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.

-PCRN, prise culot remplissage N2O4
-PCRU, prise culot remplissage UD25
-PCTPN, prise culot de trop plein N2O4
-PCTPU, prise culot de trop plein UD25

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 deconnexion.

-PCVB, 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.

Contrairement aux Ariane 1,2 et 3, le bati-moteur n'a pas de prises culot pour l'eau. Comme le réservoir d'eau, qui sert pour le générateur de gaz n'st plus à l'intérieur de la baie moteur, mais au dessus du réservoir UD25, dans l'inter-réservoir, il est alimenté depuis le mat ombilical.

LES INTERFACES PAL

Les prises culot ergols et fluides du PAL assurent le remplissage, la vidange, le trop plein (y compris les commandes de vannes), la pressurisation, le balayage PGC, la ventilation des jupes avant, inter-réservoir et arrière et la chasse sol N et U. Elles sont de type modulaire avec une partie "sol" et "bord". Le diamètre interne est de 4 cm avec 2 autres liaisons secondaires de 8 mm. La souplesse et l'étanchéité est réalisé par des liaisons du type tibia. Au décollage, elle basculent grâce à un système de 2 ressorts reliant la prise de remplissage et celle de trop plein.

Le remplissage et la vidange des réservoirs se fait au travers des lignes d'alimentation. Les ergols venant du sol passent par les prises culots, fixées sur le bati-moteur du PAL. Ils pénètrent par les vannes de remplissage fixées sur les vannes principales dans les lignes d'alimentation.

Lae trop plein, la prépressurisation et la pressurisation sont assurés par une seule ligne cheminant le long du du PAL raccordée soit à la prise culot trop plein et prépressurisation soit la PGC (prise gaz chaud) à l'allumage et en vol.

Les lignes d'alimentation amènent les ergols du fond arrière de chaque réservoir à la vanne principale de la turbopompe dédiée. La ligne N2O4 longe le réservoir UD25 et pénétre par une ouverture dans le bati-moteur. La ligne U elle passe directement à l'intérieur du bati-moteur.

Une autre ligne, souple conduit l'eau de la PIFE sur le bati-moteur du L220, à la turbopompe.

LES PRISES CULOT PAL

4 prises culot assurent la liaison fluide entre les PAL et le sol, 2 du coté UD25, remplissage et trop plein et 2 du coté N2O4, remplissage et trop plein.

Sur les PAL, outre les interfaces et liaisons mécaniques d'accrochage, on trouve à la base du bati-moteur 4 prises culots pour les ergols UD25  et N2O4 et sur le coté les prises PIFE Prises d’Interface Fluide et Electrique. Les PIFE amènent les ordres électriques et pneumatiques et  l’eau du L220 pour alimenter le générateur de gaz des moteurs Viking 6 des PAL. Le réservoir d’eau n’est plus en forme de tore dans la bati-moteur, mais dans l'étage, au dessus du réservoir N2O4. 2 canalisations courent le long de l’étage pour d’une par alimenter les PIFE des PAL et un autre d'eau pour les moteurs Viking 5 du L220.

-PCRU, prise culot remplissage UD25
-CVRU, commande vanne de remplissage UD25 par pression d'azote
-CSU, chasse et balayage; moteur coté UD25 par circulation d'azote

-PCTPU, prise culot trop plein UD25, prépressurisation du réservoir UD25 avant le lancement par injection d'azote.
-CVTPU, commande vanne de trop plein UD25 par pression d'azote
-CVB, ventilation baie de propulsion, jupe inter-réservoir et jupe avant par circulation d'azote ou d'air.

-PCRN, prise culot remplissage N2O4
-CVRN, commande vanne de remplissage N2O4 par pression d'azote
-CSN, chasse et balayage; moteur coté N2O4 par circulation d'azote

-PCTPN, prise culot trop plein N2O4, prépressurisation du réservoir N2O4 avant le lancement par injection d'azote.
-CVTPN, commande vanne de trop plein N2O4 par pression d'azote
-BASCAR, balayage de la PGC par circulation d'azote ou d'air.

Lorsqu’on regarde le PAL accroché au L220, les prises culots ergols U (remplissage et trop plein) sont du coté gauche et celle N du coté droit.

La PGC, prise gaz chaud permet la pressurisation des réservoirs des PAL afin d'assurer leur bonne tenue mécaniques vis à vis des efforts du vol et éviter le phénomène de cavitation des pompes, formation de bulles de vapeur à cause de la baisse de la pression.   

LA TABLE ARIANE 4

Elle assure par les prises dites « culots » l’alimentation du L220 et des PAL en ergols, fluides, gaz, électricité et données. 4 supports, P1 à 4 avec des crochets assurent le maintien mécanique de l’étage sur la table, orienté selon les axes de tangage T-Tn pour P2-P4 et axe de lacet L-Ln pour P1-P3. Ces axes sont aussi ceux des propulseurs PAP (T-Tn P2-P4) et PAL 1-3 (L-Ln P1-P3) lorsqu’ils sont accrochés à l’étage. La tour est coté P3-P4.

L’axe de tangage du lanceur Y passe par le moteur A, l'axe Yn par le moteur C, l’axe de lacet Z par le moteur B et l'axe Zn par le moteur D.

Au Mureaux, dans le SIL, l'assemblage de l'étage se fait dans une des 3 baies du site, le lanceur est positionné moteur A et B vers le hall. Pour le mettre dans son container, on le fait tourner de 45° de façon à mettre les moteurs C et D sur le au dessus. Au CSG, après son relevage, l’étage est sortie et tourné de 135°, de façon à présenter le moteur D vers la tour ombilicale en ZL.

L'étage L220 dans son container au CSG prêt à être relevé. Les moteurs visibles sont à gauche le moteur C et à droite le moteur D.

L'étage L220 dans le hall d'érection au sortir de son container. Il est tourné de 135°, de façon à présenter le moteur D vers la tour ombilicale en ZL.

Dock d'assemblage, sortie du L220, avant rotation: vue d'en haut, les moteurs C et D sont visibles et vue d'en bas avec dans le sens des aiguilles d'une montre, les moteurs A, B, C et D.

L’axe Y-Yn du L220 passe par le logo "CNES" et le moteur A et C. A l'aplomb du moteur C, axe Yn, le logo "Cnes" et "Arianespace" sont alignés.

Le massif P1 assure la ventilation de la baie et le trop plein UD25
Le massif P2 assure le remplissage N2O4
Le massif P3 assure le trop plein N2O4, la PCP, prise culot pneumatique, et les 2 PCE, prise culot électrique
Le massif P4 assure le remplissage UD25

Ariane 44L sur sa table: vue de 2 massifs qui supportent le lanceur, le P1 à gauche et le P2 en face. Les personnes donnent la taille, chaque massif mesure environ 2,7 m de hauteur. Des plaques de métal sont disposées sous le lanceur afin d'avoir un accès plus facile aux prises culot de connexion. Il y a 54 cm entre le tourillon qui tient la base du L220 et la plaque des prises culots du massif.

LA TOUR OMBILICALE ELA 2

La tour ombilicale Ariane 4: la partie basse en en béton sur 44 mètres, le reste en métal sur 30 mètres

Du haut vers le bas, on trouve les ombilicaux suivants:
-POP, Prise Ombilicale Pneumatique, servant au conditionnement d'air pour les satellites sous la coiffe (un gros boa de conditionnement d’air . 3 prises POP sont disponible sur le mat selon le type de "partie haute" sur le lanceur. En cas de lancement simple avec coiffe courte, on utilise la POP du milieu (débit de 2000 Nm3/h). Pour les lancements double avec SPELDA et coiffe longue, la partie coiffe utilise la POP du haut (débit de 1000-1500 Nm3/h) et la SPELDA, la POP du bas (débit de 500-1000 Nm3/h). Les POP sont à 37° et 33° de l'axe Yn du lanceur, soit presque en face le mat ombilical
- POECoiffe, Prise Ombilicale Electrique, une ou 2 selon le nombre de satellites permettant l'alimentation électrique des charges utiles.
- POECase, lien électrique entre le lanceur et le sol, alimentation électrique et passage des mesures, physiquement implanté sur la Case à Equipements
Les bras cryogéniques du H10 supportent les interfaces de remplissage et de vidange de l'étage supérieur cryotechnique, à savoir les PAC, Plaque à Clapet H et O et les CPH et CPO, Connecteurs de Purge Hydrogène et Oxygène. Le bras de gauche (quand on regarde le lanceur depuis la table) supporte les interfaces Hydrogène (liquide et gazeux), celui de droite ceux relatifs à l'Oxygène et à l'Hélium de pressurisation et de commande. L'interface proprement dite avec le lanceur s'appelle la plaque à clapets PAC ; son dégondage est assez critique en raison d'une cinématique assez complexe et des efforts nécessaires pour combattre le givre : pour cette raison, et pour maîtriser complètement cette phase, on a choisi ce principe déjà bien connu sur Ariane 1 de bras rétractables (contrairement aux japonais par exemple qui ont de simples ombilicaux fluides). Le retrait des bras se fait en temps négatif, c'est-à-dire avant le lancement. Il a été jugé qu'il serait trop critique de le faire en temps positif si on devait avoir un problème mécanique : le décollage avec un bras non rentré serait certainement catastrophique. Du coup, si on a un tir avorté, la vidange de l'étage H10 se fait à travers d'autres lignes ombilicales appelées lignes de purge qui permettent le dégazage lent des ergols. Les différents tuyaux amenant l'Hydrogène liquide et gazeux ainsi qu'une forte collection de petits lignes permettant la ventilation et l'assainissement de cette zone, ainsi que les mesures électriques nécessaires. On note également la protection thermique (manchons aluminisés) sur les lignes et sur les clapets (mousse blanche style PVC alvéolé). On note sur le dessus la cablette de déverrouillage qui en se tendant va commander la séparation mécanique de la plaque. On voit aussi la casquette qui protège la plaque de la pluie, potentiellement gênante dans cette zone très froide. Le dégondage se fait par rotation par rapport au bas de la plaque, puis rétractation par un câble avaleur et pendulage via deux câbles. On notera la bordure de givre sur le H10 après séparation. A droite de la plaque se trouve le CPH, Connecteur de Purge Hydrogène, qui n'est largué qu'en temps positif, après décollage. C'est par ce connecteur que dégaze l'Hydrogène qui s'est réchauffé dans le réservoir, évitant ainsi une surpression, et c'est lui qui sert à vidanger le réservoir en cas de tir avorté, c'est-à-dire non-décollage, mais après ouverture des bras CRVO. On voit bien les diverses cablettes qui interviennent dans son largage. Associé au Système de Plaque Bras, se trouve le Système Amortisseur des effets du vent SAV qui limite ou compense les forces extérieures, comme le vent. Le système est constitué de 2 amortisseurs qui comprennent a 4 vérins réglables agissant dans plusieurs directions. cette fonction est également assurée en cas de tir avorté par refermeture automatique des bras cryotechniques sans reconnexion des PAC. Le SAV est activé en ZL, après recul du portique à H-6H. Les PAC sont activés à H-2h30 pour assurer le remplissage du H10. La séquence d'ouverture des bras commence à H-5s, les PAC sont déverrouillées et deconnectées, les bras s'écartent de 102° de part et d'autre du lanceur. le mouvement est assuré par un vérin pneumatique à commande électrique redondée. Les bras sont freinés en fin d'ouverture et de les bloquer en position ouverte. Le repositionnement est assuré par un mécanisme à moteur pneumatique à palette, réducteur et chaine-roue denté. Les PAC ont aussi un système de déverrouillage mécanique de secours.
-POE H10, Prise Ombilicale Electrique du H10,
Les 2 boas pour l'alimentation, le trop plein en ergols N et U du L33
-POE L33, Prise Ombilicale Electrique au sommet du L33 -POP AV,  Prise ombilicale Pneumatique AVant
-POP AR, Prise ombilicale Pneumatique ARiere,
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 cable qui tire vers le bas la protection thermique du L33, c'est le dernier "ombilical" à être détaché du lanceur lorsqu'il passe devant la caméra situé au niveau des bras dans le mat ombilical. Noter la lumière bleu des projecteurs qui éclaire les plaques à clapets pour les caméras rapides.
-POE L220, Prise Ombilicale Electrique, au sommet du L220
-POO, la Prise Ombilicale Eau avec le tuyau d'alimentation pour réservoir d'eau du L220

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. 9 matelas sont disposés  le long du mat de l'ELA2. A partir de V54, un 10 e matelas a été posé au niveau de la case à équipement, en dessous le premier matelas du mat.

Les crochets de maintien du lanceur sont appelés "étage zéro" du lanceur. Il permet de maintenir le lanceur sur la table, dès la pose du L220 et d'amortir les chocs structuraux aux décollage. Ils sont activés dès la mise en place du L220 (pression de 215 bars). Ce n'est qu'en ZL à H-9H que le système de secours est activé lors du recul du portique et le remplissage du H10.