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CHRONOLOGIE ARIANE

LES INTERFACES AR6-SOL


AXES DE RÉFÉRENCES

L'axe X correspond à la hauteur, le plan axial, l'axe Y a la largeur, c'est l'axe de référence et Z, l'axe de profondeur. Le "+" et le "-" correspondent au haut et bas, gauche ou droite, devant et derrière.

L'étage LLPM est posé horizontalement sur son bati d'assemblage, aussi bien dans les usines des Mureaux que dans son container de transport et dans le BAL, le bâtiment d'assemblage lanceur. Les axes Xl et Zl passent par les ESR. Les ESR 1 et 2 passent par l'axe Yl (version 62) et les ESR 3 et 4 par l'axe Zl (version 64). Lorsqu'on regarde l'étage depuis sa base, les 2 tuyaux sortant de la tuyère du Vulcain sont sur l'axe Zl- et Zl+ et les canalisations et prises LOX sont vers le sol.

   

L'étage LLPM avec l'étage ULPM assemblé est amené dans cette configuration sur le pad et redressé à la verticale devant la table de lancement. Soulevé, l'ensemble est passé par dessus les ESR, puis redescendu. A ce moment, le lanceur est tourné de 180° sur lui même, l'axe X afin que le ligne LOX de l'étage LLPM se retrouve vers le MANG correspondant, coté Sud. A ce moment, l'axe Yl est dans le sens S-O et N-E et l'axe Zl dans le sens S-E et N-O. Le mat est au Nord, tout comme le portique.

Sur le pad, en version 62, l'axe Yl passe par les ESR 1 et 2, selon l'axe S-O et N-E.

Le lanceur est posé sur la table de lancement, le mat vers le Nord, l'axe Yl passe par le S-O et l'axe Zl par le S-E. Les ESR 1 et 2 sont sur l'axe Yl (N-E et S-O) et les ESR 3 et 4 sur l'axe Zl (N-O et S-E). Les ESR 3 et 1 sont coté mat et les ESR 2 et 4 sont à l'opposé. En version 62, seul les ESR 1 et 2 sont montés à l'étage central, dans l'axe S-O pour l'ESR 2 et N-E pour l'ESR 1. En version 64, l'ESR 3 est dans l'axe N-O et l'ESR 4 dans l'axe S-E.

   

Ariane 62 et 64 vue de dessous. En version 62, l'axe Y de référence passe par les 2 ESR (ESR 2 coté LOX et ESR 1 coté mat) de même de l'axe Y du moteur Vulcain. En version 64, on rajoute 2 autres ESR, ESR 4 coté LOX et ESR 3 coté mat)

LES INTERFACES LLPM-ULPM

L'alimentation des étages d'Ariane 6 en ergols cryogéniques (LH2 à -250°C et LOX à -180°C) est assurée par des caissons MANG, Manchette d'Avitaillement Nouvelle Génération qui remplacent au sol les EPC LBS, liaisons bord-sol, les PCR, prise culot pneumatique et les valves isolées d'Ariane 5. Sur l'étage LLPM, le MANG LH2 ralimente directement le réservoir LH2 en traversant la baie moteur, le MANG LOX alimente le réservoir LOX du dessus par 2 lignes, remplissage et pressurisation (hélium). Sur les autres cotés se trouvent la gouttière technique générale et la ligne de pressurisation H2 (avec de l'hydrogène gazeux issue du générateur de gaz).

 

 

L'interface MANG est composée d'un orifice principal de large diamètre pour le propergol avec un clapet qui se ferme mécaniquement à la déconnexion et qui peut être actionné pour la fermeture lorsqu'il est connecté. La déconnexion peut se produire juste au décollage, en positif temps et assure des fonctions gaz supplémentaires jusqu'à 400 bar sans clapet. L'étage LLPM est équipé de 8 MANG,  4 de grands diamètres pour le remplissage , la pressurisation des réservoirs et 2 petits diamètres pour la purge moteurs. Les MANG de petits diamètres avec clapet assurent aussi la mise en froid, "chill-down", supprimant les les valves de refroidissement présentes sur Ariane 5, VMFO.

Le système MANG permet la simplification du remplissage du réservoir LOX avec des valves de remplissage VAO/H améliorées par rapport à Ariane 5 et commandées du sol. On trouve aussi de nouvelles plaques LH2-LOX, PRCPH et PPO, un système de contrôle de roulis sur l'étage LLPM simplifié, intégré au plaque de pressurisation hydrogène. Le système de commande est ainsi simplifié, la nouvelle architecture permet de réduire de 30% le nombre d'électrovannes.

Ces interfaces se composent de 2 parties, la partie bord sur l'étage et sol, éjectable qui se séparent du lanceur au décollage. La partie bord est boulonnée à l'étage, la partie sol est attaché à un ombilical. Avant le décollage, la partie bord et sol est connectée ensemble par 2 éléments assemblés, les PACK. Au décollage, les vérins pyrotechniques crées une force précise pour tirer les bras, induisant un couple pour casser les PACK.

2 Caissons assurent l'alimentation au sol de l'étage core LLPM. Haut de 10 m et pesant 100 tonnes, ils sont disposés de part et d'autres du corps central, assurant l'alimentation en fluides et ergols, LH2 coté mat ombilical et LOX à l'opposé. La déconnection est en temps positif, les flexibles et canalisations seront récupérés à l'intérieur des caissons et protégées par une casquette hermétique métallique grâce à des contrepoids. Pour l'étage ULPM, l'ouverture des bras de 20 tonnes, à 37 m du sol, est "simple", utilisant la gravité et la redondance, en doublant tous les mécanismes et le nombre de contre poids. Le MANG LOX est coté ouest, le MANG LH2 coté Est. C'est la société Latesys à Sainte-Foy d'Aigrefeuille, à coté de Toulouse qui les a fabriqué.

 

LA TABLE ARIANE 6

Avec Ariane 6, plus de LBS et de PCP au niveau de l'EPC et plus de Plaques à Clapets et de Connecteurs de Purges au niveau de l'ESCA. Maintenant il y a des MANG ( mécanisme d'Avitaillement Nouvelle Génération ) sur les 2 étages. L'alimentation des étages LLPM et ULPM en ergols cryogéniques (LH2 à -250°C et LOX à -180°C) est assurée par des caissons MANG, Manchette d'Avitaillement Nouvelle Génération. 2 Caissons assurent l'alimentation au sol de l'étage core LLPM et au travers de 2 bras cryogéniques l'étage supérieur ULPM sur le mat.

 

Du haut vers le bas, on trouve les ombilicaux suivants : 
- UPP Coiffe, Umbilical Pneumatic Plug servant au conditionnement d'air pour les satellites-clients sous coiffe. En version lancement simple, il n'y a qu'un UPP et en lancement double avec Sylda ou DLS, Dual Launch Structure, sous coiffe, il y en a 2 ;

 

 

 

 

- UEP LVA, Umbilical Electrical Plug du Launch Vehicle Adapter, permettant l'alimentation électrique des satellites par les clients. Il y a un UEP pour le satellite de bas et un pour le satellite du haut ; 

 

- UEP Ventilation et lien électrique entre l'étage ULPM et le sol, alimentation électrique et passage des mesures;
Les bras cryogéniques supportent les interfaces de remplissage et de vidange de l'étage supérieur cryotechnique (LH2 et LOX) ULPM. Les bras d'Ariane 6, 20 tonnes, d'une longueur de 13 mètres, sont plus grands que ceux d'Ariane 5 qui mesuraient 10 mètres. Contrairement aux bras cryotechniques d'Ariane 5, qui étaient retirés avant l'allumage du moteur Vulcain, ceux d'Ariane 6 restent connectés au lanceur jusqu'à son décollage à H+ 2,6 secondes. De plus, ils ont été conçus pour se rétracter extrêmement rapidement afin d'éviter toute collision avec le lanceur lors de son décollage. Ce choix de déconnexion en temps positif des ombilicaux d’avitaillement des étages a necessité des prouesses technologiques afin de développer des systèmes sol d’une fiabilité 1000 fois supérieure à leur équivalent sur Ariane 5.

       

Ils apportent également l’hélium nécessaire à la pressurisation des réservoirs, et l’hélium et l’azote pour le conditionnement. Leur rétraction est assuré par un système de contrepoids de chaque coté. Leur grande longueur permet d'avoir un cône de de dégagement plus grand, environ 10 mètres minimisant le risque de collision du lanceur avec les structures du pas de tir. Cette distance de sécurité entre le lanceur et le mât tient compte de tous les cas possibles de trajectoires dégradées, en raison d'un fort vent ou d'une dissymétrie de poussée par exemple, notamment pour la version à quatre boosters.

       

Pour l'étage supérieur, ULPM, les MANG sont au bout de 2 bras à 37 mètres du sol. Le MANG LOX est coté ouest, à gauche, le MANG LH2 coté Est, coté droit.

Coté oxygène

-FUFCBO : Ligne de fuite antigel de la FCB (Fluidic Connection Box) oxygène
- CCAVO : commande fermeture alimentation LOX
-BPDO : ligne pressurisation et dégazage oxygène

 

Coté Hydrogène

-FUFCBH: Ligne de fuite antigel de la FCB (Fluidic Connection Box) hydrogène
-
IES : système de commande étage par hélium
-CCAVH : commande fermeture alimentation LH2

 

    Pas de connecteurs de purge Hydrogène et Oxygène sur Ariane 6, ce sont les bars cryogéniques qui assurent la vidange des réservoirs de l'étage ULPM en cas de chronologie arrêtée au moment de l'allumage du moteur vulcain, vue qu'ils se déconnectent en temps positif.
 


UEP Ventilation
et lien électrique entre l'étage LLPM et le sol, alimentation électrique et passage des mesures;


 

Sur le modèle CTM destiné aux essais combinés au CSG, la totalité des ombilicaux a été connectés au lanceur, les 2 UPP coiffe, les 2 UEP LAV, les UEP ULPM et LLPM. Le reste était des câbles de mesure complémentaires pour les phases d'essai.



 

Le décrochage des ombilicaux se fait en temps positif, c'est-à-dire après le décollage du lanceur. Chaque ombilical est relié au mat 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, des matelas (6) ont été placé aux hauteurs ad-hoc pour amortir le choc. 

   
 

 

Les caissons MANG LLPM
 

       

       

L'alimentation de l'étages LLPM en ergols cryogéniques (LH2 à -250°C et LOX à -180°C) est assurée par 2 caissons MANG, Manchette d'Avitaillement Nouvelle Génération, haut de 10 m et pesant 100 tonnes disposés de part et d'autres du corps central, assurant l'alimentation en fluides et ergols, LH2 coté mat ombilical et LOX à l'opposé. Ces caissons remplacent les LBS et PCP d'Ariane 5 sur l'ELA 3. L'ombilical est en 2 parties, une "bord" boulonnée sur l'étage et une sol qui se déconnecte au décollage. 2 éléments assemblés, appelés PAKS en assurent la jonction. Au décollage, des pyro-actionneurs crées la force nécessaire pour tirer les bras, induisant un couple pour casser les PAKC

L'étage LLPM a besoin de 8 MANG en référence, 4 de grands diamètres dédiés aux remplissage des réservoirs et à la pressurisation, 2 de petits diamètres pour la purge du moteur et 2 autres de petits diamètre pour le "chill-down", la mise en froid, réduisant les vannes de mise en froid  présentes sur Ariane 5. L'ouverture des bras sera "simple", utilisant la gravité et la redondance, en doublant tous les mécanismes et le nombre de contre poids. Pour les caissons, les flexibles et canalisations seront récupérés à l'intérieur des caissons et protégées par une casquette hermétique métallique grâce , la aussi à des contrepoids. C'est la société Latesys à Sainte-Foy d'Aigrefeuille, à coté de Toulouse qui les a fabriqué.

   

Le compte à rebours d'Ariane 6 débute au retrait du portique à H-8 heures. Suivent la mise en froid des lignes cryogéniques sol à H- 6 heures et le remplissage à H- 4 heurs. A H- 2h, c'est la mise en froid du Vulcain et les compléments de plein. A h-1 heure, c'est la vérification des systèmes en vue de la séquence synchronisée qui débute à H- 5 mn. La déconnexion totale du lanceur avec le sol a lieu à H0 - 4 mn 30 s.
Le H0 a été redéfini : c'était l'allumage du Vulcain pour Ariane 5 c'est maintenant l'allumage des ESR pour Ariane 6 (il y a toujours les 7secondes de stabilisation pour le Vulcain).

L'ombilical MANG LH2 positionné sur l'étage LLPM

 

 

L'ELA 4