[Technique] - D’où provient l’angle de calage de l’ouverture de la coiffe du lanceur Ariane 5 ?

C’est une information que ne connaît peut-être pas une partie du grand public, mais l’ouverture des deux demi-coiffes du lanceur Ariane 5 n’est pas dans l’axe des boosters (EAP).

En effet, comme le montre si bien les schémas ci-dessous issus du manuel de vol, elle fait un angle de 25 degrés avec l’axe de référence (noté +YI).

Mais quelle en est la raison ? C’est la question qui a été posée à la Direction des Lanceurs (DLA) du CNES qui nous a gentiment fourni tous les éléments d’explication.

1. Problématique de collision lors du largage de la coiffe

Les demi-coiffes sont des éléments de très grande taille, très souples. Au moment de la séparation, le système vertical VSS agit comme un piston linéaire qui ouvre violemment les demi-coiffes ; celles-ci se referment très rapidement en raison de leur souplesse, et ont un mode de « papillon » très bien visible sur la vidéo ci-dessous par exemple.

Essai de largage de la Coiffe d'Ariane 5

Crédits : Contraves, ESA, CNES

En regardant avec attention cette séquence, les deux coins du bas se repincent de manière si importante, qu’ils manquent de rentrer en contact avec la case et l’EPC en dessous.

Or à ces deux cylindres présentent des protubérances significatives, notamment la gouttière électrique qui est présente jusqu’au sommet, la ligne de pressurisation, les SCA, etc.

De ce fait, et afin d’être certains qu’il n’y aurait pas d’impact entre les coins de la coiffe et ces protubérances, celles-ci ont été placé dans les « creux » des modes « papillon » de la coiffe, d’où le calage de 25 degrés.

2. Autres problématiques à prendre en compte

Ce calage correspond également à la minimisation des surflux sur les structures adjacentes. La séparation verticale VSS concentre les efforts en raison de la rupture de continuité, et crée un pic de flux mécanique (surflux) en pied de la coiffe, historiquement sur la structure case.

Celle-ci est déjà très agressée par les surflux dus aux EAP (en version EPS) ainsi qu'aux surflux dus aux 4 réservoirs EPS et le calage de la coiffe se fait du coup pour harmoniser au mieux la distribution de ces surflux.

Il y a enfin un autre critère qui intervient, à savoir l'accès au satellite à l'intérieur de la coiffe via des trappes qui ne peuvent être percées qu'à certains endroits précis pour ne pas remettre en cause la résistance de la coiffe et sa cinématique à la séparation, avec peut-être une contrainte sur les fenêtres radio pour les charges utiles demandant une liaison RF.

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Merci à la Direction des lanceurs du CNES (CNES-DLA) pour ces informations, notamment :

-        Christophe Bonnal ;

-        Rao Bodagala (chef de projet sur Ariane 5).