Le premier étage du lanceur Soyouz : les Blocs B,
V, G et D
Le premier étage est composé de quatre blocs
latéraux appelés 11S59 arrangés en barillet autour du corps
central (Bloc A), qui constitue le deuxième étage.
Les quatre blocs sont numérotés dans l'ordre de
l'alphabet cyrillique : B, V, G et D.
En dehors du moteur, leur conception est restée
inchangée depuis les années 1950.
Fig. 1 : Décollage d'un lanceur
Soyouz-FG.
Lancement du
12 octobre 2008. Crédit :
NASA.
Généralités
Chaque bloc se présente sous la forme d'un cylindre fuselé de 19,2m de haut,
avec un diamètre à la base de 2,68m. Il est composé principalement d'un
réservoir d'oxygène liquide (LOX) et d'un réservoir de kérosène, qui occupent la
partie conique, ainsi que du moteur quadri-chambres, situé à la base.
Les deux réservoirs sont séparés
par un compartiment vide. Comme on le voit sur les schémas
a et b
de la figure 2, l'oxygène liquide est transmis
au moteur par une canalisation qui traverse le
réservoir de kérosène (fig. 3). Une fois que les
réservoirs sont remplis, une couche de glace se
forme autour du réservoir d'oxygène, donnant
l'illusion que le lanceur est peint en blanc.
Fig. 3 : Le réservoir de
kérosène, avec la canalisation
qui relie le moteur au réservoir d'oxygène.
Lanceur de démonstration de l'Institut d'Aviation de
Moscou (MAI), photo
Vassili PETROVITCH.
On note qu'à l'arrière des
blocs 11S59, un petit aileron
triangulaire permet d'aider le lanceur à se
diriger. Il n'est monté qu'une fois le lanceur
sur le pas de tir (les ailerons sont bien
visibles sur la figure 1).
Fig. 4 : Lanceur dans le MIK.
La flèche désigne l'emplacement de l'aileron.
Photo Didier CAPDEVILA.
Fig. 5 : Erection du lanceur.
La flèche désigne l'emplacement de l'aileron.
Lancement du
12 octobre 2008. Crédit :
NASA.
Les blocs 11S59 ont été conçus à
l'OKB-1 de Sergueï KOROLIOV, aujourd'hui RKK Energuia, et ils sont produits par le
TsSKB-Progress de Samara, sur les bords de la
Volga. Depuis le premier lanceur, ce sont près
de 7 000 blocs latéraux qui sont sortis des
chaînes d'assemblage !
Fig. 6 : Assemblage de quatre 11S59
au TsSKB-Progress.
Crédit :
Cosmopark.ru
Fixation au corps central
Au sommet de chaque bloc
11S59 se trouve un cône de soutien, qui constitue le principal point d'attache
au Bloc A. La liaison se fait par l'intermédiaire d'une rotule (fig. 5) qui
transmet la poussée pendant toute la
phase de fonctionnement. C'est également à ce point que les bras métalliques du
pas de tir accrochent le lanceur.
Fig. 7 : Le point d'attache de l'un
des blocs latéraux, sur le corps central.
Photo Didier CAPDEVILA.
Fig. 8 : L'embout d'un bloc latéral.
La connectique
est cachée par un capuchon rouge.
Photo Didier CAPDEVILA.
Il est important de comprendre que
les blocs latéraux soutiennent le corps central, qui
est littéralement posé sur eux.
Sur le pas de tir, si le lanceur était tenu par le
corps central, les blocs latéraux tomberaient.
Fig. 9 : Les points d'attaches des
bras métalliques sur les blocs 11S59.
Lancement du
8 novembre 2004. Crédit :
Cosmopark.ru.
D'autre part, ces derniers
sont maintenus en position grâce à deux barres
métalliques situées à l'arrière, de part et d'autre de la partie
cylindrique. Chaque barre s'entrecroise avec celle
du bloc latéral voisin (fig. 6), et est reliée au
compartiment des moteurs du corps central.
Ces
barres ne transmettent aucun effort axial : elles
servent uniquement à maintenir les blocs latéraux en
place.
Fig. 10 : Les barres situées en bas
des blocs latéraux.
Crédit :
Sergueï V. ANDREÏEV.
Comme on l'a
dit, sur le pas de tir le lanceur repose sur les
blocs 11S59, qui ne sont rattachés au corps central
que par leur liaison rotule et les deux barres de
soutien. Quand le lanceur est à l'horizontale, dans
le bâtiment d'assemblage et d'essais (MIK), il faut
installer un petit mécanisme pour solidifier la
liaison rotule, et ainsi empêcher les blocs de
tomber.
Vidéo 1 : Installation d'un bloc
latéral sur le Bloc A.
On voit bien la mise en place du mécanisme qui empêche le
bloc de tomber quand le lanceur est horizontal.
Lancement du
24 juillet 2009. Crédit : TVRoscosmos.
Ce mécanisme de
soutien est démonté avant le lancement, sans quoi
les blocs latéraux ne pourraient se séparer du corps
central.
Largage
L'ordre de séparation des blocs
latéraux 11S59 est donné à T+118,03s.
A ce moment, le lanceur est à environ 40km
d'altitude.
Fig. 11 : Séparation des blocs
latéraux.
Lancement du
14 septembre 2007. Crédit :
ESA/Stéphane CORVAJA.
Au moment de la séparation, une
commande actionne des dispositifs pyrotechniques qui
séparent les barres de fixation arrière (fig. 12a),
libérant ainsi chacun des blocs latéraux. Pour
chaque bloc, la poussée du moteur RD-107, qui est
légèrement supérieure à celle du corps central,
provoque la mise en rotation du bloc autour de la
liaison rotule qui le maintient attaché au bloc A.
Cette liaison est conçue d'une façon
telle que, quand le bloc latéral atteint un certain
angle, il est naturellement libéré. Une valve
s'ouvre alors et libère l'oxygène liquide qui reste
dans le réservoir (fig. 12b). La poussée ainsi créée
éloigne le bloc du corps central (fig. 12c).
Les blocs 11S59 retombent dans des
zones inhabitées prédéfinies. Quand le lanceur
Soyouz-ST décollera du
Centre Spatial
Guyanais, ils plongeront dans l'océan
atlantique.
Fig. 13 : Blocs 11S59 retombés au
Kazakhstan après leur lancement depuis Baïkonour.
Motorisation
Chaque bloc latéral est équipé d'un
moteur quadrichambre RD-107 de la NPO Energomach
(anciennement OKB-456). Il utilise de
l'oxygène liquide (LOX) comme comburant, et du
kérosène comme carburant.
Un article détaillé sur ce moteur
sera disponible prochainement.
Bibliographie
SIDDIQI, Asif, Sputnik and the
Soviet space challenge, University Press of
Florida
MARININE, Igor,
Катастрофа в Плесецке, Novosti Kosmonavtiki, vol. 12-2002 (n°239)
TCHERTOK, Boris, Ракеты и люди,
vol. 2
HALL, Rex, SHAYLER, David, Soyuz
: A Universal Spacecraft, Springer&Praxis,
Chichester, 2003
WADE, Mark, Encyclopedia Astronautica (en
ligne),
http://www.astronautix.com
