Analysis of steady and unsteady aerodynamic loads on the Ariane 5 lauch vehicle rear part during flight ascent

Analyse des charges aérodynamiques stationnaires et instationnaires sur la partie arrière du véhicule de lancement d'ARIANE 5 pendant l'ascension

Aerospatiale Matra Lanceurs

Résumé

Les lanceurs sont soumis à un champ de pression stationnaire et instationnaire en phase transsonique et à pression dynamique maximale. Ces champs de pression peuvent être très sévères dans certaines zones du lanceur, qui présentent d'importantes variations locales de géométrie. Ces variations de géométrie conduisent à des décollements dans des zones significatives des lanceurs.

Les charges aérodynamiques, qui dépendent de la géométrie, du nombre de Mach et de la trajectoire, peuvent endommager les structures ou les sous-systèmes. En conséquence, ces charges doivent être prises en compte dans le dimensionnement des lanceurs.

Cet article se limite aux charges aérodynamiques appliquées en phase transsonique, sur la partie arrière du lanceur ARIANE 5. Il traite des campagnes expérimentales (sous la responsabilité d'Aérospatiale dans le cadre d'un contrat avec le CNES) destinées à caractériser le champ de pression stationnaire et instationnaire. Deux campagnes expérimentales ont été réalisées dans les souffleries de l'ONERA S2, en utilisant une maquette au 60^e du lanceur ARIANE 5.

L'expérience acquise lors des deux campagnes d'essais est d'une grande importance pour les versions améliorées d'ARIANE 5, comme ARIANE 5 Plus. Pour cette version d'ARIANE 5, la tuyère de l'étage central cryotechnique EPC est plus longue que dans la version standard, et munie d'un tore central, qui devrait augmenter localement les charges aérodynamiques.