FR2714359A1 - Système et procédé de chargement d'un diergol à utiliser avec un vaiseau spatial. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système, un réservoir portable de chargement de propergol et un procédé de chargement pour ravitailler en diergol un vaisseau spatial afin de charger des propergols dans ce vaisseau. Le système comporte un réservoir (32) de chargement de propergol pouvant être raccordé à l'entrée de propergol du réservoir (49) de stockage se trouvant dans le vaisseau spatial (31). Un système portable (33) de pesage fournit des signaux représentatifs du réservoir de chargement de propergol. Un réservoir (36) de réception est raccordé à la sortie d'évent du réservoir (49). Un second système (37) de pesage produit des signaux représentatifs du poids du réservoir (36) de réception. Une alimentation (42) en hélium est prévue, de même qu'un panneau (41) de chargement sous pression raccordé entre l'alimentation en hélium et le réservoir de chargement de propergol pour fournir une pression transférant le propergol vers le réservoir de stockage dans le vaisseau spatial. Domaine d'application: ravitaillement en diergol de vaisseaux spatiaux, etc.
Description
La présente invention concerne de manière générale des systèmes de
transfert de propergol à utiliser avec des systèmes de propulsion de vaisseaux spatiaux, et plus particulièrement un système et un procédé intégrés de5 stockage et de transfert destinés à stocker et transférer un propergol vers un vaisseau spatial pour une utilisation par un système de propulsion d'un vaisseau spatial. La Cessionnaire de la présente invention fabrique et lance des vaisseaux spatiaux qui utilisent des propulseurs embarqués pour orienter et repositionner le vaisseau pendant qu'il est en orbite afin d'optimiser sa position et son orientation. Un propergol à deux constituants, connu sous le nom de diergol, comprenant un carburant (hydrazine) et un comburant (N204), est chargé dans des réservoirs séparés de15 stockage, sur le vaisseau spatial, avant le lancement. En fonctionnement, les deux propergols liquides du diergol sont combinés dans une chambre intermédiaire sous la commande d'un ordinateur pour faire fonctionner des propulseurs choisis afin d'assurer une orientation appropriée du vaisseau
spatial.
Dans le passé, on utilisait un processus compli-
qué pour obtenir, transporter et charger les propergols liquides du diergol dans le vaisseau spatial. Ce processus est long, coûteux et entraîne de nombreux risques inutiles pour l'environnement et la sécurité. Ce processus est décrit
en référence de la figure 1 des dessins annexés décrits ci-
après. Plus particulièrement, la figure 1 montre un organi-
gramme illustrant un processus classique (10) pour acquérir, expédier et charger des propergols liquides d'un diergol dans un vaissau spatial. Les fournisseurs des propergols liquides constitués de l'hydrazine et du comburant remplissent indépendamment (11, 12), à la demande, assez de bidons de 208 litres de carburant et de petits conteneurs de comburant des propergols respectifs pour satisfaire une commande. Les bidons de 208 litres et les petits conteneurs sont utilisés sous les exigences du département des transports pour transporter les matières des diergols hautement toxiques et dangereuses jusqu'au site de lancement des vaisseaux spa-5 tiaux. Les bidons chargés de 208 litres de carburant et de petits conteneurs de comburant sont expédiés (13) avec des chariots de desserte de carburant et de comburant, au site de lancement. Au site de lancement, le chariot de carburant et les bidons de 208 litres de carburant sont mis en place et préparés (14) pour le transfert du carburant. Similairement, le chariot de comburant et les petits conteneurs de comburant sont mis en place et préparés (15) pour le transfert du comburant (N204). Un tamis moléculaire est préparé (16),15 lequel est utilisé pendant le ravitaillement à l'aide du chariot pour éliminer le fer (Fe) du comburant N204. Ceci était jusqu'à présent habituellement réalisé durant toutes les opérations de chargement de propergol. Le carburant est ensuite transféré (17) des bidons de carburant dans un chariot de ravitaillement en carburant. Le comburant est ensuite transféré (18) des petits conteneurs dans un chariot de ravitaillement en comburant. Ces deux étapes sont répétées pour transférer le carburant et le comburant de chaque conteneur demandé de carburant et de comburant dans les chariots de ravitaillement respectifs en carburant et en comburant. Après que le carburant et le comburant ont été
totalement transférés aux chariots respectifs de ravitaille-
ment en carburant et en comburant, chacun des chariots respectifs est échantillonné (19, 21) pour déterminer s'il y a une contamination quelconque de l'un des propergols liquides par suite du transfert. Les propergols sont ensuite conditionnés (22) pendant une période de 5 jours. Cette opération de conditionnement assure que la température des propergols est sensiblement la même que celle du vaisseau spatial, et elle assure une saturation en hélium pour le carburant et le comburant. Ensuite, les chariots respectifs de ravitaillement en carburant et en comburant sont soumis à une pression supplémentaire (23) en utilisant de l'hélium5 pour refouler le carburant ou le comburant du chariot respectif dans les réservoirs respectifs de stockage dans le vaisseau spatial. Le matériel de chargement, le tamis moléculaire et les chariots sont ensuite nettoyés (24) conformément aux exigences du département des transports10 concernant l'expédition de matières dangereuses. Les bidons de carburant et de comburant sont ensuite nettoyés (26) et
renvoyés au founisseur respectif ou mis au rebut, suivant le cas. Le conteneur de comburant est renvoyé (26) au fournis- seur pour être de nouveau rempli et réutilisé.15 Ainsi qu'il ressort clairement de la description
ci-dessus, ce processus (10) est compliqué et long, engendre des dangers pour l'environnement et expose le personnel d'accompagnement à des blessures potentielles. Ce processus prend environ 35 jours pour être mené à bien pour un vaisseau spatial typique. Cette longue période et l'échantillonnage demandé entrent pour une part importante dans les coûts de chargement de propergol dans les réservoirs de stockage du
vaisseau spatial.
Un objectif de l'invention est donc de procurer
un système et un procédé qui améliorent ce processus classi-
que et procurent un moyen très efficace, peu coûteux et sûr pour l'environnement pour obtenir, transporter et charger les
propergols constitutifs dans un vaisseau spatial.
Pour atteindre les objets ci-dessus et d'autres objectifs, du matériel perfectionné de servitude au sol a été concu et construit pour le ravitaillement en diergol de
vaisseaux spatiaux, ainsi qu'un nouveau processus de charge-
ment pour effectuer le chargement de propergols dans le vaisseau spatial. Plus particulièrement, la présente invention concerne un système de chargement de propergols à utiliser avec un vaisseau spatial comportant des réservoirs de stockage de carburant et de comburant qui possèdent des entrées respectives de propergols et des sorties d'évent. Le5 système comporte des réservoirs (conteneurs) portables de chargement de carburant et de comburant pour le stockage et le transfert sélectifs d'un propergol aux réservoirs respec- tifs de stockage de carburant et de comburant dans le vaisseau spatial. Chaque conteneur de chargement de propergol10 comprend un réservoir cylindrique en acier inoxydable dont la surface intérieure a reçu un polissage électrolytique. Un système portatif de pesage est prévu, lequel comporte plusieurs cellules de charge destinées à produire des signaux de sortie représentatifs du poids des réservoirs respectifs
chargés de propergols et du propergol. Un dispositif d'affi-
chage de cellules de charge est couplé au système portatif de pesage pour délivrer en sortie une indication du poids des réservoirs se chargeant de propergols et du propergol. Les réservoirs recevant du carburant et du comburant sont couplés
à la sortie d'évent de chaque réservoir de propergol respec-
tif dans le vaisseau spatial. Un second système de pesage est prévu, lequel comporte plusieurs cellules de charge destinées à produire des signaux de sortie représentatifs du poids des réservoirs respectifs de réception. Un second dispositif d'affichage de cellules de charge est couplé au second système de pesage pour délivrer en sortie une indication du poids des réservoirs récepteurs. Une alimentation en gaz inerte, tel que de l'hélium ou de l'azote, est prévue et un panneau de charge de pression est couplé sélectivement entre l'alimentation en gaz inerte et les réservoirs se chargeant de propergols pour produire une pression faisant sortir à force les propergols liquides des réservoirs de chargement de propergols et les introduisant dans les réservoirs de
stockage de propergols dans le vaisseau spatial.
Un procédé de chargement d'un propergol dans un vaisseau spatial consiste à stocker et transférer un proper-
gol dans des réservoirs portables de chargement de propergol, lesquels réservoirs permettent aussi un conditionnement par5 absorption de gaz et un conditionnement en température des propergols. Le conditionnement en température des propergols est effectué au moyen des réservoirs portables de chargement de propergols. Le vendeur/fournisseur ayant effectué la mise sous pression d'hélium après le chargement des réservoirs de10 chargement de propergols (température en fonction de la pression), la mise sous pression d'équilibre après le chargement des réservoirs de stockage du vaisseau spatial peut être plus précise, car une modélisation précise de la saturation en hélium gazeux des propergols liquides est15 effectuée. Ceci procure une prévision plus précise de la pression dans les réservoirs de stockage du vaisseau spatial après le chargement, afin que les pressions des réservoirs de
stockage soient conformes aux exigences de sécurité applica-
bles au site de lancement et au véhicule de lancement. Après que les réservoirs de chargement de propergols ont été raccordés aux réservoirs respectifs de stockage du vaisseau spatial puis que les réservoirs portables de chargement ont été mis sélectivement sous pression, le propergol est transféré aux réservoirs respectifs de stockage dans le vaisseau spatial. Le procédé peut comprendre en outre le pesage du réservoir respectif de chargement de propergols (et
du propergol qu'il contient) pendant le transfert du proper-
gol, la mise à l'évent vers un réservoir récepteur du réservoir respectif de propergol dans le vaisseau spatial, et le pesage du réservoir récepteur respectif J (et du propergol qu'il contient) pendant le transfert du propergol, la quantité de propergol transférée au réservoir respectif de stockage de propergol dans le vaisseau spatial étant égale à
la différence entre les poids mesurés.
Le matériel de servitude au sol de l'invention permet de charger en propergol un vaisseau spatial aux pressions demandées aux sites de lancement tout en satisfai- sant la totalité des exigences pouvant être appliquées au5 site de lancement et aux installations de traitement du vaisseau spatial. Les opérations de chargement d'un diergol
dans le vaisseau spatial sont effectuées de la même manière que sur un vaisseau spatial précédent fabriqué par la Cessionnaire de la présente invention, tel que les vaisseaux10 spatiaux "Intelsat" "HS-393" et, avant, "HS-601" et "HS-
376w". La méthodologie de chargement du vaisseau spatial ne change pas, mais le matériel de servitude au sol change et le
processus global de chargement est nouveau et perfectionné.
Le nouveau matériel de servitude au sol est un système portable. La différence principale entre le présent système
et les systèmes antérieurs est que les réservoirs de charge-
ment de propergols remplacent les bidons de 208 litres et les conteneurs plus petits de comburant remplacent les modules classiques de ravitaillement en carburant et en comburant et assurent un conditionnement amélioré des propergols. En éliminant les modules de service respectifs, on a éliminé les opérations suivantes, aboutissant donc à un processus amélioré de chargement des propergols. Les opérations qui ont été éliminées comprennent la mise en place et la mise en
service du chariot à carburant, l'échantillonnage du carbu-
rant, la mise en place et la mise en service du chariot à comburant et du tamis moléculaire, l'échantillonnage du comburant, le retrait de service du chariot à carburant, le retrait de service du chariot à comburant et du tamis moléculaire, le nettoyage de décontamination des bidons, l'élimination des matières dangereuses, l'élimination du Fréon et de l'alcool isopropylique (sauf pour le retrait de service du vaisseau spatial), et le conditionnement thermique
des propergols.
Dans la présente invention, le tamis moléculaire n'est plus nécessaire. Les conteneurs de chargement de propergols sont des conteneurs à fonctions multiples, servant de conteneurs d'expédition de propergols et de réservoirs5 desservant le vaisseau spatial. Tous les réservoirs de chargement de propergols ont l'approbation DOT (110A, 500W)
et sont identifiés NU. Tous les réservoirs ont subi à l'inté-
rieur un polissage électrolytique pour empêcher le fer (Fe) provenant du conteneur de passer par lixiviation en solution dans le comburant constitué de N204. Les réservoirs sont conçus pour rationnaliser les activités de la base de
lancement comprenant l'expédition et l'échantillonnage.
Jusqu'à présent, l'échantillonnage des propergols était effectué au site de lancement après que le carburant et le
comburant avaient été transférés de leurs conteneurs respec-
tifs d'expédition dans les chariots de chargement. Ce processus d'échantillonnage était nécessaire pour confirmer que les chariots de chargement et les propergols étaient en conformité avec les limites des spécifications. En éliminant le transfert des propergols dans les chariots de chargement au site de lancement, l'échantillonnage n'est plus nécessaire au site de lancement. La conformité des propergols liquides aux spécifications militaires est vérifiée par une analyse chimique effectuée par le fournisseur après le chargement du
réservoir de chargement de propergols et avant l'expédition.
Cependant, les contingences pour l'échantillonnage au site de lancement doivent être maintenues pour procurer une assurance d'inventaire dans le cas o un réservoir serait endommagé ou présenterait une fuite minime pendant le transport. La saturation en hélium du carburant et du comburant commence au moment o le fournisseur remplit les réservoirs de chargement du propergol, et le conditionnement thermique des propergols peut commencer dès que les conteneurs arrivent au site de
lancement ou à proximité de celui-ci.
En exécutant les opérations ci-dessus, on rationnalise les activités de lancement et on réduit de plus de 50 % le coût de traitement du lancement. Le chargement total des propergols dans un vaisseau spatial est ramené de 35 à 17 jours, les préoccupations concernant l'environnement sont respectées et les normes les plus strictes de qualité et
de sécurité sont maintenues.
L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est un organigramme illustrant le processus classique pour acquérir, expédier et charger les propergols liquides d'un diergol dans un vaisseau spatial; la figure 2 illustre schématiquement un sytème de chargement d'un diergol selon les principes de l'invention; la figure 3 est un organigramme illustrant un processus pour acquérir, expédier et charger des propergols liquides d'un diergol dans un vaisseau spatial en utilisant le système de chargement de diergol de la figure 2; les figures 4a, 4b et 4c sont une vue en coupe longitudinale, et deux vues en bout du réservoir de propergol utilisé dans le système de chargement de diergol de la figure 2; et la figure 5 est un schéma détaillé d'un système de chargement de diergol conçu pour charger un carburant ou
un comburant.
En référence aux dessins, la figure 2 illustre un système 30 de chargement de diergol conforme aux principes de l'invention. Le système 30 de chargement de diergol est conçu pour charger des propergols liquides d'un diergol dans un vaisseau spatial 31. Le système 30 de chargement de diergol montré sur la figure 2 représente une moitié du système 30 de chargement, tel que celui utilisé pour charger un carburant, par exemple. Une seconde partie sensiblement identique du système 30 est prévue pour charger un comburant. Seuls les constituants les plus importants du système 30 sont représen- tés et décrits en référence à la figure 2. Le système 30 de chargement de diergol est constitué de plusieurs réservoirs portables 32 de chargement de propulseurs constitués d'un carburant et d'un comburant (habituellement deux réservoirs 32 de 946 litres) qui sont utilisés pour transférer et stocker un carburant et un
comburant. Chaque réservoir 32 de chargement de propergols10 est disposé sur un système de pesage 33 qui comprend plu-
sieurs cellules de charge 24 conçues pour produire des signaux de sortie représentatifs du poids du réservoir 32 de chargement de propergols disposé sur elles. Les signaux de sortie sont transmis à un dispositif 35 d'affichage des
cellules de charge.
Un réservoir récepteur 36 est disposé sur un second système de pesage 37 qui comprend plusieurs cellules de charge 38 conçues pour produire des signaux de sortie représentatifs du poids du réservoir récepteur 36 disposé sur elles. Les signaux de sortie sont transmis à un second dispositif 39 d'affichage de cellules de charge. Un panneau 41 de charge de pression est raccordé à une alimentation 42
en gaz inerte (hélium ou azote) au moyen d'une valve 43.
L'alimentation 42 en hélium fournit une pression au système 30 pour transférer les propergols constitués du carburant ou du comburant au vaisseau spatial 31. Le panneau 41 de charge
de pression est raccordé à une entrée de pression du réser-
voir 32 de chargement de propergols au moyen de deux valves
, 46. Une sortie du réservoir 32 de chargement de proper-
gols est raccordée au moyen de valves principales 44, 45 de sortie à des valves 47, 48 à carburant ou comburant qui sont raccordées au moyen de deux valves respectives 50, 51 à des réservoirs 49 de stockage de propergols (carburant ou
comburant) dans le vaisseau spatial 31.
Une soupape d'évent 53 est raccordée à chacun des réservoirs 59 de stockage de propergols dans le vaisseau spatial 31 et établit un trajet de sortie pour du carburant et du comburant qui se dégagent par ébullition ou débordement5 pendant le chargement du vaisseau spatial pour empêcher la
formation d'un bouchon de vapeur. Ce dégagement par ébulli-
tion ou débordement du carburant et du comburant est retenu, pesé et stocké dans le réservoir récepteur 36. Plusieurs valves 57, 54, 55, 56, 57, 58, 59 sont prévues pour commander le dégagement par ébullition du carburant et du comburant dans le système 30 et vers le réservoir récepteur 36. Les valves 59, 46, 45, 44, 47, 48, 50, 51, 52, 53, 54, 56, 57, 58, 59, le panneau 41 de charge de pression et le réservoir récepteur 36 sont classiques et ce type d'agencement de valves a été utilisé dans le passé pour transférer des propergols liquides, carburant et comburant, au vaisseau
spatial 31.
La figure 3 est un organigramme illustrant un processus (70) pour acquérir, expédier et charger des propergols liquides d'un diergol dans le vaisseau spatial 31 en utilisant le système 30 de chargement de diergol de la
figure 2. Dans le processus (70), des fabricants et fournis-
seurs du comburant constitué de N204 et du carburant consti-
tué de monométhylhydrazine (MMH) remplissent (71, 72) les réservoirs respectifs 32 de chargement de propergols avec le carburant et le comburant. Le fabricant ou le fournisseur échantillonne ensuite (73) le carburant et le comburant dans chaque réservoir 32 de chargement pour vérifier qu'il n'y a pas d'autres contaminants dans ce réservoir, et qu'une saturation en hélium des propergols liquides est également réalisée. Le fabricant ou le fournisseur de comburant N204 vérifie que la faible teneur en fer ne dépasse pas l'exigence de la spécification MIL N204=MoN3(Fe) et qu'il n'y a pas d'autres contaminants dans ce réservoir. Chaque fabricant ou il fournisseur certifie que le contenu des réservoirs 32 de chargement de carburant et de comburant satisfait aux spécifications militaires avant l'expédition. Avant de desservir le vaisseau spatial, les réservoirs certifiés 32 de chargement de propergols liquides sont expédiés ou autrement transférés (74) dans l'installa- tion désignée de traitement de produits dangereux o le vaisseau spatial 31 doit être chargé et doit séjourner pour un conditionnement de température (75) pendant une période de10 5 jours. Le conditionnement de température (75) assure que la température du propergol est sensiblement la même que celle du vaisseau spatial 31 et il permet un contrôle final et un ajustement de la saturation en hélium du carburant et du comburant. Les réservoirs respectifs 32 de chargement de propergols carburant et comburant peuvent être soumis à une pression supplémentaire (76) avec de l'hélium afin que le carburant ou le comburant soit expulsé à force du réservoir portable de chargement et introduit dans les réservoirs respectifs 49 de stockage sur le vaisseau spatial 31. Après que les réservoirs du vaisseau spatial ont été chargés, le panneau 41 de charge de pression est nettoyé à sec par purge ou retiré du service (77) avec de l'azote gazeux. Les réservoirs 32 de chargement de propergols sont ensuite renvoyés (78) au fabricant ou au fournisseur respectif pour
être de nouveau remplis et réutilisés.
Les figures 4a à 4c sont une vue en coupe longitudinale des vues en bout respectives du réservoir 32 de chargement de propergol utilisé dans le système 30 de chargement de diergol de la figure 2. Le réservoir 32 de chargement de propergol est un réservoir en acier inoxydable
304L dont la surface intérieure a reçu un polissage électro-
lytique. Le réservoir 32 de chargement comporte un raccord 95 d'entrée/sortie, une sortie qui est raccordée au panneau 41 de charge de pression au moyen des valves 44, 45, et un raccord 96 qui est relié au vaisseau spatial 31 au moyen de certaines, spécifiques, des valves 46, 47, 48 suivant que le réservoir 32 de chargement est utilisé pour un carburant ou pour un comburant. Le réservoir 32 de chargement présente un5 certain nombre de lumières 97 d'inspection et un chapeau 98 de réservoir destiné à protéger les valves d'entrée et de sortie 45, 46 pendant le transport, et une garniture 99 d'étanchéité pour former un joint d'étanchéité secondaire. Le réservoir 32 de chargement peut avoir une longueur d'environ10 260 cm et un diamètre d'environ 76 cm, avec une épaisseur de paroi d'environ 1,27 à 1,6 cm, par exemple. Le réservoir 32 de chargement est réalisé de façon à supporter une pression
manométrique d'environ 3500 kPa. Le réservoir 32 est généra-
lement construit d'une manière classique, mais il est formé d'acier inoxydable 304L qui exige des procédés de soudage et autres différents de ceux de l'acier au carbone et il présente une surface intérieure ayant subi un polissage électrolytique, la rendant différente de celle de réservoirs
classiques de carburant et de comburant.
La figure 5 montre un schéma détaillé du système de chargement de diergol qui peut être utilisé pour charger un carburant ou un comburant. En plus des éléments décrits en référence à la figure 2 ci-dessus, d'autres
éléments sont montrés sur la figure 5 tels que des régula-
teurs 82, des manomètres 83, des raccords 84, des filtres 85, des soupapes de décharge 87, des clapets de retenue 88, des vannes de commande 89, un aspirateur 90, une jauge visuelle 61 et du tube 91 en acier inoxydable. La "tuyauterie" du système 30 est considérée classique dans la technique et elle ne sera pas décrite en détail. Il semble que l'homme de l'art puisse aisément raccorder entre eux les réservoirs 32 de chargement, les réservoirs 36 de réception et les réservoirs 49 de stockage. Le système 30 de chargement d'un diergol comprend un dispositif 81 de contrôle de propergol, un système 40 de réception comprenant le réservoir 36 de réception et les systèmes de pesage associés 37, 38 et 39, un panneau 41 de chargement sous pression utilisé pour commander le transfert du propergol, le réservir 32 de chargement du5 propergol et le système de pesage 33, et le vaisseau spatial 31. On donnera ci-après un résumé du fonctionnement décrivant l'utilisation de la présente invention. Les opérations suivantes ont lieu pendant des opérations de chargement de diergol pour un vaisseau spatial 31 du type HS 601, conformément à des procédures reconnues de servitude des vaisseaux spatiaux. Les réservoirs 32 de chargement de
propergols sont mis en place dans une installation de ravi-
taillement en carburant d'un site de lancement en prévision d'un conditionnement en température pendant 5 jours (120 heures). Le système 33 de pesage est placé dans la salle de ravitaillement en carburant. Un étalonnage de précharge et une vérification du fonctionnement du système 33 de pesage sont effectués. Le panneau 41 de chargement sous pression, le dispositif 81 de contrôle de basse pression, les réservoirs récepteurs 36 et le système 30 de chargement de diergol sont mis en place dans une zone adjacente au système 33 de pesage
et au vaisseau spatial 31.
Le réservoir 32 de chargement de comburant est placé sur le système de pesage 33. Après le raccordement de toutes les conduites, une vérification globale portant sur la
présence de fuites est effectuée. Du carburant et du combu-
rant sont ensuite transférés séparément vers les réservoirs 49 de stockage dans le vaisseau spatial 31. Après que les réservoirs 39 de stockage ont été chargés de carburant et comburant, le système 30 de chargement de propergols est amené à une pression de vol désignée. Après les opérations ci-dessus, les vannes de remplissage et de vidange du vaisseau spatial sont fermées et bloquées. Les conduites de chargement de propergols du vaisseau spatial 31 sont soumises à une aspiration, ventilées, débranchées et obturées. Les résidus restants sont évacués sous pression jusque dans leurs réservoirs récepteurs respectifs 36. Les valves situées sur les réservoirs respectifs 32, 36 sont fermées, coiffées, bloquées et mises en place pour l'expédition en retour. Les opérations ci-dessus sont répétées pour le chargement du carburant dans le vaisseau spatial 31 en utilisant le réservoir 32 de chargement de carburant. Le système 30 de10 chargement de diergol est mis hors service au moyen d'une purge à l'azote gazeux. Ceci élimine l'utilisation de Fréon et d'autres solvants de nettoyage qui engendrent des déchets dangereux. Après l'opération de mise hors servive, le
matériel est arimé et emballé pour l'expédition en retour.
Les réservoirs portables 32 de chargement de propergols servent de conteneurs d'expédition de propergol
homologués DOT et identifiés UN et ils supportent un char-
gement de propergols du vaisseau spatial 31. L'intérieur des réservoirs 32 de chargement de propergol est soumis à un polissage électrolytique. Le polissage électrolytique empêche l'acier inoxydable de libérer du fer (Fe) en solution dans le
comburant N204.
Le système portable 33 de pesage est une balance mécanique qui supporte les réservoirs 32 de chargement de propergols et mesure le déchargement du propergol pendant le chargement du vaisseau spatial 31. Ceci permet de fournir et de vérifier la fraction de remplissage appropriée, en poids ou en masse. Le système de pesage 33 est construit en acier inoxydable et comporte quatre cellules hydrauliques 34 de charge. Le dispositif électronique 35 d'affichage comprend des commutateurs à l'épreuve des explosions et il est logé dans du matériel à l'épreuve des explosions, satisfaisant à
toutes les réglementations HAZMAT.
Le panneau 41 de pression/chargement est conçu de façon à se comporter à la manière d'un système double. Le premier système aide à transférer du propergol des réservoirs 32 de chargement de propergols dans lesréservoirs 49 de stockage situés dans le vaisseau spatial 31. Le second système supporte la mise sous pression après chargement du vaisseau spatial 31. Le panneau 41 de chargement sous pression permet à un opérateur d'accéder aisément aux vannes de commande de remplissage de liquide du vaisseau spatial et d'avoir une plus grande visibilité pour le contrôle de la pression pendant le transfert du propergol et la mise sous pression, après le chargement, du vaisseau spatial 31. Les réservoirs 36 de réception sont identiques à
ceux utilisés dans des opérations de chargement précédentes.
Les réservoirs 36 de réception sont utilisés pour recevoir du carburant et du comburant débordant et se dégageant par ébullition lors du chargement. Chaque réservoir 36 de réception comprend un réservoir en acier inoxydable de 189 litres, conçu suivant le code ASME d'enceintes sous pression avec un facteur de sécurité de 4:1, ayant une pression manométrique maximale de travail de 700 kPa. Pendant des opérations de transfert de propergol vers un vaisseau spatial, les réservoirs 36 de réception sont placés sur le second système de pesage 37. Leur poids est éliminé par tarage afin que les résidus de propergol soient mesurés avec précision. Le second système de pesage 37 est réalisé en acier inoxydable avec quatre cellules hydrauliques 38 de charge et un dispositif électronique 39 d'affichage. Le dispositif électronique 39 d'affichage est encapsulé dans une enceinte à l'épreuve des explosions, qui satisfait à toutes les exigences HAZMAT de lancement et de sécurité. Les réservoirs 36 de réception ne contiennent pas de pompes mécaniques et fonctionnent avec des sources extérieures de pression. Deux petits dispositifs portatifs 81 de contrôle de basse pression, identifiés et spécialisés soit pour le service du carburant, soit pour le service du comburant, sont utilisés pour contrôler la pression initiale et le transfert du propergol dans le vaisseau spatial 31 et pour empêcher une détérioration des dispositifs de mesure de propergol qui sont à l'intérieur de chaque réservoir 49 de stockage de propergol dans le vaisseau spatial 31. Chaque dispositif 81 contient un manomètre 83 (0-84 kPa en valeur manométrique), des soupapes de décharge redondantes 87, deux robinets à main 89 de
commande et du tube associé 91.
On a donc décrit un système et un procédé intégrés, nouveaux et perfectionnés de stockage et de transfert pour le stockage et le transfert d'un propergol dans un vaisseau spatial pour une utilisation par un système
de propulsion du vaisseau spatial.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au système et au procédé décrits et
représentés sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (18)
1. Système de chargement de diergol à utiliser avec un vaisseau spatial (31) comportant des réservoirs (49) de stockage de propergol ayant chacun une entrée de propergol5 et une sortie d'évent, le système étant caractérisé en ce qu'il comporte deux réservoirs portables (32) de chargement de propergols destinés à stocker et transférer, respectivement, des propergols carburant et comburant, qui peuvent être raccordés, respectivement, à l'entrée de propergol des réservoirs de stockage de propergol dans le vaisseau spatial; un système portable (33) de pesage destiné à produire des signaux de sortie représentatifs du poids des réservoirs respectifs de chargement de propergols; un dispositif (35) d'affichage de poids raccordé au système portable de pesage pour fournir en sortie une indication
représentative du poids des réservoirs respectifs de char-
gement de propergols; une alimentation (42) en gaz inerte; et un panneau (41) de chargement sous pression pouvant être raccordé entre l'alimentation en gaz inerte et l'un des réservoirs respectifs de chargement de propergols pour lui appliquer une pression afin de transférer les propergols carburant et comburant vers les réservoirs respectifs de
stockage de propergol dans le vaisseau spatial.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque réservoir de chargement de propergol comprend un réservoir en acier inoxydable dont la surface
intérieure est soumise à un polissage électrolytique.
3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système portable de pesage comprend plusieurs cellules de charge (34) destinées à produire les signaux de sortie.
4. Système selon la revendication 1, caractérisé
en ce que l'alimentation en gaz inerte comprend une alimen-
tation en hélium gazeux.
5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alimentation en gaz inerte comprend une alimen-
tation en azote gazeux.
6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage de poids comprend une cellule de charge.
7. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre deux réservoirs (36) de réception raccordés aux sorties d'évent des réservoirs respectifs de stockage de propergol dans le vaisseau spatial; un second système de pesage (37) qui comporte plusieurs cellules de charge (38) destinées à produire des signaux représentatifs du poids des réservoirs respectifs de réception; et un second dispositif (39) d'affichage des cellules de charge raccordé au second système de pesage pour délivrer en sortie une indication du poids des réservoirs
respectifs de réception.
8. Système de chargement de diergol à utiliser avec un vaisseau spatial (31) comportant des réservoirs (49) de stockage de propergol ayant chacun une entrée de propergol et une sortie d'évent, le système étant caractérisé en ce qu'il comporte deux réservoirs portables (32) de chargement
de propergols destinés à stocker et transférer, respec-
tivement, des propergols carburant et comburant et pouvant être raccordés, respectivement, à l'entrée de propergol des réservoirs de stockage de propergol dans le vaisseau spatial; un système portable (33) de pesage destiné à produire des signaux de sortie représentatifs du poids des réservoirs respectifs de chargement de propergols; un dispositif (35) d'affichage de cellules de charge raccordé au système portable de pesage pour délivrer en sortie une indication du poids des réservoirs respectifs de chargement de propergols; deux réservoirs (36) de réception raccordés aux sorties d'évent des réservoirs respectifs de stockage de propergol dans le vaisseau spatial; un second système de pesage (37) qui comporte plusieurs cellules de charge (38)
destinées à produire des signaux de sortie représentatifs du poids des réservoirs respectifs de réception; un second dispositif (39) d'affichage de cellules de charge raccordé au5 second système de pesage pour délivrer en sortie une indi-
cation du poids des réservoirs respectifs de réception; une alimentation (42) en gaz inerte; et un panneau (41) de
chargement sous pression pouvant être raccordé entre l'ali-
mentation en hélium et les réservoirs respectifs de char-
gement de propergol afin de leur appliquer une pression pour transférer les propergols carburant et comburant vers les réservoirs respectifs de stockage de propergol dans le
vaisseau spatial.
9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque réservoir de chargement de propergol comprend un réservoir en acier inoxydable dont la surface
intérieure a été soumise à un polissage électrolytique.
10. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le système portable de pesage comprend plusieurs cellules de charge (34) destinées à produire les signaux de sortie.
11. Système selon la revendication 8, caractérisé
en ce que l'alimentation en gaz inerte comprend une alimen-
tation en hélium gazeux.
12. Système selon la revendication 8, caractérisé
en ce que l'alimentation en gaz inerte comprend une alimen-
tation en azote gazeux.
13. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage de poids comprend une
cellule de charge.
14. Système de chargement d'un diergol à utiliser avec un vaisseau spatial (31) comportant des réservoirs (49)
de stockage de propergols ayant chacun une entrée de proper-
gol et une sortie d'évent, un système portable de pesage (33) destiné à produire des signaux de sortie représentatifs du poids des réservoirs respectifs (32) de chargement de propergol, un dispositif (35) d'affichage de poids raccordé au système portable de pesage pour indiquer en sortie le poids des réservoirs respectifs de chargement de propergol-,5 une alimentation (42) en gaz inerte, et un panneau (41) de
chargement sous pression pouvant être raccordé à l'alimenta-
tion en hélium pour fournir une pression pour transférer les propergols carburant et comburant vers les réservoirs respectifs de stockage de propergol dans le vaisseau spatial, le système étant caractérisé en ce qu'il comporte deux réservoirs portables (32) de chargement de propergol destinés à stocker et transférer, respectivement, des propergols
carburant et comburant et pouvant être raccordés, respec-
tivement, entre l'entrée de propergol des réservoirs de stockage de propergols dans le vaisseau spatial et le panneau
de chargement sous pression.
15. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque réservoir de chargement de propergol comprend un réservoir en acier inoxydable dont la surface
intérieure a été soumise à un polissage électrolytique.
16. Procédé de chargement de propergol dans un vaisseau spatial (31) ayant un réservoir (49) de stockage de propergol, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes qui
consistent à charger et stocker un propergol dans un réser-
voir portable (32) de chargement de propergol; à échantil-
lonner le propergol dans le réservoir de chargement pour
vérifier qu'il ne contient pas de fer ou d'autres contami-
nants; à transférer le réservoir portable de chargement de propergol vers un site de lancement; à conditionner en température le propergol dans le réservoir de chargement de propergol; à raccorder le réservoir portable de chargement de propergol au réservoir (49) de stockage de propergol dans le vaisseau spatial; et à mettre sous pression le réservoir portable de chargement de propergol pour transférer le propergol vers le réservoir de stockage de propergol dans le
vaisseau spatial.
17. Procédé selon la revendication 16, carac- térisé en ce qu'il comprend en outre l'étape qui consiste à
saturer en hélium gazeux les propergols liquides.5
18. Procédé selon la revendication 16, carac-
térisé en ce qu'il comprend en outre les étapes qui consis-
tent à peser le réservoir de chargement de propergol pendant le transfert du propergol; à ventiler le réservoir de stockage de propergol se trouvant dans le vaisseau spatial vers un réservoir (36) de réception, et à peser le réservoir de réception pendant le transfert du propergol, la quantité de propergol transférée vers le réservoir de stockage de propergol étant égale à la différence entre les poids mesurés du réservoir de stockage de propergol et du réservoir de
réception.
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