Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02931218 2016-05-19
WO 2015/092159
PCT/FR2014/000266
Structure segmentée, en particulier pour réflecteur d'antenne de satellite,
pourvue d'au moins un dispositif de déploiement à parallélogramme.
La présente invention concerne une structure segmentée.
Cette structure segmentée comprend au moins deux panneaux liés
ensemble et destinés à être déployés dans l'espace.
Bien que non exclusivement, la présente invention s'applique plus
particulièrement à une structure segmentée faisant partie d'un réflecteur
d'antenne de satellite de télécommunication, en particulier à un réflecteur
d'antenne de grande dimension, fonctionnant dans des bandes de fréquence
élevées. La taille du réflecteur est inversement proportionnelle à la
fréquence
(pour un gain constant). Un tel réflecteur d'antenne comprend généralement
une structure rigide (appelée coque) pourvue d'une surface réfléchissante et
des moyens de renfort à l'arrière de cette surface, qui participent au
maintien
de la coque et à la liaison avec le satellite.
La grande dimension de la coque d'un tel réflecteur pose des
problèmes d'encombrement lors de l'envoi dans l'espace d'un satellite pourvu
d'un tel réflecteur à l'aide d'un lanceur spatial.
Aussi, pour des réflecteurs rigides présentant des diamètres de
plusieurs mètres, on prévoit une structure segmentée, pourvue de plusieurs
panneaux, en particulier une structure à trois panneaux comprenant un
panneau central et deux panneaux d'extrémité.
Cette structure segmentée comporte, de plus, un dispositif de
déploiement par panneau d'extrémité, qui est apte à amener le panneau
d'extrémité relativement au panneau principal :
- soit dans une position de stockage, dans laquelle le panneau d'extrémité est
superposé au panneau principal sur la face arrière de ce dernier, la face
avant
du panneau d'extrémité étant dirigée dans le même sens que la face avant du
panneau principal ;
CA 02931218 2016-05-19
2
WO 2015/092159
PCT/FR2014/000266
- soit dans une position déployée, dans laquelle le panneau d'extrémité est
positionné à côté et contre le panneau principal de manière à former un
ensemble continu au moins sur leurs faces avant.
Dans une telle structure segmentée, chaque panneau d'extrémité
peut donc prendre une position de stockage pour le transport dans le lanceur
spatial et une position déployée lorsque le satellite se trouve dans l'espace.
La présente invention concerne une structure segmentée, en
particulier pour réflecteur d'antenne de satellite, comprenant au moins deux
panneaux et un dispositif de déploiement permettant de réaliser dans l'espace
un déploiement efficace et avantageux de ces deux panneaux.
Selon l'invention, ladite structure segmentée du type comprenant :
- au moins deux panneaux, un premier panneau dit principal comprenant une
face avant et une face arrière, et un second panneau dit secondaire
comprenant également une face avant et une face arrière ; et
- au moins un dispositif de déploiement relié aux faces arrière respectivement
desdits panneaux principal et secondaire et apte à amener ledit panneau
secondaire dans l'une ou l'autre des deux positions suivantes, relativement
audit panneau principal :
= une position de stockage, dans laquelle ledit panneau secondaire est
au moins partiellement superposé audit panneau principal sur la face
arrière de ce dernier, la face avant dudit panneau secondaire étant
dirigée dans le même sens que la face avant dudit panneau principal ;
et
= une position déployée, dans laquelle ledit panneau secondaire est
positionné vers l'extérieur du panneau principal, à côté et contre ledit
panneau principal de manière à former un ensemble continu au moins
sur leurs faces avant,
est remarquable en ce que ledit dispositif de déploiement comporte :
- un système à parallélogramme comprenant au moins deux bras de liaison
agencés sensiblement parallèlement, de manière à former un
parallélogramme, chacun desdits bras de liaison étant lié par une première de
CA 02931218 2016-05-19
3
WO 2015/092159
PCT/FR2014/000266
ses extrémités, via une première articulation comprenant au moins un premier
ressort, à la face arrière dudit panneau secondaire, et par une seconde de ses
extrémités, via une seconde articulation comprenant au moins un second
ressort, à la face arrière dudit panneau principal, lesdits premier et second
ressorts étant aptes, après précontrainte, à déplacer ledit panneau secondaire
par rapport audit panneau principal suivant un mouvement de translation
circulaire de la position de stockage à une position intermédiaire ; et
- des moyens de guidage auxiliaire configurés pour mettre en oeuvre un
guidage terminal de ladite position intermédiaire à la position déployée.
Ainsi, grâce à l'invention, le panneau secondaire de la structure
segmentée peut être déployé de façon efficace et avantageuse dans l'espace,
de la position de stockage à la position déployée, comme précisé ci-dessous.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, le dispositif de
déploiement comporte, de plus, au moins un amortisseur à frottement sec,
fixé par l'intermédiaire d'articulations auxiliaires, respectivement, par une
première de ses extrémités sur la face arrière du panneau secondaire, et par
une seconde de ses extrémités surla face arrière du panneau principal.
Lesdits premier et second ressorts peuvent présenter différentes
caractéristiques. En particulier, avantageusement :
- au moins l'un desdits premier et second ressorts est réalisé en l'un des
matériaux suivants : un matériau métallique, un matériau composite, et un
matériau céramique ;
- au moins l'un desdits premier et second ressorts correspond à l'un des
types
de ressort suivants : un ressort à lamelle et un ressort à torsion ;
- au moins l'un desdits premier et second ressorts est pourvu d'un traitement
de surface ; et/ou
- au moins l'un desdits premier et second ressorts est pourvu d'une
protection
thermique souple.
Par ailleurs, de façon avantageuse, au moins l'une desdites première
et seconde articulations comprend au moins un élément élastique générant
une souplesse dans un plan sensiblement parallèle au plan moyen du
CA 02931218 2016-05-19
4
WO 2015/092159
PCT/FR2014/000266
panneau principal. De plus, avantageusement, les axes de rotation des
première et seconde articulations de chacun des bras de liaison du système à
parallélogramme sont adaptés à des caractéristiques géométriques de la
structure segmentée de sorte que le panneau secondaire suit le profil du
panneau principal lors du déplacement. En outre, de préférence, lesdites
premières articulations des bras de liaison du système à parallélogramme
sont agencées sensiblement au niveau du centre de gravité du panneau
secondaire.
Par ailleurs, dans un premier mode de réalisation, lesdits moyens de
guidage auxiliaire comprennent :
- au moins un câble qui est lié par l'une de ses extrémités au panneau
secondaire et par l'autre de ses extrémités au panneau principal, au niveau de
faces de contact respectives ; et
- au moins un dispositif enrouleur apte à enrouler ledit câble pour
approcher
ledit panneau secondaire dudit panneau principal.
En outre, dans un second mode de réalisation, lesdits moyens de
guidage auxiliaire comprennent au moins deux rails de guidage agencés sur
la face arrière du panneau principal de manière à permettre au panneau
secondaire de glisser sur lesdits rails de guidage, lesdits rails de guidage
étant configurés pour guider le panneau secondaire jusqu'à la position
déployée, lors du guidage terminal, et le système à parallélogramme (faisant
également partie des moyens de guidage auxiliaire) est configuré pour
presser ledit panneau secondaire sur lesdits rails de guidage et pour le
déplacer afin de mettre en oeuvre le guidage terminal.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, la structure
segmentée comprend :
- un panneau principal central ;
- deux panneaux secondaires agencés de part et d'autre dudit panneau
principal central dans la position déployée de manière à présenter une forme
parabolique ; et
CA 02931218 2016-05-19
WO 2015/092159
PCT/FR2014/000266
- deux dispositifs de déploiement associés, respectivement auxdits panneaux
secondaires.
La présente invention concerne également :
- un réflecteur d'antenne de satellite qui comprend une structure segmentée
5 telle que précitée ; et
- un satellite qui comprend au moins une telle structure segmentée ou un
tel
réflecteur d'antenne.
La présente invention concerne également un procédé de
déploiement d'une structure segmentée telle que précitée.
Selon l'invention, ce procédé comprend des étapes successives
consistant, lors du déploiement de la position de stockage à la position
déployée :
a) à réaliser un mouvement de translation circulaire du panneau secondaire
par rapport au panneau principal jusqu'à ladite position intermédiaire, à
l'aide
du système à parallélogramme ; et
b) à mettre en oeuvre le pilotage terminal de la position intermédiaire à la
position déployée, à l'aide des moyens de guidage auxiliaire.
Dans une première variante de réalisation, l'étape b) consiste à
approcher ledit panneau secondaire dudit panneau principal en enroulant au
moins un câble lié par l'une de ses extrémités au panneau secondaire et par
l'autre de ses extrémités au panneau principal, au niveau de faces de contact
respectives, à l'aide d'au moins un dispositif enrouleur.
En outre, dans une seconde variante de réalisation, l'étape b)
consiste à presser et à faire glisser le panneau secondaire sur au moins deux
rails de guidage agencés sur la face arrière du panneau principal, jusqu'à la
position déployée, à l'aide dudit système à parallélogramme.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment
l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques
désignent des éléments semblables.
La figure 1 est une vue schématique en plan d'un mode de réalisation
particulier d'une structure segmentée illustrant l'invention et comprenant un
CA 02931218 2016-05-19
6
WO 2015/092159
PCT/FR2014/000266
panneau principal central, ainsi que deux panneaux secondaires, en position
de stockage.
La figure 2 montre, schématiquement en perspective, une structure
segmentée dans une situation de déploiement d'un panneau secondaire.
Les figures 3 à 5 sont différentes vues schématiques permettant de
montrer l'agencement d'axes de rotation d'articulations.
Les figures 6 et 7 illustrent, schématiquement, en perspective, des
exemples de réalisation d'articulations d'un système à parallélogramme.
La figure 8 montre un exemple particulier de moyens de guidage
auxiliaire.
Les figures 9A à 9F illustrent, en vue schématique en perspective,
différentes étapes successives de déploiement de panneaux secondaires par
rapport à un panneau principal d'une structure segmentée.
La structure segmentée 1, illustrant l'invention et représentée
schématiquement sur la figure 1 notamment, est destinée, plus
particulièrement bien que non exclusivement, à un réflecteur d'antenne de
satellite de télécommunication. Un tel réflecteur d'antenne comprend
généralement, lorsqu'il est déployé dans l'espace, une structure rigide
(appelée coque) pourvue d'une surface réfléchissante, ainsi que des moyens
de renfort et de maintien (non représentés) à l'arrière de cette structure,
qui
participent au maintien de la coque et à la liaison avec le satellite.
Notamment
pour des raisons d'encombrement lors du lancement du satellite par un
lanceur spatial, cette structure est de type segmenté, c'est-à-dire qu'elle
est
formée de plusieurs segments ou panneaux.
Plus précisément, la présente invention concerne une structure
segmentée 1 du type comprenant :
- au moins deux panneaux, à savoir au moins un premier panneau 2 dit
principal comprenant une face avant 2A et une face arrière 2B (figures 1 et
2),
et au moins un second panneau 3, 4 dit secondaire comprenant également
une face avant 3A, 4A et une face arrière 3B, 4B ; et
CA 02931218 2016-05-19
7
WO 2015/092159
PCT/FR2014/000266
- au moins un dispositif de déploiement 5 qui est relié aux faces arrière
2B et
3B respectivement du panneau principal 2 et d'un panneau secondaire 3, 4 (le
dispositif de déploiement 5 destiné au panneau 4 n'étant pas représenté dans
l'exemple de la figure 2).
Ce dispositif de déploiement 5 est apte à amener le panneau
secondaire associé, par exemple le panneau secondaire 3, dans l'une ou
l'autre des deux positions suivantes, relativement au panneau principal 2 :
- une position de stockage P1, comme représenté sur les figures 1 et 9A,
dans laquelle ledit panneau secondaire 3 est au moins partiellement
superposé et de préférence complètement superposé au panneau principal 2
sur la face arrière 2B de ce dernier. La face avant 3A du panneau secondaire
3 est dirigée dans le même sens que la face avant 2A du panneau principal
2 ; et
- une position déployée P2, comme représenté sur les figures 9E et 9F, dans
laquelle le panneau secondaire 3 est positionné à côté et contre le panneau
principal 2 de manière à former un ensemble continu au moins sur leurs faces
avant 2A et 3A.
Dans la description de la présente invention, on entend :
- par face avant et face arrière, les deux faces d'un panneau, la face
avant 3A,
4A d'un panneau secondaire 3, 4 étant superposée au moins partiellement à
la face arrière 2B du panneau principal 2, chaque face avant 2A, 3A, 4A
correspondant dans le cas d'un réflecteur d'antenne à la face réfléchissante ;
et
- par intérieur et extérieur, les positions des différents éléments concernés
par
rapport au centre de la structure segmentée 1 dans la position déployée de
cette dernière (figure 9F), intérieur s'appliquant à la position la plus
proche
du centre et extérieur s'appliquant à la position la plus éloignée du
centre
dans cette position déployée (dans la direction d'un axe X1-X1 (figure 1), en
l'occurrence un axe de symétrie de la structure segmentée 1).
Dans le mode de réalisation préféré, représenté sur les figures, la
structure segmentée 1 comprend :
CA 02931218 2016-05-19
8
WO 2015/092159
PCT/FR2014/000266
- un panneau principal 2 central ;
- deux panneaux secondaires 3 et 4 agencés de part et d'autre dudit panneau
principal 2 central dans la position complètement déployée (figure 9F) de
telle
sorte que ces trois panneaux 2, 3 et 4 présentent une forme parabolique dans
cette position complètement déployée ; et
- deux dispositifs de déploiement 5 associés, respectivement, auxdits
panneaux secondaires 3 et 4, dont uniquement celui associé au panneau
secondaire 3 est représenté sur la figure 2 et les figures 9A à 9E.
Dans la situation de la figure 1, les deux panneaux secondaires 3 et 4
sont dans la position de stockage P1.
Selon l'invention, chacun des dispositifs de déploiement 5 de la
structure segmentée 1, comporte :
- un système à parallélogramme 6 comprenant au moins deux bras de liaison
7 et 8 agencés sensiblement parallèlement, de manière à former un
parallélogramme 9. Chacun desdits bras de liaison 7 et 8 est lié par une
première 7A, 8A de ses extrémités, via une articulation 10 comprenant au
moins un ressort 11, à la face arrière 3B, 4B du panneau secondaire 3, 4
(figure 6), et par une seconde 7B, 8B de ses extrémités, via une articulation
12 comprenant au moins un ressort 13, à la face arrière 2B du panneau
principal 2 (figure 7). Les ressorts 11 et 13 sont aptes, après précontrainte,
à
déplacer le panneau secondaire 3, 4 par rapport au panneau principal 2, de
l'intérieur vers l'extérieur, suivant un mouvement de translation circulaire
de la
position de stockage P1 à une position intermédiaire PI non superposée
(c'est-à-dire pour laquelle le panneau secondaire 3, 4 et le panneau principal
2 ne sont plus superposés ou uniquement sur une zone réduite) ; et
- des moyens de guidage auxiliaire 15, 16 configurés pour mettre en oeuvre
un guidage terminal de ladite position intermédiaire PI à la position déployée
P2.
Un tel dispositif de déploiement 5 permet de réaliser un déploiement
efficace et avantageux du panneau secondaire 3, 4, auquel il est associé, de
CA 02931218 2016-05-19
9
WO 2015/092159
PCT/FR2014/000266
la position de stockage P1 à la position déployée P2, comme précisé ci-
dessous.
Le déploiement est donc mis en oeuvre par un système à
parallélogramme 6 fixé d'une part sur une zone périphérique de la face arrière
2B du panneau principal 2 central et d'autre part sur la face arrière 3B, 4B
du
panneau secondaire 3, 4 déployable. Le mouvement de déploiement décrit
par le panneau secondaire 3,4 dans le référentiel du panneau principal 2 est
un mouvement de translation circulaire. Le parallélogramme 9 possède, à
chaque extrémité, des articulations 10 et 12 permettant au panneau
secondaire 3, 4 de venir accoster le panneau principal 2. Le point
d'accrochage G (figure 2) sur le panneau secondaire 3, est choisi de manière
à être voisin du centre de gravité de ce dernier de manière à minimiser les
moments d'inertie lors du déploiement.
Le dispositif de déploiement 5 d'un panneau secondaire 3, 4
comporte, de plus, au moins un amortisseur 17 à frottement sec (dit de
Coulomb). Cet amortisseur 17 à frottement sec est fixé, par l'intermédiaire
d'articulations auxiliaires 18 et 19, respectivement, comme représenté
schématiquement sur la figure 2 :
- par une première 17A de ses extrémités sur la face arrière 3B du panneau
secondaire 3 correspondant ; et
- par une seconde 17B de ses extrémités sur la face arrière 2B du panneau
principal 2.
Un tel amortisseur 17 permet de réaliser le contrôle de la vitesse de
déploiement et l'amortissement des oscillations en bout de course.
Les bras de liaison 7 et 8 du parallélogramme 9 peuvent être réalisés
en sandwich nida ou en tube de fibres de carbone. Les contraintes
mécaniques sur les bras de liaison 7 et 8 étant faibles, la masse linéique des
bras 7 et 8 est également faible. Dans un mode de réalisation préféré, les
interfaces 20 (figure 6) et 21 (figure 7) des bras de liaison 7, 8 avec les
articulations 10 et 12 sont métalliques, en alliage d'aluminium ou de titane.
CA 02931218 2016-05-19
WO 2015/092159
PCT/FR2014/000266
La motorisation de la première partie de la cinématique, c'est-à-dire le
déploiement du panneau secondaire 3, 4 avec le parallélogramme 9, est mise
en oeuvre par l'intermédiaire des ressorts 11 et 13 qui présentent des
caractéristiques appropriées et qui sont précontraints de manière à disposer
5 de
l'énergie suffisante pour mettre en oeuvre le déplacement. Ces ressorts 11
et 13 sont libérés lorsque des points de gerbage usuels du panneau
secondaire 3, 4 sont libérés.
Les ressorts 11 sont fixés, par exemple via une pièce 22 en forme de
plot saillant, sur un élément de structure 23, par exemple de forme plane, qui
10 est
solidaire de la face arrière 3B du panneau secondaire 3 et sensiblement
orthogonal à cette dernière, comme représenté sur la figure 6. Les ressorts 13
sont fixés sur un élément de structure 24 allongé, qui est solidaire de la
face
arrière 2B du panneau principal 2 et qui est agencé transversalement, comme
représenté sur la figure 7 et précisé ci-dessous en référence aux figures 3 à
5.
Ces ressorts 11 et 13 présentent, en outre, les caractéristiques
précisées ci-après.
Concernant le matériau utilisé pour la fabrication des ressorts 11 et
13, on recherche une résistance vive élastique élevée, une bonne résilience,
ainsi qu'une bonne endurance vis-à-vis des flexions. Aussi, on peut utiliser
pour les ressorts 11 et 13 un alliage d'acier 45Si7 (ressort à lame) ou de
type
corde à piano . En outre, afin d'avoir un module d'Young indépendant de la
température, on peut utiliser de l'Elinvar (acier à 33 % de nickel, 12 % de
chrome, 1,2 % de manganèse).
On peut également utiliser pour les ressorts 11 et 13 des matériaux
composites, à base de fibres de verre ou de fibres de carbone, qui présentent
des caractéristiques de tenue et de masse avantageuses.
Outre par le choix du matériau, les performances des ressorts 11 et
13 peuvent également être améliorées par un traitement de surface du
matériau. En effet, les ressorts mettent en compression et en traction les
couches superficielles du matériau, induisant des risques de rupture en
11
CA 02931218 2016-05-19
WO 2015/092159
PCT/FR2014/000266
fatigue. Ce traitement peut être, par exemple, le grenaillage de précontrainte
sur un matériau métallique.
De plus, les ressorts 11 et 13 sont, de préférence, pourvus d'une
protection thermique souple.
En outre, lesdites articulations 10 et 12 comprennent respectivement
des éléments élastiques 25 (figure 6) et 26 (figure 7), par exemple des
ressorts à lamelle, qui génèrent une souplesse dans un plan parallèle au plan
moyen du panneau principal 2.
Par ailleurs, les axes de rotation des articulations 10 et 12 sont
adaptés aux caractéristiques de la structure segmentée 1 de sorte que le
panneau secondaire 3, 4 suit le profil du panneau principal 2 lors de la
rotation.
Plus précisément, comme représenté sur les figures 3 à 5, l'axe
longitudinal L de l'élément de structure 24 (qui définit l'axe de rotation des
articulations 12), est saillant transversalement au plan moyen XZ du panneau
principal 2 (Z étant par exemple défini selon l'axe X1-X1 et X étant
orthogonal
à Z dans ce plan moyen), mais est incliné par rapport à la normale Y au point
considéré.
Plus précisément, dans l'exemple représenté sur ces figures, l'axe
longitudinal L:
- est décalé par rapport à la normale d'un angle al, par exemple 100 dans
un
mode de réalisation particulier, suivant YZ (figure 4) ; et
- est décalé par rapport à la normale d'un angle a2, par exemple 5 dans un
mode de réalisation particulier représenté, suivant XY (figure 5).
Les articulations 10 et 12 peuvent être réalisées avec des ressorts de
type à lamelle (flexion) ou à spires cylindriques (torsion) en matériau
métallique, composite ou céramique. Un dispositif de déploiement 5 tel que
décrit ci-dessus, comprenant notamment de telles articulations 10 et 12,
présente de nombreux avantages, et notamment :
- une grande légèreté (absence de moteur électrique et de commandes
dédiées) ;
CA 02931218 2016-05-19
12
wo 2015/092159 PCT/FR2014/000266
- une absence de lubrification (pas de pollution, tenue aux basses
températures) ; et
- une bonne robustesse aux ambiances climatiques en milieu spatial
(dilatations thermiques différentielles, radiations, oxygène atomique,
pollution,...).
Par ailleurs, lesdits moyens de guidage auxiliaire 15, 16 destinés à
mettre en oeuvre le guidage terminal à partir de la position PI peuvent être
réalisés de différentes manières.
Dans un premier mode de réalisation, les moyens de guidage
auxiliaire 15 comprennent, comme représenté très schématiquement sur les
figures 9D et 9E:
- au moins un câble 28 qui est lié par l'une de ses extrémités au panneau
secondaire 3 et par l'autre de ses extrémités au panneau principal 2, au
niveau de faces de contact 3C ou 2C respectives ; et
- au moins un dispositif enrouleur 29 entraîné de préférence par 'un moteur
électrique, qui est apte à enrouler ledit câble 28 pour approcher ledit
panneau
secondaire 3 dudit panneau principal 2.
De préférence, les moyens de guidage auxiliaire 15 comprennent
plusieurs ensembles de câble 28 et dispositif enrouleur 29 associés.
Ce premier mode de réalisation permet de réaliser le guidage terminal
du panneau secondaire 3, puis de fixer le panneau secondaire 3 au panneau
principal 2 avec la précision et la sûreté de fonctionnement requises. Par une
étude dynamique, on peut évaluer les fréquences de résonance des câbles
28, et prévoir des points de gerbage réalisés par exemple par du fil d'aramide
coupé par un fil chaud. L'écart entre le panneau principal 2 et le panneau
secondaire 3 est très faible avec ce premier mode de réalisation, étant donné
le très faible encombrement des câbles 28. Le volume sous coiffe (lors d'un
lancement par lanceur spatial) est donc optimisé au maximum.
En outre, dans un second mode de réalisation, représenté
schématiquement sur la figure 8, les moyens de guidage auxiliaire 16
comprennent au moins deux rails de guidage 30 et 31 agencés sur la face
CA 02931218 2016-05-19
13
WO 2015/092159
PCT/FR2014/000266
arrière 2B du panneau principal 2 de manière à permettre au panneau
secondaire 3, 4 de glisser sur lesdits rails de guidage 30 et 31. Dans le mode
de réalisation préféré, représenté sur la figure 8, les moyens de guidage
auxiliaire 16 comprennent deux rails de guidage 30 et 31 agencés, de part et
d'autre, près de la périphérie du panneau principal 2. Ces rails de guidage 30
et 31 sont configurés pour permettre de guider le panneau secondaire 3, 4
jusqu'à sa position déployée P2. De plus, le système à parallélogramme 6 est
configuré (par un agencement approprié du parallélogramme 9 et des axes de
rotation), pour presser ledit panneau secondaire 3, 4 sur lesdits rails de
guidage 30 et 31 et pour le déplacer afin de mettre en oeuvre le guidage
terminal.
Ainsi, par une précontrainte appropriée des ressorts 11 et 13, on
réalise le déplacement terminal d'approche du panneau secondaire 3, 4 sur le
panneau principal 2. Un appui sur les deux rails de guidage 30 et 31 entre
chaque panneau secondaire 3, 4 et le panneau principal 2 permet d'effectuer
la cinématique attendue. De plus, le frottement généré par cet appui peut
constituer un appoint pour l'amortissement généré par l'amortisseur 17 ou
même le remplacer. Un système de fixation usuel adapté (non représenté)
permet la fixation automatique des panneaux secondaires 3, 4 au panneau
principal 2.
Ce second mode de réalisation, qui présente une motorisation
intégrée aux joints cinématiques, présente l'avantage de supprimer toute
motorisation et toute commande. Pour les ressorts 11 et 13, on choisit des
matériaux présentant des caractéristiques de raideur, en fonction de la
température, compatible avec les exigences. En outre, des protections
thermiques souples peuvent être prévues pour limiter la plage de température
vue par les ressorts 11 et 13. Ce second mode de réalisation est donc plus
simple (absence de câble) et moins coûteux en fabrication et en intégration.
De plus, il est par conception plus léger (pas de moteur, ni de génération
d'énergie électrique) et plus compact.
CA 02931218 2016-05-19
14
WO 2015/092159
PCT/FR2014/000266
Suivant le contexte d'utilisation, l'un ou l'autre des premier et second
modes de réalisation précités peut se révéler le plus avantageux.
Les dispositifs de déploiement 5 de la structure segmentée 1,
associés aux différents panneaux secondaires 3 et 4 de cette structure
segmentée 1, permettent donc de réaliser un déploiement de la structure
segmentée 1 d'une position de stockage complet (pour laquelle tous les
panneaux secondaires 3 et 4 sont dans une position de stockage P1 comme
représenté sur la figure 9A) à une position complètement déployée (pour
laquelle tous les panneaux secondaires 3 et 4 sont dans une position
déployée P2, comme représenté notamment sur la figure 9F).
Le dispositif de déploiement 5 comporte également des moyens non
représentés (par exemple une unité centrale) pour commander, notamment, le
moteur électrique du dispositif enrouleur 29.
Par ailleurs, la structure segmentée 1 comprend des moyens de
maintien usuels (non représentés) des différents panneaux 2, 3 et 4 dans la
position de stockage P1. Ces moyens de maintien sont libérés avant le
déploiement, pour que chaque dispositif de déploiement 5 puisse mettre en
oeuvre le déploiement précisé ci-dessous.
Le fonctionnement dudit dispositif de déploiement 5, pour le
déploiement d'un 3 desdits panneaux secondaires 3, 4 à partir de la position
de stockage P1 des figures 1 et 9A à la position déployée P2 de la figure 9E,
est le suivant :
a) on réalise, à l'aide du système à parallélogramme 6, à partir de la
position
de stockage P1 de la figure 9A par exemple, un mouvement de translation
circulaire du panneau secondaire 3 par rapport au panneau principal 2,
comme illustré par plusieurs positions successives PA et PB sur les figures 9B
et 9C, jusqu'à atteindre ladite position intermédiaire PI montrée sur la
figure
9D ; et
b) on met en oeuvre un pilotage (ou guidage) terminal de la position
intermédiaire PI (figure 9D) à la position déployée P2 (figure 9E), à l'aide
des
moyens de guidage auxiliaire 15 ou 16.
CA 02931218 2016-05-19
WO 2015/092159
PCT/FR2014/000266
Plus particulièrement :
- dans la position PA de la figure 9B, l'énergie dans les ressorts est
presque
encore maximum, et le mouvement est contrôlé par l'amortisseur 17;
- dans la position PB de la figure 9C, les ressorts perdent de leur énergie
(au
5 fur
et à mesure du mouvement de translation circulaire), et le mouvement est
toujours contrôlé par l'amortisseur 17 ; et
- en bout de course, les ressorts n'ont plus d'énergie.
On notera qu'une fois le mouvement de déploiement effectué (étape
a), l'accostage et le guidage terminal du panneau secondaire 3 sur le
10
panneau principal 2 est effectué par une rotation voisine de la
perpendiculaire
à la première. La motorisation de l'accostage peut être effectuée de plusieurs
manières.
Dans le premier mode de réalisation précité comprenant les moyens
de guidage auxiliaire 15, l'étape b) consiste à approcher le panneau
15
secondaire 3 du panneau principal 2 en enroulant au moins un câble 28 lié
par l'une de ses extrémités au panneau secondaire 3 et par l'autre de ses
extrémités au panneau principal 2, au niveau de faces de contact 3C et 2C
respectives, à l'aide d'au moins un dispositif enrouleur 29 (figures 9D et
9E),
jusqu'à obtenir une mise en contact des faces de contact 3C et 2C (figure 9E).
En outre, dans le second mode de réalisation précité comprenant les
moyens de guidage auxiliaire 16, l'étape b) consiste à presser et à faire
glisser le panneau secondaire 3 sur les rails de guidage 30 et 31, à l'aide
dudit système à parallélogramme 6, jusqu'à la position déployée P2.
Le même procédé de déploiement est mis en oeuvre pour le panneau
secondaire 4 de manière à finalement obtenir une position complètement
déployée de la structure segmentée 1, représentée sur la figure 9F.
Bien entendu, le dispositif 5 peut également amener la structure
segmentée de la position déployée P2 à la position de stockage P1, si cela
s'avérait nécessaire, par exemple pour une opération de validation, en
réalisant les opérations précitées dans l'ordre inverse (b, a), avec chaque
opération mise en oeuvre en sens inverse.
CA 02931218 2016-05-19
16
wo 2015/092159
PCT/FR2014/000266
Par ailleurs, la structure segmentée 1 peut comporter des moyens non
représentés pour permettre un positionnement final précis entre un panneau
secondaire 3, 4 et le panneau principal 2, par exemple dans la situation de la
figure 9F, ainsi que des moyens pour verrouiller les panneaux dans la position
complètement déployée de la structure segmentée 1.
Le dispositif de déploiement 5 présente l'avantage de simplifier au
maximum les pièces de liaisons cinématiques et d'intégrer dans les liaisons la
motorisation du déploiement, sans système de commande. Les articulations
et 12 ne nécessitent pas d'ajustement mécanique particulier, pas de
10
lubrification, et ne risquent pas de grippage dû aux dilatations thermiques
différentielles. En outre, des amortisseurs 17 à frottement sec permettent de
contrôler la vitesse de déploiement (notamment en fin de course) et
d'empêcher un phénomène d'oscillation en bout de course. Par ailleurs,
l'utilisation de matériaux métalliques, composites ou céramiques, permet de
garantir une absence de dégazage, et une résistance aux ambiances
spatiales (rayonnements, oxygène atomique,...).
