DE19855994A1

DE19855994A1 - Deployable solar generator for a spacecraft

Info

Publication number: DE19855994A1
Application number: DE19855994A
Authority: DE
Inventors: Juergen Janson
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2000-06-15
Also published as: WO2000034123A1

Abstract

Disclosed is a solar generator for a spacecraft which can be unfolded from a piled-up state to an open state and which has one or more generator areas (40a, b). Said generator areas contain several subareas (41) which are moveably interconnected. Said subareas are lying on top of each other when the generator is in its piled-up state and are spread when the generator is in its open state. A device for unfolding the solar generator contains several longitudinally stretched elements (rods 42, 43) which are pivotally arranged in a plane being parallel to the plane of the respective generator field (40a, b) and which are coupled to the generator field (40a, b), e.g. are spread, when said generator field (40a, b) is pivoted.

Description

Die Erfindung betrifft einen Solargenerator für einen Raumflug körper, der aus einem gestauten Zustand in einen geöffneten Zu stand entfaltbar ist, mit einem Generatorfeld, das eine Anzahl von beweglich miteinander verbundenen, im gestauten Zustand des Generators aufeinanderliegenden und im geöffneten Zustand des Generators ausgebreiteten Teilfeldern enthält, und mit einer Vorrichtung zum Entfalten des Solargenerators.The invention relates to a solar generator for space flight body moving from a jammed condition to an open one stand is unfoldable, with a generator field that has a number of movably connected, in the stowed state of the Generator lying on top of each other and in the open state of the Generators spread out subfields, and with a Device for unfolding the solar generator.

Zur Stromversorgung von Raumflugkörpern, etwa von Telekommuni kationssatelliten, werden entfaltbare Solargeneratoren verwen det, die eines oder mehrere Generatorfelder enthalten, die für den Transport in die Erdumlaufbahn in einen gestauten Zustand zusammengefaltet sind und nach dem Erreichen der Erdumlaufbahn in einen geöffneten Zustand aufgefaltet werden. Für den Trans port soll der Solargenerator in seinem gestauten Zustand mög lichst wenig Raum beanspruchen; nach dem Entfalten soll er eine möglichst große Fläche zur Umwandlung solarer Strahlung in elektrische Energie zur Verfügung stellen. Um die Inbetriebnah me und damit den Nutzen des Raumflugkörpers in der Erdumlauf bahn nicht zu gefährden, ist ein hohes Maß an Zuverlässigkeit des Entfaltungsvorgangs für den Solargenerator von wesentlicher Bedeutung.For the power supply of spacecraft, such as telecommunications cation satellites, deployable solar generators will be used det that contain one or more generator fields that are used for transportation to earth orbit in a jammed condition are folded up and after reaching Earth's orbit be unfolded into an open state. For the trans port the solar generator should be possible in its stowed state occupy as little space as possible; after unfolding it should The largest possible area for converting solar radiation into provide electrical energy. To start up me and thus the use of the spacecraft in orbit Not endangering the railway is a high degree of reliability of the unfolding process for the solar generator Importance.

Es sind mehrere entfaltbare Solargeneratoren für Raumflugkörper bekannt, welche über Generatorfelder verfügen, die eine Anzahl von beweglich miteinander verbundenen, im gestauten Zustand des Generators aufeinanderliegenden und im geöffneten Zustand des Generators ausgebreiteten Teilfeldern enthalten, wobei eine Vorrichtung zum Entfalten des Solargenerators vorgesehen ist.There are several deployable solar generators for spacecraft known, which have generator fields that have a number of movably connected, in the stowed state of the Generator lying on top of each other and in the open state of the Generators spread out subfields, where one Device for deploying the solar generator is provided.

So ist beispielsweise aus der DE 32 23 839 A1 ein entfaltbarer Solargenerator für einen Raumflugkörper bekannt, der aus zwei ziehharmonikaförmig gefalteten, durch eine Anzahl von beweglich miteinander verbundenen Teilfeldern gebildeten Generatorfeldern besteht. Diese sind aus einer zusammengefalteten Stellung, in welcher die Teilfelder des Generatorfeldes kompakt aufeinander liegen, in eine im wesentlichen ebene Stellung entfaltbar. Zwei zunächst im gefalteten Zustand seitlich nebeneinander an einer Oberfläche des Raumflugkörpers verstaute Generatorfelder werden während der Entfaltung zuerst aufgespreizt, so daß sie in einer Ebene liegen, und dann mittels eines entfaltbaren Mastes ge streckt und entfaltet. Der entfaltbare Mast besteht aus zwei mittels eines Scharniers verbundenen Mastabschnitten, wobei die vom Scharnier entfernten Enden der Mastabschnitte mit jeweili gen Endgliedern der ziehharmonikaförmig gefalteten Generator felder gekoppelt sind. Bei der Entfaltung der Generatorfelder beschreibt die durch die beiden Mastabschnitte des entfaltbaren Mastes gebildete Schere eine Bewegung in einer Ebene senkrecht zur Ebene der Generatorfelder.For example, DE 32 23 839 A1 is a deployable Solar generator for a spacecraft known to consist of two accordion folded, by a number of movable interconnected sub-fields formed generator fields consists. These are from a folded position, in which compactly combines the subfields of the generator field lie, unfoldable in a substantially flat position. Two first in the folded state side by side on one Stowed generator fields are surface of the spacecraft first spread out during deployment so that they are in a Lay level, and then ge by means of a deployable mast stretches and unfolds. The deployable mast consists of two mast sections connected by a hinge, the ends of the mast sections distant from the hinge with resp gen links of the accordion-folded generator fields are coupled. When the generator fields unfold describes the through the two mast sections of the unfoldable Mast-formed scissors move vertically in a plane to the level of the generator fields.

Aus der DE 32 10 312 C3 ist ein entfaltbarer Solargenerator für einen Raumflugkörper bekannt, der ein Generatorfeld enthält, welches aus mehreren durch Scharniere nach Art von Klavierband scharnieren verbundenen Trägerfolienssektionen gebildet ist.DE 32 10 312 C3 describes a deployable solar generator for known a spacecraft that contains a generator field, which consists of several hinges in the manner of a piano hinge hinged carrier film sections is formed.

Aus der DE 33 16 789 C2 ist ein entfaltbarer Solargenerator für einen Raumflugkörper bekannt, der ein wiederum aus einer Anzahl von ziehharmonikaförmig miteinander verbundenen Teilfeldern ge bildetes Generatorfeld enthält. Im gestauten Zustand sind die Teilfelder in einem Behälter aufeinanderliegend untergebracht, aus welchem sie beim Entfaltungsvorgang mittels eines Seilzug mechanismus und eines beweglichen Mastes, welcher an ein End glied des Generatorfeldes gekoppelt ist, entfaltet werden.DE 33 16 789 C2 describes a deployable solar generator for a spacecraft known, which in turn consists of a number of accordion-shaped interconnected sub-fields contains generated generator field. They are in the jammed state Subfields placed one on top of the other in a container, from which they unfold by means of a cable mechanism and a movable mast, which at one end link of the generator field is coupled, unfolded.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfach aufgebauten, mit einem geringen Gewicht behafteten und zuverlässig entfalt baren Solargenerator für einen Raumflugkörper zu schaffen.The object of the invention is to provide a simple, Deployed with a low weight and reliably deployed baren solar generator for a spacecraft to create.

Diese Aufgabe wird durch einen entfaltbaren Solargenerator mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. This task is accomplished with a deployable solar generator solved the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Solargenera tors sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the solar genera according to the invention tors are characterized in the subclaims.

Gemäß der Erfindung wird ein Solargenerator für einen Raumflug körper geschaffen, welcher aus einem gestauten Zustand in einen geöffneten Zustand entfaltbar ist. Der Solargenerator enthält mindestens ein Generatorfeld, das eine Anzahl von beweglich miteinander verbundenen, im gestauten Zustand des Generators aufeinanderliegenden und im geöffneten Zustand des Generators ausgebreiteten Teilfeldern enthält. Weiterhin ist eine Vorrich tung zum Entfalten des Solargenerators vorgesehen. Erfindungs gemäß ist es vorgesehen, daß die Vorrichtung zum Entfalten des Solargenerators eine Anzahl von längsausgedehnten Elementen enthält, welche in einer Ebene parallel zur Ebene des Genera torfeldes schwenkbar angeordnet und mit dem Generatorfeld im Sinne eines Ausbreitens desselben beim Schwenken der längsaus gedehnten Elemente gekoppelt sind.According to the invention, a solar generator for space flight created body, which from a jammed state into one opened state is unfoldable. The solar generator contains at least one generator field that is a number of movable interconnected, in the jammed state of the generator superimposed and in the open state of the generator contains expanded subfields. Furthermore is a Vorrich device provided for unfolding the solar generator. Invention according to it is provided that the device for unfolding the Solar generator a number of elongated elements contains, which is in a plane parallel to the level of the genera torfeldes pivotally arranged and with the generator field in The sense of spreading the same when swiveling the longitudinally stretched elements are coupled.

Vorzugsweise sind die längsausgedehnten Elemente beweglich mit einander verbunden.The longitudinally extended elements are preferably movable with connected to each other.

Insbesondere ist es vorgesehen, daß die längsausgedehnten Ele mente an ihren Enden beweglich miteinander verbunden sind.In particular, it is provided that the elongated Ele elements are movably connected at their ends.

Die längsausgedehnten Elemente können durch Gelenke oder durch flexible Elemente miteinander verbunden sein.The elongated elements can be by joints or by flexible elements can be connected.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die längsausgedehnten Elemente zick-zack-förmig angeordnet.According to a preferred embodiment of the invention, the elongated elements arranged in a zigzag shape.

Gemäß einer Weiterbildung hiervon ist es vorgesehen, daß die längsausgedehnten Elemente zwei sich über die Länge des ausge breiteten Generatorfeldes erstreckende zick-zack-förmige Anord nungen bilden.According to a further development of this, it is provided that the elongated elements two out along the length of the broad generator field extending zigzag-shaped arrangement form.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können die längsausgedehnten Elemente sich einmal oder mehrmals über kreuzend scherenförmig angeordnet sein. According to an alternative embodiment of the invention the elongated elements overlap one or more times crossing scissors-shaped.

Vorzugsweise sind die Enden der durch die längsausgedehnten Elemente gebildeten Anordnung durch Gelenke oder flexible Ele mente beweglich mit Endgliedern des Generatorfeldes verbunden.Preferably the ends are those elongated by the Elements formed arrangement by joints or flexible ele elements movably connected to end members of the generator field.

Vorzugsweise ist die durch die längsausgedehnten Elemente ge bildete Anordnung an der Rückseite des Generatorfeldes angeord net.Preferably, the ge by the elongated elements made arrangement at the back of the generator field net.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Generatorfeld durch ziehharmonikaförmig angeordnete flexible oder durch Scharniere miteinander verbundene Teilfelder gebil det, und es sind mindestens einige der Teilfelder durch Kopp lungsglieder mit den längsausgedehnten Elementen verbunden.According to a preferred embodiment of the invention, this is Generator field thanks to flexible, accordion-shaped arrangement or subfields connected by hinges det, and there are at least some of the subfields by Kopp elements connected to the elongated elements.

Die längsausgedehnten Elemente sind vorteilhafterweise als Leichtbauelemente ausgebildet.The elongated elements are advantageously as Lightweight construction elements.

Gemäß einer besonders vorteilhaften und einfachen Ausführungs form sind die längsausgedehnten Elemente durch Stäbe gebildet.According to a particularly advantageous and simple embodiment the elongated elements are formed by rods.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung enthält der Solargene rator zwei diametral angeordnete Generatorfelder.According to a development of the invention, the solar gene contains rator two diametrically arranged generator fields.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, daß das oder die Generatorfelder an einer Halte- und Betätigungseinrichtung angeordnet sind, welche der Lageein stellung der Generatorfelder dient und die mittels eines ent faltbaren Mastes mit dem Raumflugkörper verbunden ist.According to an advantageous development of the invention, it is provided that the generator field or fields on a holding and actuator which are in position position of the generator fields and the ent foldable mast is connected to the spacecraft.

Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform der Erfindung, bei der die zwei Generatorfelder im gestauten Zustand des Solargenerators mit aufeinanderliegen den Teilfeldern in Form von flachen Paketen in einer Stauposi tion nebeneinander an einer Oberfläche des Raumflugkörpers angeordnet sind, wobei die durch die aufeinanderliegenden Teil felder gebildeten flachen Pakete mittels der Halte- und Betäti gungseinrichtung in eine Entfaltungsposition drehbar sind. A further development of the aforementioned is particularly advantageous Embodiment of the invention in which the two generator fields when the solar generator is jammed with one another the subfields in the form of flat packages in a jam position tion side by side on a surface of the spacecraft are arranged, the through the superimposed part flat packets formed by means of the holding and actuating supply device are rotatable into an unfolding position.

Dies kann dadurch weitergebildet sein, daß die durch die auf einanderliegenden Teilfelder gebildeten flachen Pakete in der Entfaltungsposition in eine Lage mit im wesentlichen parallel zueinander gedrehten Teilfeldern der jeweiligen flachen Pakete drehbar sind.This can be further developed by the fact that the on flat packs formed in the mutually subfields Unfold position in a substantially parallel position sub-fields of the respective flat packets rotated relative to one another are rotatable.

Bei den letztgenannten Ausführungsformen der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der zusammengefaltete Mast im gestauten Zu stand des Solargenerators in einem Raum zwischen den durch die aufeinanderliegenden Teilfelder gebildeten flachen Paketen un tergebracht ist.It is in the latter embodiments of the invention advantageous if the folded mast in the jammed Zu the solar generator stood in a space between the through the superimposed sub-fields formed flat packages un is brought.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below the drawing explained. Show it:

Fig. 1a) und b) in der Draufsicht einen entfaltbaren Solar generator für einen Raumflugkörper gemäß einem ersten Aus führungsbeispiel der Erfindung im gefalteten Zustand bzw. im entfalteten Zustand; Figures 1a) and b) in the plan view of a deployable solar generator for a spacecraft in accordance with a first exemplary implementation of the invention from the folded state or the unfolded state.

Fig. 2a) und b) in der Draufsicht einen entfaltbaren Solar generator für einen Raumflugkörper gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel der Erfindung im gefalteten Zustand bzw. im entfalteten Zustand; Figures 2a) and b) in the plan view of a deployable solar generator according to a spacecraft from a second exemplary implementation of the invention in the folded state or the unfolded state.

Fig. 3 in perspektivischer Ansicht einen entfaltbaren So largenerator für einen Raumflugkörper gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Zustand während des Entfaltens des Solargenerators; Figure 3 is a perspective view of a deployable solar generator for a spacecraft according to a third embodiment of the invention in a state during the deployment of the solar generator.

Fig. 4 einen entfaltbaren Solargenerator für einen Raum flugkörper gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Er findung in einem Zustand während des Entfaltens des Solargenerators; Figure 4 shows a deployable solar generator for a space missile according to a fourth embodiment of the invention in a state during the deployment of the solar generator.

Fig. 5a) bis d) vier Phasen des Entfaltungsvorgangs des in Fig. 2 gezeigten entfaltbaren Solargenerators gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und FIG. 5a) to d) of the four phases of the unfolding process in Fig deployable solar generator shown in Figure 2 according to the second embodiment of the invention. and

Fig. 6 neun Phasen des Entfaltungsvorgangs eines entfaltba ren Solargenerators gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 6 nine phases of the unfolding process of a deployable solar generator according to a fifth embodiment of the invention.

Fig. 1a) und b) zeigen in der Draufsicht ein erstes Ausfüh rungsbeispiel eines entfaltbaren Solargenerators gemäß der Er findung. Der zur Stromversorgung eines Raumflugkörpers, etwa eines Telekommunikationssatelliten dienende entfaltbare Solar generator enthält ein Generatorfeld, welches mit dem Bezugszei chen 10 versehen ist. Das Generatorfeld umfaßt eine Anzahl von Teilfeldern 11, welche beweglich miteinander verbunden sind, so daß das Generatorfeld 10 ziehharmonikaförmig gefaltet und ent faltet werden kann. Die bewegliche Verbindung der Teilfelder 11 kann beispielsweise durch Scharniere nach Art von Klavierband scharnieren erfolgen oder dadurch, daß ein das Generatorfeld bildendes Substrat aus einem flexiblen Material besteht. Im ge stauten Zustand des Generators liegen die Teilfelder 11 flächig aufeinander, so daß sie ein kompaktes Paket 18 bilden, wie Fig. 1a) zeigt. Im geöffneten Zustand des Generators sind die Teil felder 11 ausgebreitet, so daß das Generatorfeld 10 seine volle Größe erreicht, wie in Fig. 1b) zu sehen ist. Fig. 1a) and b) show in plan view a first example of a Ausfüh unfoldable solar generator according to the invention. The deployable solar generator used to power a spacecraft, such as a telecommunication satellite, contains a generator field which is provided with the reference character 10 . The generator field comprises a number of subfields 11 which are movably connected to one another, so that the generator field 10 can be folded in an accordion shape and folded out. The movable connection of the subfields 11 can be made, for example, by hinges in the manner of a piano hinge or in that a substrate forming the generator field consists of a flexible material. In the jammed state of the generator, the subfields 11 lie flat on one another, so that they form a compact package 18 , as shown in FIG. 1a). In the open state of the generator, the partial fields 11 are spread out, so that the generator field 10 reaches its full size, as can be seen in FIG. 1b).

Eine Vorrichtung zum Entfalten des Solargenerators, welche mit dem Generatorfeld 10 gekoppelt ist, ist durch eine Anzahl von längsausgedehnten Elementen 12 gebildet, welche bei dem gezeig ten Ausführungsbeispiel durch Stäbe vorgesehen sind. Insgesamt sind vier Stäbe 12 vorgesehen, von denen jeweils zwei im Be reich der Mitte des Generatorfeldes 10 durch Gelenke 14 beweg lich miteinander verbunden sind, während die distalen Enden der Stäbe 12 mittels Gelenken 15 mit Endgliedern 17 des Generator feldes 10 gekoppelt sind. Die Stäbe 12 sind in einer Ebene par allel zur Ebene des (aufgefalteten) Generatorfeldes 10 schwenkbar angeordnet und bewirken beim Schwenken aus der in Fig. 1a) gezeigten gestauten Lage des Generatorfeldes 10 in die in Fig. 1b) gezeigte entfaltete Lage desselben ein Ausbreiten der Teilfelder 11. Hierzu ist die durch die Stäbe 12 gebildete Vorrichtung zum Entfalten des Solargenerators zumindest mit ei nigen der Teilfelder 11 gekoppelt, mindestens nämlich über die Endglieder 17 mit den jeweils letzten Teilfeldern 11 des Gene ratorfeldes 10. Zusätzlich können weitere Teilfelder 11 durch Kopplungsglieder 16 mit den Stäben 12 gekoppelt sein, um die Teilfelder 11 auszubreiten.A device for unfolding the solar generator, which is coupled to the generator field 10 , is formed by a number of longitudinally extended elements 12 , which are provided by rods in the embodiment shown. A total of four rods 12 are provided, two of which are connected to each other in the area of the middle of the generator field 10 by joints 14 , while the distal ends of the rods 12 are coupled to end members 17 of the generator field 10 by joints 15 . The rods 12 are arranged in a plane parallel to the plane of the (unfolded) generator field 10 and, when pivoted from the stowed position of the generator field 10 shown in FIG. 1 a) into the unfolded position shown in FIG. 1 b), cause the same to spread out Subfields 11 . For this purpose, the device formed by the rods 12 for unfolding the solar generator is coupled at least to some of the subfields 11 , at least namely via the end members 17 with the last subfields 11 of the generator field 10 . In addition, further subfields 11 can be coupled to the bars 12 by coupling members 16 in order to expand the subfields 11 .

Bei dem in Fig. 2a) und b) gezeigten zweiten Ausführungsbei spiel eines erfindungsgemäßen entfaltbaren Solargenerators ist wiederum, ähnlich wie bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel, ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 20 be zeichnetes Generatorfeld durch eine Anzahl von Teilfeldern 21 gebildet, welche beweglich miteinander verbunden sind. Im ge stauten Zustand des Generatorfeldes 20 liegen die einzelnen Teilfelder 21 unter Bildung eines kompakten flachen Pakets 28 aufeinander, wie in Fig. 1a) gezeigt ist, während Fig. 1b) den entfalteten Zustand des Generatorfeldes 20 mit ausgebreiteten Teilfeldern 21 zeigt.In the second embodiment of a deployable solar generator according to the invention shown in FIGS. 2a) and b), in turn, similar to the first exemplary embodiment shown in FIG. 1, a generator field designated overall by reference numeral 20 is formed by a number of subfields 21 , which are movably connected to each other. In the stowed state of the generator field 20 , the individual subfields 21 lie one on top of the other to form a compact flat packet 28 , as shown in FIG. 1a), while FIG. 1b) shows the unfolded state of the generator field 20 with spread out subfields 21 .

Eine Vorrichtung zum Entfalten des Generatorfeldes 20 ist durch längsausgedehnte Elemente in Form von Stäben 22, 23 gebildet. Von diesen Stäben 22, 23 sind zwei erste Stäbe 22 sich einmal überkreuzend scherenförmig angeordnet und an ihren Enden je weils über Gelenke 24 mit zweiten Stäben 23 verbunden. Die di stalen Enden dieser Stäbe 23 sind mittels Gelenken 25 mit Endgliedern 27 gekoppelt, welche jeweils mit den an den Enden des Generatorfeldes 20 befindlichen Teilfeldern 21 verbunden sind. Beim scherenförmigen Verschwenken der ersten Stäbe 22 werden die Teilfelder 21 im Sinne eines Ausbreitens derselben bewegt, wobei die durch die Stäbe 22, 23 gebildete Vorrichtung zum Entfalten des Generatorfeldes über die Gelenke 25 und die Endglieder 27 zumindest auf die jeweils an den Enden des Gene ratorfeldes 20 befindlichen Teilfelder 21 wirkt. Zusätzlich können Kopplungsglieder 26 vorgesehen sein, mit welchen die durch die Stäbe 22, 23 gebildete Vorrichtung zum Entfalten des Solargenerators mit weiteren Teilfeldern 21 gekoppelt sein kann.A device for unfolding the generator field 20 is formed by elongated elements in the form of bars 22 , 23 . Of these bars 22 , 23 , two first bars 22 are once arranged in a scissor-shaped manner and connected at their ends to joints 24 with second bars 23 . The di stalen ends of these rods 23 are coupled by means of joints 25 with end members 27 , which are each connected to the partial fields 21 located at the ends of the generator field 20 . When scissors-like pivoting of the first rods 22 , the subfields 21 are moved in the sense of spreading the same, the device formed by the rods 22 , 23 for unfolding the generator field via the joints 25 and the end members 27 at least onto the respective ends of the generator field 20 located subfields 21 acts. In addition, coupling members 26 can be provided, with which the device formed by the rods 22 , 23 for unfolding the solar generator can be coupled to further subfields 21 .

Vier Phasen während des Entfaltens des in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen entfaltbaren Solargenerators sind in Fig. 5a) bis d) gezeigt. Im gestauten Zustand des Solargenerators liegen die Teilfelder 21 des Gene ratorfeldes 20 aufeinander, so daß sie ein kompaktes Paket 28 bilden, wie Fig. 5a) zeigt. Die durch die Stäbe 22, 23 gebilde te Vorrichtung zum Entfalten des Solargenerators ist dabei vollständig zusammengeklappt.Four phases during the unfolding of the second exemplary embodiment of the deployable solar generator shown in FIG. 2 are shown in FIGS. 5a) to d). In the jammed state of the solar generator, the subfields 21 of the generator field 20 lie on top of one another, so that they form a compact package 28 , as shown in FIG. 5a). The te formed by the rods 22 , 23 device for unfolding the solar generator is completely folded.

Zum Entfalten des Generatorfeldes 20 wird die durch die Stäbe 22, 23 gebildete Vorrichtung zum Entfalten des Solargenerators mittels eines in der Figur nicht eigens dargestellten Antriebes scherenförmig bewegt, so daß sich die durch die Gelenke 25 mit den zweiten Stäben 23 gekoppelten Endglieder 27 und damit die an den jeweiligen Enden des Generatorfeldes 20 befindlichen Teilfelder 21 auseinander bewegen.To unfold the generator field 20 , the device formed by the rods 22 , 23 for unfolding the solar generator is moved in a scissor-like manner by means of a drive (not shown in the figure), so that the end members 27, and thus the ones, coupled by the joints 25 to the second rods 23 Move the partial fields 21 located at the respective ends of the generator field 20 apart.

Beim weiteren Fortschreiten dieser Bewegung werden die Teilfel der 21 des Generatorfeldes 20 ziehharmonikaförmig auseinander gezogen, wie Fig. 5c) zeigt.As this movement continues, the subfields of the 21 of the generator field 20 are pulled apart in the manner of an accordion, as shown in FIG. 5c).

Im vollständig entfalteten Zustand des Generatorfeldes 20, der in Fig. 5d) gezeigt ist, sind die Teilfelder 21 vollständig auseinandergezogen, so daß das Generatorfeld 20 zu seiner vol len Größe ausgebreitet ist.In the fully deployed state of the generator field 20 , which is shown in Fig. 5d), the subfields 21 are completely pulled apart, so that the generator field 20 is spread out to its full size.

Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungs gemäßen entfaltbaren Solargenerators, dessen Generatorfeld ins gesamt mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet ist. Das Generatorfeld 30 besteht aus einer Anzahl von Teilfeldern 31, welche ziehharmonikaförmig beweglich miteinander verbunden sind. Die Verbindung der einzelnen Teilfelder 31 kann wiederum beispielsweise durch Scharniere nach Art von Klavierbandschar nieren oder durch ein flexibles Substrat erfolgen. Eine Vor richtung zum Entfalten des Solargenerators ist in Form von zwei sich über die Länge des Generatorfeldes 30 erstreckende zick zack-förmige Anordnungen gebildet, welche jeweils aus längsaus gedehnten Elementen 32, 33 in Form von Stäben gebildet sind. Erste Stäbe 32 sind jeweils durch Gelenke oder flexible Elemen te 34 untereinander verbunden. An den Enden sind zweite Stäbe 33 einerseits wiederum mittels gelenkiger Verbindungen 34 mit den benachbarten ersten Stäben 32 und am anderen Ende über Ge lenke 35 mit Endgliedern 37 verbunden, welche an den jeweiligen letzten Teilfeldern 31 des Generatorfeldes 30 vorgesehen sind. In der Mitte ist jeder der Stäbe 32 mittels eines Kopplungs gliedes 36 im Bereich der scharnierartigen Verbindungen zweier benachbarter Teilfelder 31 drehbar mit diesem gekoppelt. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, verlaufen die beiden durch die Stäbe 32, 33 gebildeten Anordnungen jeweils im entgegengesetzten Sinn zick-zack-förmig über die Länge des Generatorfeldes 30. Fig. 3 shows a third embodiment of a deployable solar generator according to the Invention, the generator field is generally designated by the reference numeral 30 . The generator field 30 consists of a number of subfields 31 which are movably connected to one another in an accordion-like manner. The connection of the individual subfields 31 can in turn be made, for example, by hinges in the manner of a piano hinge or by a flexible substrate. A device for unfolding the solar generator is formed in the form of two zigzag arrangements extending over the length of the generator field 30 , which are each formed from elongated elements 32 , 33 in the form of bars. First rods 32 are each connected to one another by joints or flexible elements 34 . At the ends, second rods 33 are in turn connected by means of articulated connections 34 to the adjacent first rods 32 and at the other end via joints 35 to end members 37 , which are provided on the respective last subfields 31 of the generator field 30 . In the middle, each of the rods 32 is rotatably coupled to the latter by means of a coupling member 36 in the area of the hinge-like connections of two adjacent subfields 31 . As can be seen in FIG. 3, the two arrangements formed by the rods 32 , 33 each run in the opposite sense in a zigzag shape over the length of the generator field 30 .

Fig. 4 zeigt einen entfaltbaren Solargenerator gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Solargenerator enthält zwei diametral angeordnete Generatorfelder 40a, b. Die se sind an einer gemeinsamen Halte- und Betätigungseinrichtung 80 angeordnet, welche der Lageeinstellung der Generatorfelder 40a, b dient und die mittels eines in Fig. 4 lediglich angedeu teten, üblicherweise entfaltbar ausgebildeten Mastes 60 mit ei nem Raumflugkörper verbunden ist. Jedes der Generatorfelder 40a, b besteht aus einer Anzahl von Teilfeldern 41, welche wie derum ziehharmonikaförmig beweglich beispielsweise über Schar niere nach Art von Klavierbandscharnieren oder durch ein flexibles Substrat miteinander verbunden sind. Für jedes der Generatorfelder 40a, b ist eine Vorrichtung zum Entfalten des Solargenerators vorgesehen, welche durch längsausgedehnte Ele mente in Form von Stäben 42, 43 gebildet ist. Jeweils zwei er ste Stäbe 42 sind mittels Gelenken 44 an einem Ende miteinander und am anderen Ende mit zweiten Stäben 43 verbunden, wobei letztere mittels weiterer Gelenke 45 mit Endgliedern 47 gekop pelt sind, die an den jeweiligen letzten Teilfeldern 41 der Ge neratorfelder 40a bzw. 40b vorgesehen sind. In der Mitte sind die ersten Stäbe 42 mittels Kopplungsgliedern 46 im Bereich der durch die Scharniere bzw. das flexible Substrat gebildeten Ver bindung zweier benachbarter Teilfelder 41 drehbar mit diesen gekoppelt. Durch ein Spreizen der aus den Stäben 42, 43 gebil deten Vorrichtung zum Entfalten des Solargenerators werden die Generatorfelder 40a, b jeweils ausgebreitet. Fig. 4 shows a deployable solar generator according to a fourth embodiment of the invention. The solar generator contains two diametrically arranged generator fields 40 a, b. These are arranged on a common holding and actuating device 80 , which is used to adjust the position of the generator fields 40 a, b and which is connected to a spacecraft by means of a mast 60, which is only indicated in FIG . Each of the generator fields 40 a, b consists of a number of sub-fields 41 , which are in turn movable in accordion-shaped fashion, for example via hinges in the manner of piano hinge hinges or by a flexible substrate. For each of the generator fields 40 a, b, a device for unfolding the solar generator is provided, which is formed by elongated elements in the form of rods 42 , 43 . Each two he ste rods 42 and are connected by means of hinges 44 at one end to each other at the other end with second rods 43, the latter by means of further joints 45 gekop with end members 47 are pelt, which at the respective last sub-fields 41 of the Ge neratorfelder 40 a or 40 b are provided. In the middle, the first rods 42 are rotatably coupled to them by means of coupling members 46 in the area of the connection formed by the hinges or the flexible substrate Ver, of two adjacent subfields 41 . By spreading the device formed from the bars 42 , 43 for unfolding the solar generator, the generator fields 40 a, b are each spread out.

Fig. 6 schließlich zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Solargenerators, wobei die Teilfiguren 1 bis 9 jeweils Phasen des Entfaltungsvorgangs desselben darstellen. Wie in Teilfigur 9 lediglich angedeutet ist, besteht jedes der Generatorfelder 50a, b aus Teilfeldern 51, die mittels Schar nieren oder durch ein flexibles Substrat miteinander ziehharmo nikaförmig verbunden sind. Jeweils für jedes der Generator felder 50a, b ist eine Vorrichtung zum Entfalten durch längs ausgedehnte Elemente in Form von Stäben 52, 53 vorgesehen, wie in Teilfigur 8 zu sehen ist. Erste Stäbe 52 sind mittels Gelen ken 54 an einem Ende miteinander und am anderen Ende mit zwei ten Stäben 53 verbunden. Die zweiten Stäbe 53 sind an ihren distalen Enden mittels weiterer Gelenke 55 mit Endgliedern 57 der Generatorfelder 50a, b gekoppelt, welche an den jeweils letzten Teilfeldern 51 vorgesehen sind. In der Mitte sind die ersten Stäbe 52 jeweils durch Kopplungsglieder 56 im Bereich der durch die Scharniere bzw. das flexible Substrat gebildeten Verbindung zweier benachbarter Teilfelder 51 drehbar mit diesen gekoppelt. Beim Spreizen der durch die Stäbe 52, 53 gebildeten Vorrichtung zum Entfalten des Solargenerators werden die Teil felder 51 bis zum Erreichen der vollständigen Größe der Genera torfelder 50a, b ausgebreitet, wie in Teilfigur 9 zu sehen ist. Fig 6, finally. Shows a fifth embodiment of the solar generator according to the invention, wherein the part of Figures 1 to 9 each represent the same phases of the unfolding process. As is only hinted at in sub-figure 9, each of the generator fields 50 a, b consists of sub-fields 51 which are kidney-shaped by means of a hive or connected to one another in an accordion-like manner by a flexible substrate. For each of the generator fields 50 a, b there is a device for unfolding by means of elongated elements in the form of bars 52 , 53 , as can be seen in FIG. First rods 52 are connected by means of gels 54 at one end to one another and at the other end to two rods 53 . The second rods 53 are coupled at their distal ends by means of further joints 55 to end members 57 of the generator fields 50 a, b, which are provided on the last partial fields 51 in each case. In the middle, the first rods 52 are each rotatably coupled to them by coupling members 56 in the area of the connection of two adjacent sub-fields 51 formed by the hinges or the flexible substrate. In spreading of the device formed by the rods 52, 53 for deployment of the solar generator, the partial fields are 51 until it reaches the full size of the genera torfelder 50 a, b spread, as seen in partial FIG. 9

Im folgenden soll die in Fig. 6, Teilfiguren 1 bis 9 darge stellte Entfaltungssequenz des Solargenerators nach dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen beschrieben wer den.In the following, the unfolding sequence of the solar generator according to the fifth exemplary embodiment of the invention is described in detail in FIG. 6, partial figures 1 to 9.

Partial 1

Die Teilfelder 51 der Generatorfelder 50a, 50b liegen unter Bildung von kompakten flachen Paketen 58a, b aufeinander, wobei sie in einer Staubucht 3a des Raumflugkörpers parallel zu einer Oberfläche 3 desselben untergebracht sind. Die Pakete 58a, b der Generatorfelder 50a, b sind durch die Halte- und Betäti gungsvorrichtung 80 miteinander verbunden und der zusammenge faltete Mast 60 ist in diesem gestauten Zustand des Solargenerators in einem Raum untergebracht, der zwischen den flachen Paketen 58a, b der Generatorfelder 50a, b vorhanden ist. Auf diese Weise sind die durch die aufeinanderliegenden Teilfelder 51 der Generatorfelder 50a, b gebildeten flachen Pa kete 58a, b, die Halte- und Betätigungsvorrichtung 80 und der faltbare Mast 60 bei kleinstem Raumbedarf an der Oberfläche des Raumflugkörpers verstaut.The sub-fields 51 of the fields generator 50 a, 50 b are to form compact flat packages 58 a, b to each other, wherein they are accommodated in a storage bay 3 a of the spacecraft parallel to a surface 3 thereof. The packets 58 a, b of the generator fields 50 a, b are connected to one another by the holding and actuating device 80 and the folded mast 60 is housed in this stowed state of the solar generator in a space between the flat packs 58 a, b the generator fields 50 a, b is present. In this way, the flat packets 58 a, b formed by the superimposed partial fields 51 of the generator fields 50 a, b, the holding and actuating device 80 and the foldable mast 60 are stowed on the surface of the spacecraft with the smallest space requirement.

Partial 2 and 3

Die durch die aufeinanderliegenden Teilfelder 51 der Generator felder 50a, b gebildeten flachen Pakete 58a, b sind durch die Halte- und Betätigungsvorrichtung 80 jeweils in eine Lage dreh bar, in welcher die Teilfelder 51 im wesentlichen parallel zu einander ausgerichtet sind, vgl. Teilfig. 3.The fields through the superposed sub-fields 51 of the generator 50 a, b formed flat packages 58 a, b are each rotatably by the holding and actuating device 80 in a location bar, in which the sub-arrays 51 are aligned substantially parallel to each other, see FIG. Partial 3rd

Partial 4 to 7

Der aus zwei Mastabschnitten 61, 62 bestehende entfaltbare Mast 60 wird mittels eines in der Figur nicht eigens dargestellten Antriebs aus der ursprünglich zusammengefalteten, gestauten Po sition in eine gestreckte Position entfaltet, vgl. Teilfig. 7. Der entfaltbare Mast 60 ist mit seinem Fuß an einem Ankergelenk 70 an der Oberfläche 3 des Raumflugkörpers befestigt.The deployable mast 60 , consisting of two mast sections 61 , 62 , is unfolded from the originally folded-up, stowed position into an extended position by means of a drive (not specifically shown in the figure), cf. Partial 7. The deployable mast 60 is attached with its foot to an anchor joint 70 on the surface 3 of the spacecraft.

Partial 8 and 9

Durch Strecken der durch die Stäbe 52, 53 gebildeten Vorrich tung zum Entfalten des Solargenerators werden die Generatorfel der 50a, b zu ihrer vollen Größe entfaltet, vgl. Teilfig. 9. Damit ist der Solargenerator betriebsbereit.By stretching the device formed by the rods 52 , 53 for unfolding the solar generator, the generator fields of 50 a, b are unfolded to their full size, cf. Partial 9. The solar generator is now ready for operation.

Die Einstellung der Generatorfelder 50a, b in einen optimalen Winkel zur Richtung der Sonnenstrahlung erfolgt mittels der Halte- und Betätigungsvorrichtung 80 sowie durch Bewegen des Mastes 60 mittels des vorher genannten, nicht gezeigten An triebs.The setting of the generator fields 50 a, b at an optimal angle to the direction of solar radiation is carried out by means of the holding and actuating device 80 and by moving the mast 60 by means of the aforementioned drive, not shown.

Claims

1. Solar generator for a spacecraft, which can be deployed from a stowed state into an open state, with a generator field (10; 20; 30; 40a, b; 50a, b) that has a number of movably connected to one another in the stowed state of the generator superimposed and spread out in the open state of the generator part fields ( 11 ; 21 ; 31 ; 41 ; 51 ) contains, and with a device for unfolding the solar generator, characterized in that the device for unfolding the solar generator a number of contains longitudinally extended elements ( 10 ; 22 , 23 ; 32 , 33 ; 42 , 43 ; 52 , 53 ) which are arranged in a plane parallel to the plane of the generator field (10; 20, 30; 40a, b; 50a, b) and are coupled to the generator field (10; 20; 30; 40a, b; 50a, b) in the sense of spreading the same when the longitudinally extended elements ( 12 ; 22 , 23 ; 32 , 33 ; 42 , 43 ; 52 , 53 ) are pivoted.

2. Solar generator according to claim 1, characterized in that the longitudinally extended elements ( 12 ; 22 , 23 ; 32 , 33 ; 42 , 43 ; 52 , 53 ) are movably connected to one another.

3. Solar generator according to claim 2, characterized in that the elongated elements ( 12 ; 22 , 23 ; 32 , 33 ; 42 , 43 ; 52 , 53 ) are movably connected to one another at their ends.

4. Solar generator according to claim 2 or 3, characterized in that the elongated elements ( 12 ; 22 , 23 ; 32 , 33 ; 42 , 43 ; 52 , 53 ) by joints ( 14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ) with each other are connected.

5. Solar generator according to claim 2 or 3, characterized in that the elongated elements ( 12 ; 22 , 23 ; 32 , 33 ; 42 , 43 ; 52 , 53 ) are interconnected by flexible elements.

6. Solar generator according to one of claims 2 to 5, characterized in that the elongated elements ( 32 , 33 ; 42 , 43 ; 52 , 53 ) are arranged in a zigzag shape.

7. Solar generator according to claim 6, characterized in that the elongated elements ( 32 , 33 ) form two over the length of the spread generator field ( 30 ) erstrec kende zig-zag arrangements.

8. Solar generator according to one of claims 2 to 5, characterized in that the elongated elements ( 22 , 23 ) are arranged once or several times crossing scissors.

9. Solar generator according to one of claims 1 to 8, characterized in that the ends of the by the longitudinally elongated elements ( 12 ; 22 , 23 ; 32 , 33 ; 42 , 43 ; 52 , 53 ) GE arrangement formed by joints or flexible elements ( 15 ; 25 ; 35 ; 45 ; 55 ) are movably connected to end members ( 17 , 27 ; 37 ; 47 ; 57 ) of the generator field (10; 20; 30; 40a, b; 50a, b).

10. Solar generator according to one of claims 1 to 9, characterized in that formed by the elongated ele elements ( 12 ; 22 , 23 ; 32 , 33 ; 42 , 43 ; 52 , 53 ) to the arrangement on the back of the generator field (10 ; 20; 30; 40a, b; 50a, b) is arranged.

11. Solar generator according to one of claims 1 to 10, characterized in that the generator field (10; 20; 30; 40a, b; 50a, b) by flexible elements arranged in accordion shape or connected to one another by hinges ( 11 ; 21 ; 31 ; 41 ; 51 ) is formed and at least some of the subfields are connected by coupling members ( 16 ; 26 ; 36 ; 46 ; 56 ) to the elongated elements ( 12 ; 22 , 23 ; 32 , 33 ; 42 , 43 ; 52 , 53 ).

12. Solar generator according to one of claims 1 to 11, characterized in that the longitudinally extended elements ( 12 ; 22 , 23 ; 32 , 33 ; 42 , 43 ; 52 , 53 ) are formed as lightweight components.

13. Solar generator according to one of claims 1 to 12, characterized in that the elongated elements ( 12 ; 22 , 23 ; 32 , 33 ; 42 , 43 ; 52 , 53 ) are formed by rods.

14. Solar generator according to one of claims 1 to 13, characterized in that the solar generator ( 1 ) contains two diametrically arranged generator fields ( 40 a, b; 50 a, b).

15. Solar generator according to one of claims 1 to 14, characterized in that the generator field or fields ( 10 ; 20 ; 30 ; 40 a, b; 50 a, b) are arranged on a holding and actuating device ( 80 ), which the position setting of the generator fields ( 10 ; 20 ; 30 ; 40 a, b; 50 a, b) is used and which is connected to the space missile ( 2 ) by means of a deployable mast ( 16 ).

16. Solar generator according to claim 15, characterized in that the two generator fields ( 50 a, b) in the stowed state of the solar generator ( 1 ) with superimposed partial fields ( 51 ) in the form of flat packages ( 58 a, b) in a stowed position next to one another on a surface ( 3 ) of the spacecraft ( 2 ) are arranged, and that the flat packets ( 58 a, b) formed by the superimposed partial fields ( 51 ) can be rotated into a deployment position by means of the holding and actuating device ( 80 ).

17. Solar generator according to claim 16, characterized in that the ge through the superimposed subfields ( 51 ) formed flat packets ( 58 a, b) in the unfolding position in a position with substantially parallel subfields ( 51 ) of the respective flat packets ( 58 a, b) are rotatable.

18. Solar generator according to claim 16 or 17, characterized in that the folded mast ( 60 ) in the jammed state of the solar generator ( 1 ) housed in a space between the flat packs ( 58 a, b) formed by the partial fields ( 51 ) lying one on top of the other is.