CA2931214A1 - Structure segmentee, en particulier pour reflecteur d'antenne de satellite, pourvue d'au moins un dispositif de deploiement a ruban - Google Patents

Abstract

Une structure segmentée (1) comprend au moins deux panneaux (2, 3, 4), un panneau (2) dit principal et au moins un panneau (3, 4) dit secondaire, ainsi qu'au moins un dispositif de déploiement (5) apte à amener un panneau secondaire (3, 4) dans une position de stockage ou dans une position déployée (P2), le dispositif de déploiement (5) comportant au moins un ruban (6) fixé au panneau secondaire (3, 4) et lié au panneau principal (2), le ruban (6) étant élastiquement précontraint dans ta position de stockage de manière à se déplier automatiquement et de façon autonome, lorsque le mouvement entre le panneau secondaire (3, 4) et le panneau principal (2) est libéré, de manière à déplacer le panneau secondaire (3, 4).

Description

Structure segmentée, en particulier pour réflecteur d'antenne de satellite, pourvue d'au moins un dispositif de déploiement à ruban.
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 ;
- 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

2 ensemble continu au moins sur leurs faces avant (partie active d'une antenne).
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.
On connaît, par le document EP-1 043 802, une structure segmentée, comprenant différents moyens de déploiement de panneaux. Dans un mode de réalisation particulier, les moyens de déploiement comprennent, en plus d'un bras pivotant, un câble. Ce câble est un simple câble qui met en oeuvre, uniquement, une étape de la phase de déploiement.
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,

3 est remarquable en ce que ledit dispositif de déploiement comporte :
- au moins un ruban, ledit ruban étant fixé par une première de ses extrémités au panneau secondaire au niveau d'une face dite de contact de ce dernier, qui arrive au contact d'une face dite de contact du panneau principal dans la position déployée, et étant lié au panneau principal au niveau de la face de contact de ce dernier, ledit ruban :
= présentant une souplesse lui permettant d'être plié au moins à des zones dites de charnière dans la position de stockage ;
= étant élastiquement précontraint dans la position de stockage de manière à se déplier automatiquement et de façon autonome, lorsque le mouvement entre le panneau secondaire et le panneau principal est libéré, de manière à déplacer le panneau secondaire lors du dépliement, jusqu'à atteindre une position dépliée sensiblement rectiligne ; et = s'auto-verrouillant dans la position dépliée ; et - au moins un dispositif enrouleur qui est apte à enrouler ledit ruban à
partir de sa position dépliée, un enroulement du ruban approchant le panneau secondaire du panneau principal.
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, ladite structure segmentée comporte des moyens de maintien amovibles du panneau secondaire sur le panneau principal, lesdits moyens de maintien étant commandables et permettant de libérer le panneau secondaire du panneau principal lorsqu'ils sont commandés, une telle libération libérant le mouvement entre ledit panneau secondaire et ledit panneau principal.
Avantageusement, ledit ruban, du type techniquement d'un mètre ruban , présente au moins l'une des caractéristiques suivantes :
- il est pourvu de protections thermiques souples au moins au niveau desdites zones de charnière ;

4 - il est pourvu, au moins en partie, d'un traitement de surface ;
- il est réalisé en l'un des matériaux suivants : un matériau métallique et un matériau composite.
On notera que le document EP-1 043 802 ne divulgue pas l'utilisation d'un ruban particulier qui permet de mettre en oeuvre des étapes principales du déploiement, à savoir un mètre ruban qui présente simultanément l'ensemble des caractéristiques précitées.
Par ailleurs, de façon avantageuse :
- la structure segmentée comporte des moyens de maintien auxiliaire amovibles aptes à maintenir le ruban, dans la position de stockage ; et/ou - la structure segmentée comporte des moyens aptes à générer une poussée sur le panneau secondaire pour l'écarter du panneau principal afin d'aider au déploiement ; et/ou - le dispositif enrouleur est pourvu d'un moteur électrique agencé dans la structure du panneau principal ; et/ou - la structure segmentée comporte un dispositif d'amortissement apte à
réaliser un amortissement de chocs susceptibles d'être générés au moins au moment de l'auto-verrouillage dudit ruban ; et/ou - la structure segmentée comporte des moyens configurés pour réaliser un guidage terminal permettant d'aboutir à la position déployée.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, chaque dispositif de déploiement est configuré pour réaliser le déploiement simultané du panneau secondaire et d'au moins un panneau intermédiaire qui sont tels que ledit panneau intermédiaire est agencé entre le panneau secondaire et le panneau principal, de façon superposée dans la position de stockage et en contact latéral dans la position déployée, et le panneau intermédiaire est lié

au ruban de manière à pouvoir glisser le long dudit ruban. De préférence, ledit ruban traverse au moins, en partie, la structure dudit panneau intermédiaire.
Dans un mode de réalisation particulier, la structure segmentée comprend une pluralité de panneaux intermédiaires entre le panneau principal et un panneau secondaire.

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

5 principal central dans la position déployée de manière à présenter une forme parabolique ; et - 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 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 libérer le mouvement du panneau secondaire par rapport au panneau principal, cette libération permettant un dépliement automatique du ruban précontraint de manière à amener le panneau secondaire d'une position superposée à une position sensiblement dans un même plan moyen que le panneau principal, ledit ruban s'auto-verrouillant lorsqu'il est complètement déplié ; et b) à enrouler le ruban, à l'aide du dispositif enrouleur, de manière à
approcher le panneau secondaire du panneau principal jusqu'à ce que leurs faces de contact respectives soient sensiblement en contact, en particulier pour qu'un guidage terminal puisse être mis en oeuvre.
Avantageusement, le procédé de pivotement comprend une étape supplémentaire consistant à réaliser un guidage terminal pour aboutir à la position déployée.

6 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 perspective d'un mode de réalisation particulier d'une structure segmentée illustrant l'invention et comprenant un panneau central ainsi que deux panneaux secondaires, dont chacun est dans une position de stockage.
La figure 2 est une vue schématique en perspective d'un mode de réalisation particulier d'une structure segmentée illustrant l'invention et comprenant un panneau central ainsi que deux panneaux secondaires, dont chacun est dans une position déployée.
La figure 3 illustre schématiquement l'agencement d'un ruban.
Les figures 4A et 4B illustrent différents exemples de section transversale d'un ruban.
Les figures 5A à 5F illustrent, en vue schématique en perspective, différentes étapes successives de déploiement d'un panneau secondaire par rapport à un panneau principal d'une structure segmentée.
La figure 6 montre schématiquement un dispositif enrouleur.
La figure 7 illustre, schématiquement, un mode de réalisation particulier d'une structure segmentée, comprenant une pluralité de panneaux superposés.
Les figures 8A et 8B illustrent schématiquement un exemple d'élément de blocage (ou de verrouillage) d'une liaison glissière d'un panneau intermédiaire.
Les figures 9A à 9C montrent différentes étapes d'un déverrouillage d'une liaison glissière verrouillée.
La figure 10 illustre, schématiquement, un mode de réalisation particulier d'une structure segmentée, comprenant une pluralité de panneaux superposés à l'intérieur d'une parabole.
La structure segmentée 1, illustrant l'invention et représentée schématiquement sur la figure 1 notamment, est destinée, plus

7 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, comme représenté sur la figure 1 :
- au moins deux panneaux, à savoir au moins un premier panneau 2 dit principal comprenant une face avant 2A et une face arrière 2B, et au moins un second panneau 3, 4 dit secondaire comprenant également une face avant 3A, 4A et une face arrière 3B, 4B ; et - au moins un dispositif de déploiement 5 qui est lié, respectivement, au panneau principal 2 et à un panneau secondaire 3, 4 associé.
Ce dispositif de déploiement 5 est apte à amener le panneau secondaire correspondant, 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 la figure 1, 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 2 et 5F, 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 :

8 - 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. De préférence, comme représenté
notamment sur les exemples des figures 1, 2, 5A à 5F et 7, chaque face avant 2A, 3A, 4A correspond dans le cas d'un réflecteur d'antenne à la face réfléchissante. Il est toutefois également possible que cela soit l'inverse, comme dans l'exemple de la figure 10 décrit ci-dessous ; 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 2), 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 X-X (figure 1), en l'occurrence un axe de symétrie de la structure segmentée 1).
Dans le mode de réalisation préféré, représenté sur les figures 1 et 2, la structure segmentée 1 comprend :
- 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 2) 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.
Selon l'invention, chacun des dispositifs de déploiement 5 de la structure segmentée 1, comporte :
- au moins un ruban 6, et de préférence deux rubans 6 (ou plus de deux rubans 6) représentés très schématiquement par des tirets sur la figure 1 ; et - au moins un dispositif enrouleur 7, à savoir autant de dispositifs enrouleurs 7 que de rubans 6. Chaque dispositif enrouleur 7 est associé à un ruban 6 et est apte à enrouler le ruban 6 auquel il est associé à partir d'une position dépliée (figure 5D) comme précisé ci-dessous. Un enroulement du ruban 6 a pour effet de tirer le panneau secondaire 3, vers le panneau principal 2, de

9 l'extérieur vers 1"intérieur, jusqu'à ce que des faces de contact respectives et 3C (figure 5A) soient sensiblement en contact (figure 5F).
Pour ce faire, selon l'invention, chaque ruban 6 est fixé par une première de ses extrémités au panneau secondaire 3, au niveau d'une face 3C dite de contact de ce dernier (qui arrive au contact d'une face 2C dite de contact du panneau principal 2C dans la position déployée P2). De plus, le ruban 6 est lié au panneau principal 2 au niveau de la face de contact 2C de ce dernier.
En outre, selon l'invention, chaque ruban 6:
- met en oeuvre une action pouvant être symétrique ;
- présente une souplesse lui permettant d'être plié au moins à des zones 8A, 8B dites de charnière (figures 1 et 3) dans la position de stockage P1 ;
- est élastiquement précontraint dans la position de stockage P1 de manière à
se déplier automatiquement et de façon autonome, lorsque le mouvement entre le panneau secondaire 3, 4 et le panneau principal 2 (qui est bloqué
dans la position de stockage P1) est libéré, afin de déplacer le panneau secondaire 3, 4 lors du dépliement, et ceci jusqu'à atteindre une position dépliée PD dans laquelle le ruban 6 présente longitudinalement une forme sensiblement rectiligne (figure 5D) ; et - s'auto-verrouille dans la position dépliée PD, c'est-à-dire est pourvu d'une certaine rigidité dans cette position dépliée, permettant de maintenir le panneau secondaire 3, 4 par rapport au panneau principal 2 sensiblement dans un plan, et de tirer le panneau secondaire 3, 4 vers le panneau principal 2 tout en conservant cette position relative.
La structure segmentée 1 comprend donc un ou plusieurs dispositifs enrouleurs 7, au voisinage du bord de contact 2C entre le panneau principal 2 central et le panneau secondaire 3, 4 mobile lorsqu'il est déployé. En position de stockage P1 (figure 1), les panneaux secondaires 3 et 4 déployables sont placés au-dessus du panneau principal 2 de manière à limiter au maximum l'encombrement de la structure, le ruban 6 prenant alors une forme générale en Z , comme représenté sur la figure 3. Bien que représentés schématiquement sur la figure 2, les rubans 6 et les dispositifs enrouleurs 7 (qui sont agencés à l'intérieur de la structure) ne sont bien entendu pas visibles dans la vue en perspective, dans la position déployée P2.
Le mode de réalisation représenté notamment sur les figures 5A à 5F
5 comporte deux rubans 6 avec deux dispositifs enrouleurs 7. Le nombre de rubans 6 peut être adapté en fonction des caractéristiques de la structure segmentée 1 et des contraintes de déploiement.
La structure segmentée 1 comporte par ailleurs des moyens de maintien (non représentés) du panneau secondaire 3, 4 sur le panneau

10 principal 2 qui sont répartis autour de chaque panneau secondaire déployable et qui sont de type séparable (ou amovible). Ces moyens de maintien sont commandables et permettent de libérer le panneau secondaire 3,4 du panneau principal 2 lorsqu'ils sont commandés (via un ordre de déploiement usuel), une telle libération libérant le mouvement entre le panneau secondaire 3, 4 correspondant et le panneau principal 2 et permettant au(x) ruban(s) 6 d'entrer en action.
Un tel dispositif de déploiement 5 permet de réaliser un déploiement efficace et avantageux du panneau secondaire 3, 4, auquel il est associé, de la position de stockage P1 (figure 1) à la position déployée P2 (figure 2), comme précisé ci-dessous.
L'ordre de grandeur de l'épaisseur du ruban 6 est de quelques dixièmes de millimètres, de manière à présenter la souplesse nécessaire pour tenir en position repliée (en forme de Z ). Le ruban 6 présente, en section transversale, une forme incurvée qui est telle que, lorsque le ruban 6 se déplie, il s'auto-verrouille en position droite (phénomène ou effet de cliquet ) à la manière d'un mètre ruban . La forme du ruban 6 est telle que, pour que cet effet de cliquet se produise, le ruban 6 est plié dans un sens ou dans l'autre (forme et action symétriques). Dans un mode de réalisation particulier, ledit ruban 6 présente, comme section transversale de forme symétrique :

11 - une section transversale Si en forme de tilde , comme représenté sur la figure 4A; ou - une section transversale S2 en forme de w à angles arrondis, comme représenté sur la figure 4B.
Le ruban 6 est pourvu de zones particulières (zones de charnière 8A, 8B) présentant une raideur de flexion significativement plus faible, par exemple sur quelques centimètres, afin de localiser des zones de pliage du ruban 6 (liaison pivot virtuelle), de sorte que la cinématique de déploiement soit reproductible et prévisible. Cet effet peut être obtenu par un rétrécissement local de la forme incurvée et/ou par une légère modification de l'épaisseur du ruban 6. En particulier, le déploiement et le reploiement peuvent ainsi être réalisés de nombreuses fois au sol, en utilisant un système de compensation de la gravité.
La raideur du ruban 6 est déterminée pour que la cinématique de déploiement soit adaptée aux inerties des panneaux secondaires 3 et 4, et induise un minimum de mouvements vibratoires parasites.
Pour le ruban 6 (ressort), on recherche une résistance vive élastique élevée et une bonne résilience, ainsi qu'une bonne endurance vis-à-vis des flexions alternées. On peut, par exemple, utiliser un alliage d'acier 45Si7 (ressort à lame) ou de type corde à piano . On peut également utiliser de l'Elinvar (acier à 33 % de nickel, 12 % de chrome, 1,2 % de manganèse), pour obtenir un module d'Young indépendant de la température.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, dans lequel le ruban 6 sert également à transmettre un signal (sous forme électrique) ou de la puissance électrique, on peut utiliser un alliage de cuprobéryllium (Cu-Be).
Sa limite élastique atteint 1000 MPa, avec une très bonne endurance, une très bonne conductivité thermique et électrique.
On peut également utiliser des matériaux composites, en particulier à
base de fibres de verre ou de fibres de carbone, qui présentent des caractéristiques de tenue et de masse avantageuses.

12 Outre le choix du matériau, les performances du ruban 6 dépendent également d'un traitement de surface appliqué audit ruban 6. Ce traitement peut, par exemple, être un grenaillage de précontrainte sur un matériau métallique.
En position repliée, les panneaux secondaires 3 et 4 déployables sont gerbés par des points répartis en périphérie du panneau principal 2. La libération des points de gerbage autorise le déploiement automatique des panneaux secondaires 3 et 4 par effet ressort des rubans 6.
Dans un mode de réalisation particulier, la structure segmentée 1 comporte des moyens auxiliaires (non représentés), aptes à générer une poussée sur le panneau secondaire 3, 4 pour l'écarter du panneau principal 2, afin d'aider à son déploiement. De préférence, pour ce faire, des ressorts sont intégrés au dispositif de gerbage des panneaux, afin de générer une impulsion (de poussée) au début du déploiement des panneaux secondaires 3 et 4 déployables.
Par ailleurs, pour limiter l'influence de la température sur la raideur du ou des rubans 6, chaque ruban 6 est pourvu de protections thermiques souples au moins au niveau desdites zones de charnière 8A, 8B flexibles.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, les rubans 6, dont la fréquence propre est très basse (structure souple de grand élancement), sont arrimés à la structure du panneau principal 2 central par l'intermédiaire de fils d'aramide ou d'autres systèmes analogues. Ces fils sont coupés en même temps que les points de gerbage (ou peu de temps avant) par un fil chaud au moment du déploiement.
La présente invention présente de nombreux avantages, et en particulier :
- l'espace entre le panneau principal 2 central et les panneaux secondaires 3 et 4 est très faible, en raison du très faible encombrement du (ou des) ruban(s) 6. Le volume sous coiffe (lors d'un lancement par un lanceur spatial) est donc optimisé au maximum ;

13 - la masse linéique du ruban 6 est très faible, étant donné la très faible épaisseur de celui-ci, combiné à une largeur de quelques centimètres seulement. Le dispositif de déploiement 5 à ruban 6 est donc extrêmement léger ;
- le nombre de pièces mécaniques est réduit ;
- le coût de fabrication et d'intégration est faible ;
- le dispositif de déploiement 5 est très fiable. La fiabilité résulte du nombre réduit de pièces mécaniques et du mécanisme nécessitant des ajustements précis ;
- les liaisons cinématiques ne comportent pas d'ajustement particulier, et sont donc peu sensibles aux dilatations thermiques différentielles ; et - l'utilisation de matériaux métalliques ou composites permet de garantir une absence de dégazage et une résistance aux ambiances spatiales (rayonnements, oxygène atomique,...).
Le dispositif enrouleur 7 est pourvu d'un moteur électrique (non représenté) agencé dans la structure du panneau principal 2, qui entraîne en rotation un axe enrouleur 10 (représenté sur la figure 6), sur lequel est enroulé
le ruban 6 lors de la rotation.
La structure segmentée 1 comporte, de plus, un dispositif d'amortissement 11 apte à réaliser un amortissement des chocs susceptibles d'être générés au moins au moment du verrouillage du ruban 6 dans la position dépliée.
Dans un mode de réalisation particulier représenté sur la figure 6, ce dispositif d'amortissement 11 comporte deux lames ressorts 12 et 13 montées autour du ruban 6, au niveau d'une ouverture 14 sous forme de fente, pratiquée dans la paroi de la face de contact 2C du panneau principal 2. Le ruban 6 qui traverse cette ouverture 14 passe entre les deux lames ressorts 12 et 13. Ces lames ressorts 12 et 13 permettent par un contact avec le ruban 6 d'amortir le choc sur le panneau principal 2 au moment du verrouillage du ruban 6, avec un découplage des guides du ruban par rapport à la structure porteuse.

14 Une fois le ruban 6 déplié en position droite (figure 5D), avec le panneau 3 déployable accroché à l'extrémité, le dispositif enrouleur 7, mû par le moteur électrique, rapproche (dans le sens illustré par une flèche E2 par les figures 5D et 5E) le panneau secondaire 3 du panneau principal 2.
Si nécessaire, on peut prévoir une synchronisation entre les deux (ou même plus de deux) dispositifs enrouleurs 7 du dispositif de déploiement 5, en particulier par une liaison mécanique flexible ou par cardans homocinétiques (type tripode ou Rzeppa). On peut également envisager un seul moteur déporté, destiné aux différents dispositifs enrouleurs 7 du dispositif de déploiement 5.
La structure segmentée 1 comporte, de plus, des moyens configurés pour réaliser un guidage terminal permettant d'aboutir à la position déployée P2. Dans un mode de réalisation particulier, ces moyens comprennent un système usuel de cône/contre-cône.
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 1) 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 2).
Le dispositif de déploiement 5 comporte également des moyens non représentés (par exemple une unité centrale) pour commander, notamment, les moteurs électriques des dispositifs enrouleurs 7 et/ou générer un ordre de déploiement.
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 de la figure 1 à la position déployée P2 des figures 2 et 5F, est le suivant :

a) on libère le mouvement du panneau secondaire 3 par rapport au panneau principal 2, à partir de la position de stockage P1 de la figure 1 par exemple.
Cette libération permet un déploiement automatique des rubans précontraints 6, générant un déplacement du panneau secondaire 3 vers l'extérieur dans le 5 sens indiqué par une flèche El, comme illustré par différentes positions successives PA, PB et PC respectivement sur les figures 5A, 5B et 5C. Ceci permet d'amener le panneau secondaire 3 de la position superposée de stockage P1 à une position PD non superposée (figure 5D) sensiblement dans un même plan moyen que le panneau principal 2. Ledit ruban 6 s'auto-verrouille lorsqu'il est complètement déplié dans la position PD de la figure 5D; puis b) on enroule les deux rubans 6, à l'aide des dispositifs enrouleurs 7 associés, comme illustré par une position intermédiaire PE sur la figure 5E, de manière à déplacer le panneau secondaire 3 vers l'intérieur dans le sens illustré par la

15 flèche E2 et à approcher ce panneau secondaire 3 du panneau principal 1 jusqu'à ce que leurs faces de contact respectives 2C et 3C soient sensiblement en contact.
Le procédé de déploiement comprend également une étape supplémentaire consistant à réaliser un guidage terminal usuel pour aboutir à
la position déployée P2, en amenant le panneau secondaire 3 au contact du panneau principal 2 dans la position définitive recherchée, comme illustré sur la figure 5F.
Pour ce faire, la structure segmentée 1 comporte des moyens (non représentés) pour permettre un positionnement final précis entre le panneau secondaire 3 et le panneau principal 2, ainsi que des moyens pour verrouiller le(s) panneau(x) dans 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, comme représenté sur la figure 2.
Bien entendu, le dispositif 5 peut également amener la structure segmentée 1 de la position déployée P2 à la position de stockage PI, si cela

16 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.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, représenté
schématiquement sur la figure 7, la structure segmentée 1 comprend plusieurs panneaux (plus de deux panneaux) superposés, permettant ainsi de déployer des systèmes de grandes dimensions dans plusieurs directions.
Dans ce cas, le dispositif de déploiement 5 est configuré pour réaliser le déploiement simultané du panneau secondaire 3, 4 et d'au moins un panneau intermédiaire 23, 24. Ce panneau intermédiaire 23, 24 est agencé
entre le panneau secondaire 3, 4 et le panneau principal 2, et ceci de façon superposée dans la position de stockage Pi, tel que représenté sur la figure 7, et en contact latéral dans la position déployée. De plus, le panneau intermédiaire 23, 24 est lié à chaque ruban 6 utilisé de manière à pouvoir glisser le long dudit ruban 6.
Dans ce cas, dans un mode de réalisation particulier, le ruban 6 traverse au moins, en partie, la structure du panneau intermédiaire 23, 24, comme représenté par des tirets sur la figure 7.
Sur l'exemple de la figure 7, l'agencement est symétrique par rapport à
un plan transversal illustré par une droite L, et le déploiement est réalisé :
- pour l'ensemble formé du panneau secondaire 3 et du panneau intermédiaire 23 dans le sens illustré par une flèche Fi; et - pour l'ensemble formé du panneau secondaire 4 et du panneau intermédiaire 24 dans le sens illustré par une flèche F2.
Sur la figure 7, on a également représenté très schématiquement des systèmes de gerbage 25 usuels.
Les panneaux intermédiaires 23, 24 sont montés flottant sur le ou les rubans 6 de déploiement. Afin d'assurer une absence de collision des panneaux entre eux et une cinématique maîtrisée et reproductible, la structure segmentée 1 comprend un système 27 de blocage en translation des panneaux intermédiaires 23, 24 par rapport au(x) ruban(s) 6. Ce système de

17 blocage 27 s'escamote automatiquement de manière fiable lors de l'opération d'enroulement des rubans 6.
Dans un mode de réalisation particulier, représenté sur les figures 8A
et 8B, le système de blocage 27 comporte une lame souple 28 (en matériau métallique ou composite) qui traverse le ruban 6, à travers une petite fente pratiquée dans le ruban 6. Lors de l'accostage d'un panneau 23A sur un panneau 23B adjacent, un doigt 30 prévu à l'extrémité du panneau 23A à
proximité du passage du ruban 6 vient plier cette lame souple 28 (comme illustré par une flèche 26 sur la figure 8B) jusqu'à ce qu'elle se dégage de la fente 29, libérant ainsi la liaison glissière.
Les figures 9A à 9C illustrent différentes étapes d'une telle libération, au niveau de deux panneaux adjacents 23A et 23B (correspondant au panneau principal et à un panneau intermédiaire adjacent, ou à deux panneaux intermédiaires adjacents, ou bien au panneau secondaire et à un panneau intermédiaire adjacent). Plus précisément :
- sur la figure 9A, la liaison est verrouillée et lame souple 28 traverse le ruban 6;
- sur la figure 9B, la liaison est toujours verrouillée, mais le panneau s'approche du panneau 23B et la lame 28 plie sous l'effort du doigt 30 et commence à se dégager ; et - sur la figure 9C, le panneau intermédiaire 23A est guidé en bout du panneau intermédiaire 23B, la lame 28 est dégagée du ruban 6 et la liaison est donc déverrouillée.
Par ailleurs, afin d'activer les systèmes de gerbage 25 déportés sur les panneaux intermédiaires, les rubans 6 peuvent être utilisés pour conduire directement l'énergie électrique nécessaire sans ajout de câblage dédié, ce qui présente des avantages en terme de simplicité et de robustesse.
Dans une variante de réalisation représentée sur la figure 10, à la différence de l'exemple de la figure 7, la structure segmentée 1 est telle que les panneaux (panneau secondaire 3 et panneau(x) intermédiaire(s) 33 d'un côté ; panneau secondaire 4 et panneau(x) intermédiaire(s) 34 de l'autre côté)

18 sont superposés à l'intérieur de la parabole. En d'autres termes, la face (dite arrière) du panneau principal 2 (sur laquelle est superposée en position de stockage la face (dite avant) d'un autre panneau) est située à l'intérieur de la parabole (et non pas à l'extérieur comme sur l'exemple de la figure 7) et correspond à une face réfléchissante dans le cas d'un réflecteur parabolique.
Dans ce cas, on libère les panneaux de gauche (par rapport au plan L) avant ou après les panneaux de droite pour ne pas générer de collision.
Sur l'exemple de la figure 10, le déploiement est réalisé :
- pour l'ensemble formé du panneau secondaire 3 et du panneau intermédiaire 33 dans le sens illustré par une flèche F3 ; et - pour l'ensemble formé du panneau secondaire 4 et du panneau intermédiaire 34 dans le sens illustré par une flèche F4.
La structure segmentée 1, telle que décrite ci-dessus, comprenant notamment un dispositif de déploiement 5 permet de réaliser un déploiement simple et fiable par conception, très léger, et très compact sous coiffe, et présente un coût de production et d'intégration réduit. De plus, il est possible de déployer plusieurs panneaux superposés afin de déployer des systèmes 1 de grandes dimensions, dans plusieurs directions.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Structure segmentée, en particulier pour réflecteur d'antenne de satellite, ladite structure segmentée (1) comprenant :
- au moins deux panneaux (2, 3, 4), un premier panneau (2) dit principal comprenant une face avant (2A) et une face arrière (2B), et un second panneau (3, 4) dit secondaire comprenant également une face avant (3A, 4A) et une face arrière (3B, 4B) ; et - au moins un dispositif de déploiement (5) relié aux faces arrière respectivement desdits panneaux principal et secondaire et apte à amener ledit panneau secondaire (3, 4) dans l'une ou l'autre des deux positions suivantes, relativement audit panneau principal (2) :
.cndot. une position de stockage (P1), dans laquelle ledit panneau secondaire (3, 4) est au moins partiellement superposé audit panneau principal (2) sur la face arrière (2B) de ce dernier, la face avant (3A, 4A) dudit panneau secondaire (3, 4) étant dirigée dans le même sens que la face avant (2A) dudit panneau principal (2) ; et .cndot. une position déployée (P2), dans laquelle ledit panneau secondaire (3, 4) est positionné vers l'extérieur du panneau principal (2), à côté et contre ledit panneau principal (2) de manière à former un ensemble continu au moins sur leurs faces avant, caractérisée en ce que ledit dispositif de déploiement (5) comporte :
- au moins un ruban (6), ledit ruban (6) étant fixé par une première de ses extrémités au panneau secondaire (3, 4) au niveau d'une face (3C) dite de contact de ce dernier, qui arrive au contact d'une face (2C) dite de contact du panneau principal (2) dans la position déployée (P1), et étant lié au panneau principal (2) au niveau de la face de contact (2C) de ce dernier, ledit ruban (6) :
.cndot. présentant une souplesse lui permettant d'être plié au moins à des zones (8A, 8B) dites de charnière dans la position de stockage (P1) ;

.cndot. étant élastiquement précontraint dans la position de stockage (P1) de manière à se déplier automatiquement et de façon autonome, lorsque le mouvement entre le panneau secondaire (3, 4) et le panneau principal (2) est libéré, de manière à déplacer le panneau secondaire (3, 4) lors du dépliement, jusqu'à atteindre une position dépliée sensiblement rectiligne ; et .cndot. s'auto-verrouillant dans la position dépliée ; et - au moins un dispositif enrouleur (7) qui est apte à enrouler ledit ruban (6) à
partir de sa position dépliée, un enroulement du ruban (6) approchant le panneau secondaire (3, 4) du panneau principal (2).

2. Structure segmentée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de maintien amovibles du panneau secondaire (3, 4) sur le panneau principal (2), lesdits moyens de maintien étant commandables et permettant de libérer le panneau secondaire (3, 4) du panneau principal (2) lorsqu'ils sont commandés, une telle libération libérant le mouvement entre ledit panneau secondaire (3, 4) et ledit panneau principal (2).

3. Structure segmentée selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ledit ruban (6) présente au moins l'une des caractéristiques suivantes :
- il est pourvu de protections thermiques souples au moins au niveau desdites zones de charnière (8A, 8B) ;
- il est pourvu, au moins en partie, d'un traitement de surface ;
- il est réalisé en l'un des matériaux suivants : un matériau métallique et un matériau composite.

4. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de maintien auxiliaire amovibles aptes à maintenir le ruban (6), dans la position de stockage (P1).

5. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce quelle comporte des moyens aptes à générer une poussée sur le panneau secondaire (3, 4) pour l'écarter du panneau principal (2) afin d'aider au déploiement.

6. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit dispositif enrouleur (7) est pourvu d'un moteur électrique agencé dans la structure du panneau principal (2).

7. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte, de plus, un dispositif d'amortissement (11) apte à réaliser un amortissement de chocs susceptibles d'être générés au moins au moment de l'auto-verrouillage dudit ruban (6).

8. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte, de plus, des moyens configurés pour réaliser un guidage terminal permettant d'aboutir à la position déployée.

9. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit dispositif de déploiement (5) est configuré pour réaliser le déploiement simultané du panneau secondaire (3, 4) et d'au moins un panneau intermédiaire (23, 24 ; 33, 34) qui sont tels que ledit panneau intermédiaire (23, 24 ; 33, 34) est agencé entre le panneau secondaire (3, 4) et le panneau principal (2), de façon superposée dans la position de stockage (P1) et en contact latéral dans la position déployée, et en ce que ledit panneau intermédiaire (23, 24 ; 33, 34) est lié audit ruban (6) de manière à
pouvoir glisser le long dudit ruban (6).

10. Structure segmentée selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit ruban (6) traverse au moins, en partie, la structure dudit panneau intermédiaire (23, 24 ; 33, 34).

11. Structure segmentée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend :
- un panneau principal (2) central ;

- deux panneaux secondaires (3, 4) agencés de part et d'autre dudit panneau principal (2) central dans la position déployée de manière à présenter une forme parabolique ; et - deux dispositifs de déploiement (5) associés, respectivement, auxdits panneaux secondaires (3, 4).

12. Réflecteur d'antenne de satellite, caractérisé en ce qu'il comporte une structure segmentée (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.

13. Satellite, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une structure segmentée (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.

14. Procédé de déploiement d'une structure segmentée (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes successives consistant, lors du déploiement de la position de stockage (P1) à la position déployée (P2) :
a) à libérer le mouvement du panneau secondaire (3), par rapport au panneau principal (2), cette libération permettant un dépliement automatique du ruban (6) précontraint de manière à amener le panneau secondaire (3, 4) d'une position superposée à une position (PD) sensiblement dans un même plan moyen que le panneau principal (2), ledit ruban (6) s'auto-verrouillant lorsqu'il est complètement déplié ; et b) à enrouler le ruban (6), à l'aide du dispositif enrouleur (7), de manière à

approcher le panneau secondaire (3) du panneau principal (2) jusqu'à ce que leurs faces de contact (2C, 3C) respectives soient sensiblement en contact.

15. Procédé de déploiement selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire consistant à
réaliser un guidage terminal pour aboutir à la position déployée (P2).