CA2931218A1

CA2931218A1 - Structure segmentee, en particulier pour reflecteur d'antenne de satellite, pourvue d'au moins un dispositif de deploiement a parallelogramme

Info

Publication number: CA2931218A1
Application number: CA2931218A
Authority: CA
Inventors: Christophe MAYEUX
Original assignee: Airbus Defence and Space SAS
Current assignee: Airbus Defence and Space SAS
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2015-06-25
Also published as: FR3015130A1; EP3084884A1; WO2015092159A1; FR3015130B1; US20160372822A1

Abstract

La structure segmentée (1) comprend au moins deux panneaux (2, 3, 4), un premier panneau (2) dit principal et un second panneau (3, 4) dit secondaire, ainsi qu'au moins un dispositif de déploiement (5), le dispositif de déploiement (5) comportant un système à parallélogramme (6) comprenant deux bras de liaison (7, 8), dont chacun est lié via une première articulation comprenant un ressort à la face arrière (3B, 4B) du panneau secondaire (3, 4) et via une seconde articulation comprenant un ressort à la face arrière (2B) du panneau principal (2), les ressorts étant aptes, après précontrainte, à déplacer le panneau secondaire (3, 4) par rapport au panneau principal (2) suivant un mouvement de translation circulaire d'une position de stockage à une position intermédiaire, des moyens de guidage auxiliaire étant prévus pour mettre en oeuvre un guidage terminal jusqu'à une position déployée.

Description

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 ;

2 - 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

3 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

4 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 - 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

6 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

7 - 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 :

8

9 - 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 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.

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 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) ;

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

13 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.

14 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.

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 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.

16 wo 2015/092159 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 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,...).

Claims

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) :
= 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 = 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 :
- un système à parallélogramme (6) comprenant au moins deux bras de liaison (7, 8) agencés sensiblement parallèlement, de manière à former un parallélogramme (9), chacun desdits bras de liaison (7, 8) étant lié par une première de ses extrémités (7A, 8A), via une première articulation (10) comprenant au moins un premier ressort (11), à la face arrière (3B, 4B) dudit panneau secondaire (3, 4), et par une seconde (7B, 8B) de ses extrémités, via une seconde articulation (12) comprenant au moins un second ressort (13), à
la face arrière (2B) dudit panneau principal (2), lesdits premier et second ressorts (11, 13) étant aptes, après précontrainte, à déplacer ledit panneau secondaire (3, 4) par rapport audit panneau principal (2) suivant un mouvement de translation circulaire de la position de stockage (P1) à une position intermédiaire (PI) ; et - des moyens de guidage auxiliaire (15, 16) configurés pour mettre en uvre un guidage terminal de ladite position intermédiaire (PI) à la position déployée (P2).

2. Structure segmentée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de déploiement (5) comporte, de plus, au moins un amortisseur (17) à frottement sec, fixé par l'intermédiaire d'articulations auxiliaires (18, 19), respectivement, par une première de ses extrémités sur la face arrière (3B, 4B) du panneau secondaire (3, 4), et par une seconde de ses extrémités sur la face arrière (2B) du panneau principal (2).

3. Structure segmentée selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'au moins l'un desdits premier et second ressorts (11, 13) est réalisé en l'un des matériaux suivants : un matériau métallique, un matériau composite, et un matériau céramique.

4. Structure segmentée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins l'un desdits premier et second ressorts (11, 13) correspond à l'un des types de ressort suivants : un ressort à lamelle et un ressort à torsion.

5. Structure segmentée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins l'un desdits premier et second ressorts (11, 13) est pourvu d'un traitement de surface.

6. Structure segmentée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins l'un desdits premier et second ressorts (11, 13) est pourvu d'une protection thermique souple.

le

7. Structure segmentée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins l'une desdites première et seconde articulations (10, 12) comprend au moins un élément élastique (25, 26) générant une souplesse dans un plan sensiblement parallèle au plan moyen du panneau principal (2).

8. Structure segmentée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites premières articulations (10) des bras de liaison (7, 8) du système à parallélogramme (6) sont agencées sensiblement au niveau du centre de gravité (G) du panneau secondaire (3).

9. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les axes de rotation (L) des première et seconde articulations (10, 12) de chacun des bras de liaison (7, 8) du système à
parallélogramme (6) sont adaptés à des caractéristiques géométriques de la structure segmentée (1) de sorte que le panneau secondaire (3, 4) suit le profil du panneau principal (2) lors du déplacement.

10. Structure segmentée selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que lesdits moyens de guidage auxiliaire (15) comprennent :
- 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, 2C) respectives ; et - au moins un dispositif enrouleur (29) apte à enrouler ledit câble (28) pour approcher ledit panneau secondaire (3) dudit panneau principal (2).

11. Structure segmentée selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que lesdits moyens de guidage auxiliaire (16) comprennent au moins deux rails de guidage (30, 31) agencés sur la face arrière (2B) du panneau principal (2) de manière à permettre au panneau secondaire (3, 4) de glisser sur lesdits rails de guidage (30, 31), lesdits rails de guidage (30, 31) étant configurés pour guider le panneau secondaire (3, 4) jusqu'à la position déployée (P2), lors du guidage terminal, et en ce que le système à
parallélogramme (6) est configuré pour presser ledit panneau secondaire (3, 4) sur lesdits rails de guidage (30, 31) et pour le déplacer afin de mettre en uvre le guidage terminal.

12. 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).

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

14. Satellite, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une structure segmentée (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.

15. Procédé de déploiement d'une structure segmentée (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, 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 réaliser un mouvement de translation circulaire du panneau secondaire (3) par rapport au panneau principal (2) jusqu'à ladite position intermédiaire (PI), à l'aide du système à parallélogramme (6) ; et b) à mettre en uvre le guidage terminal de la position intermédiaire (PI) à
la position déployée (P2), à l'aide des moyens de guidage auxiliaire (15, 16).

16. Procédé de déploiement selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'étape b) consiste à approcher ledit panneau secondaire (3) dudit 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, 2C) respectives, à l'aide d'au moins un dispositif enrouleur (29).

17. Procédé de déploiement selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'étape b) consiste à presser et à faire glisser le panneau secondaire (3) sur au moins deux rails de guidage (30, 31) agencés sur la face arrière (2B) du panneau principal (2), jusqu'à la position déployée (P2), à l'aide dudit système à parallélogramme (6).