DE2110626A1

DE2110626A1 - Sonnengenerator

Info

Publication number: DE2110626A1
Application number: DE19712110626
Authority: DE
Inventors: Philippe Fayet; Wolfgang Palz
Original assignee: Centre National dEtudes Spatiales CNES
Current assignee: Centre National dEtudes Spatiales CNES
Priority date: 1970-03-05
Filing date: 1971-03-05
Publication date: 1971-09-16
Also published as: FR2081107A1; FR2092798A6; JPS462375A; GB1300185A; DE2110626C3; US3735942A; DE2110626B2; JPS5116115B1; US3735943A

Description

Dr. In.;. H. H^cio

Dip!. !i.g. <.. Mauck

DjpL Phys. VV. Schmitz

fc i-iunchen if», Moxarhir.23

TeL 5330386

Centre National d¹Etudes
Spatiales

12 9, rue de l*Universite

75 - Paris / Frankreich 4. März 1971

Anwaltsakte M-I511

Sonnengenerator

Es wurde bereits vorgeschlagen, die künstlichen Satelliten mit Sonnengeneratoren höherer Leistung (in der Größenordnung von Kilowatt oder mehr) auszurüsten. Diese Sonnengeneratoren werden von Feldern großer Abmessungen gebildet, die sich außerhalb des Satellitenkörpers erstrecken, die jedoch zunächst in der Ummantelung der Rakete untergebracht sind und erst im Weltraum ausgebreitet werden. Einige dieser "Sonnenfelder", die biegsam ausgebildet sind, nehmen während ihrer Aufbewahrung sehr wenig Platz ein, da sie zusammengefaltet oder zusammengerollt sind. Sie werden mittels ausfahrbarer Versteifungen in ihre Betriebsstellung ausgefahren. Derartige Sonnengeneratoren mit ausbreitbaren biegsamen "Sonnenfeldern" sind bekannt (vgl. beispielsweise den Aufsatz von Doreece D. Abbott "Lightweight large area solar arrays", auf · Seite 772 bis 777 der Veröffentlichung "4th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference - Washington, D.C, Sept. 22-26, 1969" des "American Institute of Chemical Engineering".)

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"²"

Die bekannten ausbreitbaren Sonnenfelder haben die Form eines Rechtecks, dessen Breite durch die Aufbewahrungs- und Betätigungs-i art begrenzt ist. Um die zur Erzeugung der gewünschten elektri- ^; sehen Leistungen erforderlichen großen Flächen zu erhalten, müssen sie somit sehr lang sein, was verschiedene Nachteile mit sich bringt: Sie können den Sitz von thermischen "Spitzen" bilden, die von einer nicht-gleichförmigen Erwärmung der Versteifungen durch die Sonnenstrahlen herrühren; die großen Abmessungen der Versteifungen bringen Stabilisierungs- und Orientierungsschwierigkeiten mit sich und erfordern verhältnismäßig kompli- j zierte konstruktive Lösungen. Diese Schwierigkeiten wurden noch j erhöht, seitdem die Sonnenzellen aus Silizium durch Sonnenzellen aus Kadmiumsulfid ersetzt werden, die zwar in mancher Hinsicht (unzerbrechlich, biegsam, leicht, billig, in allen Größen und integrierter Bauweise herstellbar, widerstandsfähig gegen gewisse Strahlungen im Weltraum usw.) interessanter sind, die jedoch einen geringeren Wirkungsgrad als die herkömmlichen Silizium-;

Sonnenzellen haben; dieser Wirkungsgradverlust muß natürlich durch eine Vergrößerung der Nutzfläche und somit durch größere Ab- ; messungen der Sonnenfelder ausgeglichen werden. Zur Erzeugung der gleichen elektrischen Leistung muß die Fläche eines Sonnenfeldes aus Kadmiumsulfid etwa doppelt so groß wie die eines Sonnenfeldes '· aus Silizium sein; das bedeutet, daß bei gleicher Breite die Länge des Sonnenfeldes verdoppelt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Länge solcher Sonnenfelder zu verringern, wobei jedoch ihre Nutzleistung beibehalten werden soll, wodurch die oben erwähnten Schwierigkeiten umgangen werden

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können." Dies wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Sonnengenerator wird der Raum, der den

den Sonnengenerator tragenden Körper umgibt, besser ausgenutzt. j Der hierdurch erzielte Gewinn· an Fläche ermöglicht eine Ver- j ringerung der Länge der Sonnenfelder.

Vorzugsweise wird ein solches Sonnenfeld vor dem Ausbreiten derart zusammengefaltet, daß eine rechteckige Bahn mit übereinander- ; liegenden Bahnenabschnitten entsteht. Gemäß einer Ausführungsform ;

der Erfindung nimmt das Sonnenfeld, wenn es ausgehend von seiner !

herkömmlichen Rechteckform in Querrichtung ausgebreitet wird, die Form eines Trapezes mit großem öffnungswinkel an.

j Der erfindungsgemäße Sonnengenerator hat den Vorteil, daß die !

i

ausgefahrenen Sonnenfelder eine größere Steifigkeit besitzen, die vom Satellitenkörper entfernten Massen kleiner sind und die Sonnenfelder bezüglich des Satellitenkörpers besser verteilt sind»

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in den Ansprüchen 8 bis 12 angegeben. Bei diesem Sonnengenerator fahren die Stangen, Streben oder dergleichen, die zur Betätigungsvorrichtung gehören und zunahst im Tragkörper des Sonnen- j generators eingefahren sind, in festliegende radiale Richtungen aus, was der gesamten Anordnung - insbesondere im Hinblick auf die feste Verankerung der Stangen am Tragkörper - eine große j Steifigkeit verleiht. Da ferner an den außen liegenden Seiten >

■ 10S838/1255 - u -

der Sonnenfelder keine ausfahrbaren Stangen oder andere Versteifungen vorgesehen sind, sind diese außen liegenden Ränder sehr leicht, und die Hauptmassen befinden sich im Zentrum des Sonnengenerators.

be-Anhand der Zeichnungen werden/vorzugte Ausführungsbeispiele der

Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine sehr vereinfachte schematische Ansicht eines herkömm-ί liehen Sonnengenerators mit abrollbaren Sonnenfeldern,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines solchen Sonnengeneratork

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer ausfahrbaren Versteifung bzw. Stange,

Fign. 4a und Hb perspektivische Ansichten eines Satelliten mit ausfahrbaren Sonnenfeldern,

Fig. 5 eine schematische Darstellung zum Vergleich einer bekannten und einer erfxndungsgemäßen Anordnung von Sonnenfeldern,

Fign. 6 bis Io die aufeinanderfolgenden Betriebsphasen, in denen ; ein erfindungsgemäßes Sonnenfeld ausgebreitet wird, i

Fig. 11 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht eines erfindungsgemäßen Sonnengenerators während des Ausfahrens,

Fig. 12 eine schematische Ansicht des in Fi<?. H gezeigten Son»

.......'__ 10 9838/12 55 - ₅ -

DINAL !NSPECTSD

nengenerators nach Beendigung des Ausfahrvorgangs,

Fig. 13 ein Konstruktionsdetaxl in zwei verschiedenen Betriebsstellungen,

Fig. IH- eine der Fig. 12 entsprechende Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 15 ein Konstruktionsdetaxl dieses Ausführungsbeispxels,

Fign. 16 und 17 den Fign. 5 und. 12 entsprechende Ansichten eines weiteren Ausführungsbeispxels der Erfindung,

Fig. 18 eine perspektivische Ansicht eines bekannten Sonnengenerators, bei dem zwei Sonnenfelder in entgegengesetzten Richtungen ausgefahren werden,

'ig. 19 - ebenfalls in perspektivischer Ansicht - die Art und Weise wie die Sonnenfelder eines ebenfalls bekannten zweigeteilten Sonengenerators ausgefahren werden,

Fig. 2o eine Draufsicht auf einen Sonnengenerator der in Fig. 19 gezeigten Art, der jedoch erfindungsgemäß ausgebildet ist,

Fign. 21, 2 2 und 2 3 schematische Ansichten des in Fig. 2o gezeigten Sonnengenerators während des Ausfahrvorgangs.

3ie in den Fign. 1 und 2 gezeigte. Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 auf, in dem eine rechteckige "Haut" oder biegsame "Bahn" 2, die

mehrere miteinander verbundene Sonnenzellen trägt, auf engstem Raum zusammengefaltet oder -gerollt ist. Während des Ausfahrvorgangs verläßt die Bahn 3 einen Schlitz 4, der längs einer Mantel- . linie des Gehäuses 1 gebildet ist. Die Bahnen werden mit Hilfe zweier seitlich angeordneter ausfahrbarer Stangen oder Versteifungen 5 ausgezogen, die jeweils in einem Gehäuse 6 untergebracht und an ihren Enden durch eine Verbindungsstange 7 miteinander verbunden sind. An der Verbindungsstange 7 ist das freie Ende der Bahn 3 mittels mehrerer Befestigungspunkte 8 befestigt. Der Antriep

erfolgt über einen elektrischen Motor 9, der mit einem Zahnrad ί Io in Eingriff steht. Die Synchronisation der Ausfahrbewegung der '

Stangen 5 wird durch eine Transmissionswelle 11 sichergestellt. !

Da die Betätigungsvorrichtungen zum Ausfahren von rechteckigen Ϊ

t Sonnenfeldern dieser Art bekannt sind, ist es unnötig, die kon- ; struktiven Details genauer zu beschreiben. Nur zum besseren Verständnis ist in Fig. 3 eine bekannte ausfahrbare Stange oder Versteifung dargestellt, Wie sie unter dem Namen "STEM" (Storable Tubular Extendible Member) bekannt sind.

Die Fign. Ua und 4b zeigen den schematischen Aufbau eines Satelliten (vor bzw. nach dem Ausfahren der Sonnenfelder), bei dem die rechteckigen Sonnenfelder 3 in Kreuzform um den Satellitenkörper 12 verteilt angeordnet sind.

Diese Verteilung ist in Fig. 5 durch gestrichelte Linien wiedergegeben. Gleichzeitig sind mit fest ausgezogenen Linien vier trapezförmige Sonnenfelder 13 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die im wesentlichen die gleiche Fläche wie die 1093 3 8/19 5 5 - 7 -

ORIGINAL

- 7~^: 2TTÖ626

rechteckigen Sonnenfelder 3 haben. Wie man sieht, ist die bekannte Anordnung in Form eines griechischen Kreuzes durch eine Anordnung in Form eines Malteserkreuzes ersetzt worden, dessen Arme eine wesentlich geringere Länge bei gleicher Fläche haben.

Das Ausbreiten der trapezförmigen Sonnenfelder 13 macht'eine besondere Ausgestaltung der "Bahnen" und der Betätigungsvorrichtung erforderlich wie im folgenden genauer erläutert wird.

Die "Bahn" wird, wie vorher, in dem Gehäuse 1 als zusammengerolltes oder zusammengefaltetes Gebilde aufbewahrt, dessen Breite etwas kleiner als die Länge des Schlitzes 4 ist, damit sie den Schlitz in Form eines rechteckigen Streifens verlassen kann. Im Gegensatz zu der bekannten Ausführung besteht dieser Streifen jedoch nicht aus einem einzigen Bahnenabschnitt, sondern aus mehreren übereinandergefalteten Bahnenabschnitten. Es versteht sich, daß die Breite des Schlitzes 4 des Gehäuses 1 entsprechend der größeren Dicke der übereinanderliegenden Bahnenabschnitten ausgebildet sein muß.

Fig. 6 zeigt die Bahn 13 in vollständig ausgebreitetem Zustand. Sie ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einen rechteckigen Mittelabschnitt A der Länge L und der Breite 1, zwei : beidseitig zum mittleren Abschnitt A angeordnete Zwischenabschnittfe B-B' in Form rechteckiger Trapeze der Höhe 1 und zwei äußere :

i Abschnitte C-C in Form rechtwinkliger Dreiecke der Höhe 1 unter- ^!

j teilt. Das gesamte Gebilde hat somit die Form eines gleichschenk- ^! !igen Trapezes, dessen Grundseiten die Länge 1 bzw. 51 und dessen

Höhe L beträgt.

1 Q 9 8 3 8/1255 " ⁸ " ^j

Die Fläche des trapezförmigen Sonnenfeldes 13 ist somit 31L, und das rechteckige Sonnenfeld 3 der gleichen Breite 1 und der gleichen Fläche muß eine Länge von 3L haben.

Um den vorhandenen Platz optimal auszunutzen, wird der Winkel X. vorzugsweise etwa 45 gewählt. Die Länge L ist in diesem Fall etwa doppelt so groß wie die 3reite 1.

Um die Bahn in dem Gehäuse 1 unterzubringen, werden die Zwischen- |

abschnitte B-B¹ und die äußeren Abschnitte G-C längs der anein- '

andergrenzenden Ränder gefaltet, wie in Fig. 7 angedeutet. Hier- j auf wird der eine der Zwischenabschnitte B auf den mittleren Abschnitt A gelegt, anschließend der entsprechende äußere Abschnitt C auf den Abschnitt B, wie in Fig. 8 dargestellt. Das gleiche wird mit dem Zwischenabschnitt B¹ und dem zugehörigen äußeren Abschnitt C wiederholt, so daß schließlich das in Fig. IH gezeigte rechteckige gefaltete Gebildet IH entsteht, das fünf übereinanderliegende Abschnitte und eine Breite 1 aufweist.

Das Gebildet IH kann dann in den Schlitz H eingeführt und im Gehäuse 1 aufgerollt werden, wie in Fig. Io gezeigt, das gefüllte Gehäuse kann nun am Satellitenkörper befestigt werden.

Das Ausbreiten des Sonnenfeldes im Weltraum erfolgt genau umge- j kehrt: Das rechteckige Gebilde IH wird durch den Schlitz H (Fig.

11) aus dem Gehäuse 1 gezogen und in die Trapezform 13 (Fig. 12) j

ausgebreifet. i

109838/1255 " ⁹ "

ORIGINAL INSPECTED

Der erste Teil des "Ausfahrvorgangs", d.h. das Auseinanderrollen des rechteckigen Gebildes 14, kann in der gleichen Weise wie bei den herkömmlichen rechteckigen Sonnenfeldern erfolgen, und zwar in der Weise, daß die ausfahrbaren Stangen 15 aus ihrem Gehäuse ausgefahren werden, wobei sie über eine Querstange 17 und Befestigungsstellen 18 eine Zugkraft auf die "Bahn" ausüben. Der zweite Teil des "Ausfahrvorgangs", d.h. das Auseinanderfalten in Trapezform, macht jedoch zusätzliche Maßnahmen erforderlich.

Die Gehäuse 16 der ausfahrbaren bzw. abrollbaren Stangen 15 sind um eine senkrecht zur Ebene des Sonnenfeldes 13 verlaufende Achse 16a nach außen schwenkbar, und zwar um einen Winkel X , der vorzugsweise in der Größenordnung von 45° liegt und im wesentlichen den halben öffnungswinkel des trapezförmigen Feldes 13 darstellt. Diese Schrägstellung kann durch Bruch einer Befestigung 19 (Fig. 13) und die Wirkung einer Zugfeder 2o hervorgerufen werden, wobei die Winkellage des Gehäuses durch einen Anschlag 21 begrenzt wird. Vorzugsweise werden Stoßdämpfer (nicht gezeigt) vorgesehen, um die Bewegung der Stangen 15 nach dem Bruch der Befestigungen 19 abzubremsen.

Es lassen sich offensichtlich auch andere Mittel verwenden, um die Schwenkbewegung der Gehäuse 16 au bewirken und festzulegen, beispielsweise Servomotoren.

Die Schwenkbewegung der Stangen 15 ist von einer Verlängerung der Verbindungsstange 17 begleitet» die somit keine einfache starre Stange wie beim Stand der Technik sein kann, sondern wie

109838/125S "^lo~

- Io die Stangen 15 ausfahrbar sein muß.

Die ausfahrbare Verbindungsstange 17 kann beispielsweise von einer teleskopartigen Einrichtung (in Art der ausfahrbaren Radio-j

antennen) gebildet werden, bei der die Stangenteile 17a im ausge-j

ί fahrenen Zustand vorzugsweise von selbst verriegelt werden. Die Enden der Stangen 15 sind an den Enden der äußeren Stangenteile 17a bei 22 angelenkt. Ein Motor, der an der Querstange 17 angebracht und mit der Schwenkeinrichtung der Gehäuse 19 synchronisiert ist, ist vorzugsweise derart angeordnet und ausgebildet, daß er an der seitlichen Verschiebung teilnimmt. Eine andere

i Ausführungsform besteht darin, daß als ausfahrbare Querstange 17 I eine spiralförmig vorgeformte Einrichtung verwendet wird, die j unter dem Namen "STACER" (Spiral Tube and Actuator for Controlled, Extension and Retraction) bekannt ist. Es versteht sich, daß ! die Erfindung keineswegs auf diese beiden Ausführungsformen be- j schränkt ist und daß auch andere Formen von ausfahrbaren Ver- j

j steifungen, beispielsweise aufblasbare Stangen oder Stangen in \

Form eines "Storchschnabels" verwendet werden können. ■

Ferner ist die Verwendung einer Querstange, die notwendigerweise <längs ihrer Achse verlängerbar ist, nicht unbedingt erforderlich;

wie in Fig. 14 gezeigt, kann beispielsweise auch ein mit Gelenken versehener und um seine Gelenke klappbarer Träger oder Anordnungen, die an gewisse Arten von Zeltstangen erinnern, verwendet werden, j

Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 15 dargestellt.

Bei den Ausführungsformen, bei denen die Querstange teleskopierbar oder als "STACER" ausgebildet ist, können zusätzlich zu

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den im mittleren Bereich des Sonnenfeldes angeordneten Befestigungsmit-teln 18 an den Ecken des trapezförmigen Sonnenfeldes 13 weitere Befestigungsmittel 23 vorgesehen werden; bei der Ausführungsform mit einem gelenkigen Träger dagegen können noch mehr zusätzliche Befestigungsmittel 23 vorgesehen werden, wie in Fig. 14 zu sehen ist. Der gelenkige Träge*r kann nämlich aus umsomehr Einzelteilen 17A, 17B, 17B'₉ 17C, 17C¹ zusammengesetzt werden, je mehr faltbare Abschnitte A, B, B¹, C, C die Bahn 13 besitzt, wobei die Gelenke 24 der aufeinanderfolgenden Teile des gelenkigei Trägers an den Stellen der Faltlinien der Bahnabschnitte angeordnet sind. Der gelenkige Träger kann somit ohne Behinderung an den Gelenkstellen aufgeklagt und zusammengeklappt werden, wobei jeder Teil des Trägers mit dem ihm zugeordneten Bahnenabschnitt dauernd verbunden bleibt.

Bei dem in Fig. 14 gezeigten Ausfühnigsbeispiel ist der gelenkige Träger durch seinen mittleren Gelenkteil 17A an einer einzigen ausfahrbaren Stange 15A befestigt, die genau wie ihr Gehäuse 16A eine Mittellage einnimmt und nicht verschwenkbar ist.

Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen mit trapezförmigen Feldern können an den Endpunkten jedes der Felder Befestigungsmittel vorge sehen werden, durch die vier Felder miteinander verbunden werden, so daß ein etwa quadratisches Gebilde entsteht.

Bei dem in Fig. 16 gezeigten Ausführungsbeispiel kann eine nahezu genau so große aktive Fläche wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel (dessen allgemeine Form in Fig. 5 schematisch dargestellt ist) erzielt werden, wobei jedoch nur zwei Felder

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13' verwendet werden, deren beide Betätigungsvorrichtungen bezügli des Satellitenkörpers 12 symmetrisch angeordnet sind.

Fig. 17 zeigt die eine der beiden Bahnen 13' im Detail. Die Abschnitte B, C, B', C der Bahn sind nicht nur mit ihrem vom Gehäuse 1 entfernten Rand an Stangen 17-17a befestigt, sondern auch^an ihrem seitlichen Rand an ausfahrbaren Stangen 26, Vor dem Ausfahren sind die Stangen 2 6 in Gehäusen 25 ähnlich den Gehausen 6 in Fig. 1 untergebracht, die jedoch bezüglich des Satel- ; litenkörpers 12 tangential und nicht radial gerichtet sind. j

Zur besseren Platzausnutzung ist es natürlich immer möglich, in den freien Zwischenräumen zwischen den Bahnen 13' beidseitig zum Satellitenkörper 12 herkömmliche rechteckige Bahnen 3 anzuordnen, [ wie durch gestrichelte Linien in Fig. 16 angedeutet ist.

! Es versteht sich, daß viele Abänderungen der beschriebenen Aus- : führungsbeispiele möglich sind. Die ausfahrbaren Stangen können von "Storchschnäbeln", aufblasbaren Stangen oder "STACER" gebildet werden.

Außerdem braucht die Bahn nicht auf einer Rolle aufgewickelt sein-j j sondern kann zieharmonxkaförmig in einem rechteckigen Gehäuse un- * tergebracht sein, das an der gleichen Stelle wie die Aufwickel-

j rolle angeordnet wird. Schließlich braucht die Antriebskraft, mit der die Bahn in Querrichtung ausgefahren wird, nicht im Be-■ reich der schwenkbaren Gehäuse 16 der Ausführungsform der Fign.ll bis 13 (die bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel von den Federn 2o geliefert wird) angeordnet werden; eie kann stattdessen

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O«ittiNAL INSPECTED

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im Bereich der ausfahrbaren Querstange 17 erzeugt werden, indem man die Querstange mit Federn, Servomotoren oder anderen Antriebs· organen ausrüstet, die die Querstange 17 unmittelbar ausfahren und die Stangen 15 mittelbar verschwenken.

Fig. 18 zeigt eine weitere vorbekannte Anordnung₅ die unter dem Namen "FISCA" bekannt ist. Diese bekannte Anordnung weist einen Rahmen 1 auf, in dem eine doppelte "Haut" oder Bahn 2 auf engstem Raum untergebracht ist, die rechteckig und biegsam ausgebildet sowie zusammengefaltet oder zusammengerollt ist und mehrere miteinander verbundene Sonnenzellen trägt. Während des "Ausfahrvorgangs" wird jede Bahn 3_S die sich in dem Rahmen 1 befindet, unter der Wirkung zweier seitlich angeordneter abrollbarer und ausfahrbarer Stangen 5 ausgebreitet, die aus ihren Gehäusen 6 austreten und an ihrem .Ende durch eine starre Verbindungsstange 7 miteinander verbunden sind, an der das freie Ende der Bahn 3 befestigt ist.

Das "FISCA^IS-System kann gegebenenfalls in der in Fig. 19 gezeigter Art und Weise verdoppelt und betrieben werden; in Fig. 19 ist bei 12 der Satellitenkörper und mit M- die Stelle, an der die Bahn das zugehörige Gehäuse verläßt_} bezeichnet. Die Betätigung der Bahnen erfolgt durch angetriebene Wellen 11. Die Ausfahrbewegung der Bahnen 3 erfolgt gleichseitig in entgegengesetzten Richtungen.

Ohne auf die Einzelheiten einer solchen Anordnung näher- einzugehen» sei lediglich angedeutet₉ d&S das System der Bahnen 3 um ein© Achse ve^sehwenkbsr» ist, dia psp&llel aus Raumnonnalen ver-

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läuft, und daß der Satellitenkörper 12, der eine Antenne 31 trägt, gegebenenfalls mit einer Traghextsscheibe 32 versehen wird.

Wie sich leicht feststellen läßt, ist der Raum um den Satelliten 12 herum schlecht ausgenutzt, so daß zur Erzielung der gewünschten elektrischen Leistung die Bahnen 3 eine sehr große Länge haben müssen.

Dieser Nachteil wird durch die in Fig. 2o dargestellte erfindungs-i gemäße Anordnung vermieden, bei der sich an der rechteckigen Bahn 3 3 eines jeden Sonnenfeldes 13 seitlich ein rechtwinkliges Dreieck 34 anschließt, was bei gleicher Gesamtfläche eine wesentlich bessere Platzausnutzung um den Satellitenkörper 12 herum ermöglicht.

Bei dieser Anordnung erfolgt das Ausbreiten der Sonnenfelder in zwei Betriebsphasen, wie anhand der Fign. 21, 22 und 2 3 erläutert wird. ■

In einer ersten Betriebsphase werden zwei Teile 14, die in den [ Stirnflächen des Satelliten untergebracht sind, ausgefahren. Jedes dieser Teile 14 wird von einem rechteckigen Bahnenabschnitt 3 3 (Fig. 2o) gebildetj auf dem ein weiterer Bahnenabschnitt 34 in ^f Form eines rechteckigen Dreiecks zusammengefaltet ist. Jeder der Bahnenabschnitte 14 wird mit Hilfe zweier seitlich angeordneter : ausfahrbarer Stangen 15 (oder mit Hilfe einer einzigen mittleren

Stange) ausgebreitet_s die einen is i-jesantliehen senkrecht zur- I

Ausfahrriehtung f verlaufenden, as?. Ende des Bahnenabschnitts

^Gi?gesehenen Querträger 17 mitnehmen.

1Ö9 8 387T2 5

_ 15 _

ο*_)αίΝΑ,

Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin,

daß die Ecke 35 jedes dreieckigen Bahnenabschnitts 3t in der Nähe des Satelliten an einem Querträger 36 befestigt ist, der seinerseits an ausfahrbaren Stangen 37 befestigt ist und eine dritte Bahn 38 in einer Richtung F senkrecht zur Richtung f ausfährt.

¹ Während der gesamten ersten Betriebsphase (Fig. 21) hat der Punkt i 35 seine geometrische Lage nicht verändert.

: Während einer zweiten Betriebsphase (Fig. 2 2) wird somit die I

; ι

; dritte Bahn 38 ausgebreitet, die die beiden Ecken 35 der drei-

i j

i eckigen Bahnenabschnitte 34, die beim Satelliten geblieben sind, j

mit sich nimmt, wodurch die beiden dreieckigen Bahnenabschnitte ) in der auf der Richtung f senkrecht stehenden Querrichtung F j - ausgebreitet werden.

! Auf diese Weise wird der Platz um den Satelliten 12 herum durch '

ein kontinuierliches Sonnenfeld weitgehend ausgenutzt, wie die ;

j Figc 2o zeigt, wo die ,gewählte Ausbildung des Satelliten die

^; Verdopplung der Anordnung erlaubt. Wenn die von den Sonnenfeldern ^: eingenommenen Flächen etwa die Form eines Trapezes haben, befindet

sich dessen Grundlinie in der Nähe des Satellitenkörpers 12, t im Gegensatz zu der trapezförmigen Anordnung, die in Verbindung mit ! den Fign. 5 bis 14 beschrieben wurde.

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Claims

2Ti 0626 Centre National d'Etudes Spatiales 129, rue de 1'University - Paris / Frankreich 4. März 1971 Anwaltsakte M-1511 Patentansprüche

1.)Sonnengenerator, insbesondere für Satelliten oder andere Raumkörper, dessen biegsam ausgebildete aktive Fläche an einer Lagerstelle, insbesondere in einem Gehäuse, zusammengerollt oder zusammengefaltet ist und vor Inbetriebnahme mittels einer Betätigungsvorrichtung von der Lagerstelle aus in Längsrichtung ausgebreitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Fläche (11) und die Betätigungsvorrichtung (15 bis 2 3), vorzugsweise in Form verhältnismäßig starrer Versteifungen, derart ausgebildet sind, daß die aktive Fläche nicht nur in Längsrichtung, sondern auch in Querrichtung ausbreitbar ist.

2. Sonnengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsame aktive Fläche (13) nach dem Ausbreiten eine konti·» nuierliehe homogene Bahn bildet, wobei die Bahn während der ι Aufbewahrung in dem Gehäuse (1) derart zusammengefaltet ist, !

daß sie ein rechteckiges Gebilde mit mehreren übereinanderlieger den Bahnenabschnitten bildet.

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3. Sonnengenerator nach Anspruch 1 oder 2» dadurch gekennzeichnet daß die Betätigungsvorrichtung eine ausfahrbare Querstange (17, 17a) aufweist, die an den von der Lagerstelle (1) entfernten Enden der aktiven Fläche (13) befestigt und durch eine oder mehrere ausfahrbare Stangen (15A; 15) in Längsrichtung verschiebbar sind (Fign. 11, 12, Ik).

.4. Sonnengenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ausfahrbarenStangen (15) zum Ausfahren in Querrichtung verschwenkbar sind.

5. Sonnengenerator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die schwenkbaren ausfahrbaren Stangen (15) mit ihren Enden an den Enden der ausfahrbaren Querstange (17) angelenkt sind.

6. Sonnengenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Fläche im ausgebreiteten Zustand eine Geometrie hat, die, ausgehend von der herkömmlichen Rechteckform, in die Form eines Trapezes mit großem öffnungswinkel übergeht (Fig. 6).

7. Sonnengenerator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung eine oder mehrere ausfahrbare Stangejn (26) aufweist, die an dem an die Lagerstelle (1) angrenzenden Rand der Bahn (13¹) befestigt und in der Querrichtung ausfahrbar sind (Fig. 17).

8. Sonnengeneratcr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die aktive Fläche bildende Bahn (13) anfangs derart zusam-

:il

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mengefaltet ist, daß sie während des in einer ersten Betriebsphase erfolgenden Ausbreitens in Längsrichtung die Form eines Rechtecks mit mehreren übereinanderliegenden Bahnenabschnitten hat, und daß der Bahn eine zusätzliche Betätigungsvorrichtung (37), insbesondere in Form einer oder mehrerer ausfahrbarer Stangen, zugeordnet ist, die in einer zweiten Betriebsphase von der Lagerstelle (1) aus senkrecht oder zumindest annähernd senkrecht zur Längsrichtung ausfährt, um die Bahn in Querrichtung auszubreiten (Fign. 2o bis 22), ;

9. Sonnengenerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß [ der Bahnenabschnitt (3HX der auf diese Weise ausgehend von i dem rechteckigen Bahnenabschnitt (33) in Querrichtung ausgebreitet wird, die Form eines vorzugsweise rechtwinkligen Dreiecks hat, dessen beide von der Lagerstelle (1) strahlenförmig ausgehenden Seiten versteift sind (Fig. 2o).

Io. Sonnengenerator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Seite des Dreiecks (34), die von der Lagerstelle entfernt ist, frei von einer ausfahrbaren Versteifung ist (Fig. 2o).

11. Sonnengenerator nach einem der Ansprüche 8 bis Io, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Stangen oder Versteifungen (15, 37), die zur Betätigungsvorrichtung gehören, in dem gleichen Gehäuse (1) aufbewahrt sind und in festliegenden radialen Richtungen ausfahren.

12. Sonnengenerator nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch

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gekennzeichnet, daß mindestens zwei solcher Bahnen (33, 3U) vorzugsweise in spiegelsymmetrischer Anordnung, vorgesehen sind, die in der ausgebreiteten Stellung die Form eines
Trapezes annehmen, dessen Grundseite an die Lagerstelle (1) angrenzt.

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