EP3078078A1 - Structure segmentée, en particulier pour réflecteur d'antenne de satellite - Google Patents

Structure segmentée, en particulier pour réflecteur d'antenne de satellite

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Publication number
EP3078078A1
EP3078078A1 EP14809916.1A EP14809916A EP3078078A1 EP 3078078 A1 EP3078078 A1 EP 3078078A1 EP 14809916 A EP14809916 A EP 14809916A EP 3078078 A1 EP3078078 A1 EP 3078078A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
panel
segmented structure
movable carriage
rear face
main panel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14809916.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Florian LEBORGNE
Aymeric BRINDEAU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ArianeGroup SAS
Original Assignee
Airbus Defence and Space SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Defence and Space SAS filed Critical Airbus Defence and Space SAS
Publication of EP3078078A1 publication Critical patent/EP3078078A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H01Q1/288—Satellite antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/08—Means for collapsing antennas or parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal
    • H01Q15/161—Collapsible reflectors
    • H01Q15/162—Collapsible reflectors composed of a plurality of rigid panels

Definitions

  • Segmented structure in particular for satellite antenna reflector
  • the present invention relates to a segmented structure.
  • This segmented structure comprises at least two panels linked together and intended to be deployed in space.
  • Such an antenna reflector generally comprises a rigid structure (called shell) provided with a reflective surface and reinforcement means at the rear of this surface, which participate in the maintenance of the hull and the connection with the satellite.
  • the large size of the hull of such a reflector poses congestion problems when sending space in a satellite provided with such a reflector using a space launcher.
  • a segmented structure provided with several panels, in particular a three-panel structure comprising a central panel and two end panels.
  • This segmented structure further includes an end panel deployment device, which is adapted to bring the end panel relative to the main panel:
  • each end panel can thus take a storage position for transport in the space launcher and a deployed position when the satellite is in space.
  • the present invention relates to a segmented structure, in particular for a satellite antenna reflector, comprising at least two panels and a deployment device making it possible to realize in space an efficient and advantageous deployment of these two panels.
  • said segmented structure of the type comprising:
  • first so-called main panel comprising a front face and a rear face
  • second so-called secondary panel also comprising a front face and a rear face
  • At least one deployment device connected to the rear faces respectively of said main and secondary panels and adapted to bring said secondary panel in one or other of the two following positions, relative to said main panel:
  • a storage position in which said secondary panel is at least partially superimposed on said main panel on the rear face of the latter, the front face of said secondary panel being directed in the same direction as the front face of said main panel;
  • said deployment device comprises:
  • a translation system comprising a mobile carriage, guided in translation, said mobile carriage being provided with a connecting arm which is connected to the rear face of said secondary panel, said translation system being able to generate a translational movement of said panel; secondary to said main panel; and - A rotation system capable of generating at least one rotation of said link arm at an outer end of the translation means.
  • the secondary panel of the segmented structure can be deployed efficiently and advantageously in space, from the storage position to the deployed position, as specified below.
  • said translation system comprises:
  • a guiding structure configured to guide the mobile carriage in translation during a movement
  • a drive unit configured to move the movable carriage along the guide structure.
  • said drive unit comprises:
  • a pulley system comprising two pulleys arranged at two ends of the guide structure, and a first rotational transmission link comprising a closed-loop link surrounding and connecting the two pulleys, said carriage being fixed to said first transmission link rotation;
  • said drive means comprise a rotary motor which is connected via a second rotational transmission link to said first pulley of the pulley system (for example via an additional pulley), so as to rotate.
  • the connecting arm is connected via a pivot connection to a structural member secured to the rear face of the secondary panel;
  • said guide structure comprises a ramp-like structure along which the carriage is guided, said ramp-shaped structure being fixed on the rear face of the main panel and having a height, relative to this the rear face, gradually reducing from the inside to the outside.
  • said guiding structure comprises a guide roller connected to the movable carriage, said guiding roller being arranged laterally in a longitudinal guiding opening made in the guiding structure so as to be able to be displaced, by turning, along this longitudinal opening.
  • said rotation system comprises:
  • the link arm of which a first end, at the connection with the mobile carriage, is configured to come into contact with the stop, said stop and said first end being configured to cooperate so as to cause said arm to pivot; binding at said first end;
  • said drive means configured to drive in rotation a structural member secured to the rear face of the secondary panel, relative to a second end of the connecting arm, during the pivoting of said link arm.
  • said drive means comprise two pulleys respectively arranged at both ends of the link arm and interconnected via a third rotational transmission link.
  • said rotation system comprises an auxiliary external end provided on the guide structure and said auxiliary external end is bent so as to generate a rotation of the connecting arm fixed to the mobile carriage during a guiding the movable carriage along this curved auxiliary outer end.
  • the segmented structure comprises:
  • At least two deployment devices associated respectively with said secondary panels.
  • one or more (2, 3, ...) devices for deployment by secondary panel can be provided.
  • the present invention also relates to:
  • a satellite antenna reflector which comprises a segmented structure as mentioned above;
  • a satellite which comprises at least one such segmented structure or such an antenna reflector.
  • the present invention also relates to a method of deploying a segmented structure as mentioned above.
  • this method comprises successive steps consisting, during the deployment of the stored position in the deployed position: a) to perform a translation of the movable carriage provided with the link arm to which said secondary panel is connected, using said translation system, in a direction of translation outwardly of the main panel so as to bring the movable carriage to the outer end of the translation system; and
  • step b) consists in performing a double rotation, namely:
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a particular embodiment of a segmented structure illustrating the invention and comprising a central panel as well as two secondary panels, one of which is in a storage position and the other in an unfolded position.
  • Figure 2 is a schematic perspective view similar to that of Figure 1, but for which both panels are in an extended position.
  • Figures 3 to 6 are schematic partial views, in perspective, of a particular embodiment of a deployment device.
  • Figures 7 and 9 are schematic partial views, in perspective, of a particular embodiment of a rotation system of a deployment device.
  • Figures 8 and 10 illustrate a pivoting of a connecting arm.
  • FIGS. 11A to 11C illustrate, in diagrammatic perspective view, different successive stages of deployment of a secondary panel with respect to a main panel of a segmented structure.
  • the segmented structure 1, illustrating the invention and shown schematically in Figure 1 in particular, is intended, particularly although not exclusively, to a telecommunication satellite antenna reflector.
  • Such an antenna reflector generally comprises, when it is deployed in space, a rigid structure (called shell) provided with a reflective surface, as well as reinforcement and holding means (not shown) at the rear of this structure, which contribute to the maintenance of the hull and the connection with the satellite.
  • this structure is of segmented type, that is to say that it is formed of several segments or panels. More specifically, the present invention relates to a segmented structure 1 of the type comprising:
  • At least two panels namely at least one first panel 2 said main comprising a front face 2A and a rear face 2B ( Figures 1 and 2), and at least a second panel 3, 4 said secondary also comprising a front face 3A , 4A and a back face 3B, 4B; and
  • At least one deployment device 5 which is connected to the rear faces 2B and 3B respectively of the main panel 2 and a secondary panel (the panel 3 in the example of Figures 1 and 2).
  • This deployment device 5 is able to bring the secondary panel 3, in one or the other of the two following positions, relative to the main panel 2:
  • FIGS. 2 and 11C An extended position P2 as shown in FIGS. 2 and 11C, in which the secondary panel 3 is positioned beside and against the main panel 2 so as to form a continuous assembly at least on their front faces 2A and 3A.
  • segmented structure 1 comprises:
  • one or more (2, 3, ...) deployment devices 5 can be provided by secondary panel 3, 4.
  • one 4 of the secondary panels 3 and 4 is in the deployed position P2, and the other 3 of said secondary panels 3 and 4 is in the storage position P1.
  • the deployment device of the deployed secondary panel 4 (which is similar to that of the secondary panel 3) is not shown in this FIG. 1 and the secondary panel 4 is only partially shown in dashed lines. .
  • each of the deployment devices 5 of the segmented structure 1 comprises:
  • a translation system 6 comprising a movable carriage 7, guided in translation from an inner end 6A to an outer end 6B.
  • the mobile carriage 7 is provided with a connecting arm 9 which is connected to the rear face 3B, 4B of said secondary panel 3, 4.
  • Said translation system 6 is able to generate a translational movement of said secondary panel 3, 4 by report to said main panel 2, as illustrated by three successive positions A1, A2 and A3 of the connecting arm 9 in Figure 3; and a rotation system 8 capable of generating at least one rotation of said linking arm 9 at an external end 6B (FIG. 3) of the translation system 6, so as to generate a rotational movement of said secondary panel 3, 4 with respect to said main panel 2.
  • the link arm 9 is linked:
  • Such a deployment device 5 (comprising a pivoting system assembly and a connecting arm, carried by a carriage movable in translation) makes it possible to achieve an efficient and advantageous deployment of the secondary panel 3, 4, with which it is associated, of the storage position P1 at the deployed position P2, as specified below.
  • Said translation system 6 comprises, as represented in FIG. 3:
  • a guide structure 14 configured to guide the movable carriage 7 in translation during a movement in the direction indicated by an arrow E; and - a drive unit 15 configured to move the movable carriage 7 along the guide structure 14.
  • Said guide structure 14 comprises a structure 16 made in the form of a plate and having a ramp shape.
  • This structure 16 is fixed on the rear face 2B of the main panel 2 and has a height, with respect to this rear face 2B, gradually decreasing from the inside towards the outside, that is to say from one end 16A to an outer end 16B of the structure 16 ( Figure 3).
  • the guiding structure 14 furthermore comprises, at the inner end 16A of the structure 16, two transverse plane elements 19A and 19B intended to laterally support the structure 16, as represented for example in FIGS. 2 and 3.
  • the two transverse plane elements 19A and 19B are part of reinforcement means of the segmented structure 1, such as those provided at the rear of the reflecting surface in the case of an antenna reflector.
  • the connecting arm 9 comprises two parts of arms 17 and 18, of flat shape, identical and arranged parallel to one another.
  • Each of said arm portions 17 and 18 comprises two elongated planar segments, upper 17A, 18A and lower 17B, 18B, which are connected together forming a bend.
  • the pivot connection 11 is provided at the free end (upper) between the two upper segments 17A and 18A.
  • the structural element 12 which is arranged between these two segments 17A and 18A is partially and transparently shown in FIG. 4.
  • the link arm 9 is connected to the mobile carriage 7 by pivot connection via the free end (lower) of the two segments 17B and 18B lower.
  • Said guide structure 14 further comprises a guide roller 20 connected to the movable carriage 7 (FIGS. 4 and 6).
  • the guide roller 20 is arranged laterally in a longitudinal guide opening 21 formed in the guide structure 14 so as to be able to be displaced, by turning, along this longitudinal opening 21.
  • said drive unit 15 comprises:
  • a pulley system 23 comprising two pulleys 24A and 25 arranged at two ends of the guide structure 14, and a rotational transmission link 26 comprising a closed-loop link (preferably a cable) surrounding and connecting the two pulleys 24A and 25, as shown in particular in Figure 3.
  • Said carriage 7 is fixed to said rotational transmission link 26 at one end 7A ( Figure 6); and
  • Said drive means 27 configured to rotate a first 24A of said two pulleys 24A and 25 of the pulley system 23 as shown in FIGS. 3 and 5.
  • Said drive means 27 comprise a conventional rotary motor 28, shown schematically in FIG. 5, which is connected via a rotational transmission link 29 (preferably a cable) to a pulley 24B which is connected to the pulley 24A of the pulley system 23, so as to drive it in rotation, as illustrated by arrows F2.
  • the rotary motor 28 preferably an electric motor, generates a rotation illustrated by arrows F1 in Fig. 5, the pulley 24B is rotated as illustrated by arrows F2.
  • the latter then rotates the pulley 24A (arrows F3 in Figure 3) which causes the carriage 7 and the link arm 9 (via the link 26) to move in the direction E ( Figure 3).
  • the motor 28 allows speed control and a direction of rotation for a reversible deployment.
  • the rotation system 8 (able to generate the rotation of the translation system 6) can be realized in different ways.
  • said rotation system 8 comprises:
  • the abutment 30 and said end 31A are configured to cooperate so as to generate a pivoting the link arm 9 at said end 31A about a point of contact 32, as illustrated by different positions H1 to H5 in Fig. 8; and
  • said drive means 33 comprise two pulleys 34 and 35 arranged respectively at both ends of the link arm 9 and interconnected by a rotational transmission link 36 (preferably a cable).
  • the pulley 35 is rotated by the abutment and the translation, and it transmits the rotational movement to the pulley 34, which causes the pivoting of the structural element 12 in the direction of an arrow G2 (when the pivoting of the link arm in the direction of an arrow G1), as shown in FIG. 10.
  • FIG. 10 shows different successive positions B1, B2, and B3 during the pivoting so as to arrive at the position B3 which makes it possible to position the secondary panel 3 in the general plane of the main panel 2.
  • said rotation system may include an auxiliary outer end provided on the guide structure. This auxiliary outer end is bent so as to generate a rotation of the link arm attached to the carriage during a guide of the carriage along the curved auxiliary outer end.
  • the deployment device 5 also comprises means not shown (for example a central unit) for controlling, in particular, the rotary motor 28 (electric motor).
  • segmented structure 1 may comprise usual holding means (not shown) of the different panels 2, 3 and 4 in the storage position P1. These holding means are released before deployment, so that each deployment device 5 can implement the deployment specified below.
  • the operation of said deployment device 5, for the deployment of a 3 of said secondary panels 3, 4 from the stored position P1 of Figures 1 and 11A to the deployed position P2 of Figures 2 and 11C, is as follows:
  • FIGS. 11A to 11C illustrate various successive stages of the deployment of the secondary panel 3 with respect to the main panel 2, Fig. 11B showing an intermediate position Pi between positions P1 and P2;
  • Step b) consists in performing a double rotation, as shown in FIG. 10, namely:
  • the device 5 can also bring the segmented structure of the deployed position P2 to the stored position P1, if this were necessary, for example for a validation operation, by carrying out the above operations in the reverse order (b , a), with each operation (rotation, translation) implemented in the opposite direction.
  • segmented structure 1 may comprise means not shown to allow precise final positioning between a secondary panel 3, 4 and the main panel 2, for example in the situation of FIG. 11C for the secondary panel 3, as well as means for locking the panels in the fully deployed position of the segmented structure 1.

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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) apte à amener un panneau secondaire associé (3, 4) dans une position de stockage (P1) ou dans une position déployée (P2), le dispositif de déploiement (5) comportant un système de translation comprenant un chariot mobile, guidé en translation et pourvu d'un bras de liaison (9) qui est lié à la face arrière (3B) du panneau secondaire (3), le système de translation étant apte à générer un mouvement de translation dudit panneau secondaire (3) par rapport audit panneau principal (2) et un système de rotation apte à générer au moins une rotation dudit bras de liaison (9) de manière à générer un mouvement de rotation dudit panneau secondaire (3, 4) par rapport audit panneau principal (2).

Description

Structure segmentée, en particulier pour réflecteur d'antenne de satellite
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. 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 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 de translation comprenant un chariot mobile, guidé en translation, ledit chariot mobile étant pourvu d'un bras de liaison qui est lié à la face arrière dudit panneau secondaire, ledit système de translation étant apte à générer un mouvement de translation dudit panneau secondaire par rapport audit panneau principal ; et - un système de rotation apte à générer au moins une rotation dudit bras de liaison à une extrémité externe des moyens de translation.
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, ledit système de translation comporte :
- une structure de guidage configurée pour guider le chariot mobile en translation lors d'un déplacement ; et
- une unité d'entraînement configurée pour déplacer le chariot mobile le long de la structure de guidage.
Avantageusement, ladite unité d'entraînement comporte :
- un système à poulies, comprenant deux poulies agencées à deux extrémités de la structure de guidage, et une première liaison de transmission de rotation comprenant un lien à boucle fermée entourant et reliant les deux poulies, ledit chariot étant fixé à ladite première liaison de transmission de rotation ; et
- des moyens d'entraînement configurés pour entraîner en rotation une première desdites deux poulies.
De préférence, lesdits moyens d'entraînement comportent un moteur rotatif qui est relié par l'intermédiaire d'une deuxième liaison de transmission de rotation à ladite première poulie du système à poulies (par exemple via une poulie supplémentaire), de manière à l'entraîner en rotation.
Par ailleurs, de façon avantageuse :
- le bras de liaison est lié par l'intermédiaire d'une liaison pivot à un élément de structure solidaire de la face arrière du panneau secondaire ; et/ou
- ladite structure de guidage comprend une structure en forme de rampe le long de laquelle est guidé le chariot, ladite structure en forme de rampe étant fixée sur la face arrière du panneau principal et présentant une hauteur, par rapport à cette la face arrière, se réduisant progressivement de l'intérieur vers l'extérieur. Avantageusement, ladite structure de guidage comprend un rouleau de guidage lié au chariot mobile, ledit rouleau de guidage étant agencé latéralement dans une ouverture longitudinale traversante de guidage pratiquée dans la structure de guidage de manière à pouvoir être déplacé, en tournant, le long de cette ouverture longitudinale.
Par ailleurs, dans un premier mode de réalisation, ledit système de rotation comprend :
- au moins une butée solidaire du système de translation à l'extrémité externe ;
- le bras de liaison, dont une première extrémité, au niveau de la liaison avec le chariot mobile, est configurée pour venir au contact de la butée, ladite butée et ladite première extrémité étant configurées pour coopérer de manière à engendrer un pivotement dudit bras de liaison au niveau de ladite première extrémité ; et
- des moyens d'entraînement configurés pour entraîner en rotation un élément de structure solidaire de la face arrière du panneau secondaire, par rapport à une seconde extrémité du bras de liaison, lors du pivotement dudit bras de liaison. De préférence, lesdits moyens d'entraînement comprennent deux poulies agencées respectivement aux deux extrémités du bras de liaison et reliées entre elles par l'intermédiaire d'une troisième liaison de transmission de rotation.
En outre, dans un second mode de réalisation, ledit système de rotation comprend une extrémité externe auxiliaire prévue sur la structure de guidage et ladite extrémité externe auxiliaire est courbée de manière à générer une rotation du bras de liaison fixé au chariot mobile lors d'un guidage du chariot mobile le long de cette extrémité externe auxiliaire courbée.
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
- au moins deux dispositifs de déploiement associés, respectivement auxdits panneaux secondaires.
Selon la variante de réalisation envisagée, on peut prévoir un ou plusieurs (2, 3,...) dispositifs de déploiement par panneau secondaire.
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 stockée à la position déployée : a) à réaliser une translation du chariot mobile pourvu du bras de liaison auquel est lié ledit panneau secondaire, à l'aide dudit système de translation, dans un sens de translation vers l'extérieur du panneau principal de manière à amener le chariot mobile vers l'extrémité externe du système de translation ; et
b) à réaliser au moins une rotation dudit bras de liaison auquel est lié le panneau secondaire, à l'aide dudit système de rotation, de manière à amener les panneaux secondaire et principal l'un à côté de l'autre sensiblement dans un même plan général.
Avantageusement, l'étape b) consiste à réaliser une double rotation, à savoir :
- d'une part, d'une première extrémité du bras de liaison par rapport à la structure de guidage qui est fixée sur la face arrière du panneau principal ; et - d'autre part, d'un élément de structure solidaire de la face arrière du panneau secondaire, par rapport à une seconde extrémité du bras de liaison. 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 l'un est dans une position de stockage et l'autre dans une position déployée.
La figure 2 est une vue schématique en perspective similaire à celle de la figure 1, mais pour laquelle les deux panneaux sont dans une position déployée.
Les figures 3 à 6 sont des vues partielles schématiques, en perspective, d'un mode de réalisation particulier d'un dispositif de déploiement.
Les figures 7 et 9 sont des vues partielles schématiques, en perspective, d'un mode de réalisation particulier d'un système de rotation d'un dispositif de déploiement.
Les figures 8 et 10 illustrent un pivotement d'un bras de liaison.
Les figures 11A à 11C 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 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
- 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 (le panneau 3 dans l'exemple des figures 1 et 2).
Ce dispositif de déploiement 5 est apte à amener 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 11A, 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 11 C, 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 interne et externe, les positions des différents éléments concernés par rapport au centre de la structure segmentée 1 dans la position déployée de cette dernière (figure 2), « interne » s'appliquant à la position la plus proche du centre et « externe » 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, 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, dont uniquement celui associé au panneau secondaire 3 est représenté.
Selon la variante de réalisation envisagée, on peut prévoir un ou plusieurs (2, 3,...) dispositifs de déploiement 5 par panneau secondaire 3, 4.
Dans la situation de la figure 1 , l'un 4 des panneaux secondaires 3 et 4 est dans la position déployée P2, et l'autre 3 desdits panneaux secondaires 3 et 4 est dans la position de stockage P1. Pour des raisons de simplification du dessin, le dispositif de déploiement du panneau secondaire 4 déployé (qui est similaire à celui 5 du panneau secondaire 3) n'est pas représenté sur cette figure 1 et le panneau secondaire 4 est uniquement montré partiellement en traits interrompus.
Selon l'invention, chacun des dispositifs de déploiement 5 de la structure segmentée 1 , comporte :
- un système de translation 6 comprenant un chariot mobile 7, guidé en translation d'une extrémité interne 6A à une extrémité externe 6B. Le chariot mobile 7 est pourvu d'un bras de liaison 9 qui est lié à la face arrière 3B, 4B dudit panneau secondaire 3, 4. Ledit système de translation 6 est apte à générer un mouvement de translation dudit panneau secondaire 3, 4 par rapport audit panneau principal 2, comme illustré par trois positions successives A1 , A2 et A3 du bras de liaison 9 sur la figure 3 ; et - un système de rotation 8 apte à générer au moins une rotation dudit bras de liaison 9 à une extrémité externe 6B (figure 3) du système de translation 6, de manière à générer un mouvement de rotation dudit panneau secondaire 3, 4 par rapport audit panneau principal 2.
Le bras de liaison 9 est lié :
- par l'intermédiaire d'une liaison pivot 11 à un élément de structure 12 solidaire de la face arrière 3B du panneau secondaire 3, comme représenté sur les figures 1 et 2 ; et
- par l'intermédiaire d'une liaison pivot 13 au chariot mobile 7, comme montré sur les figures 2 et 5.
Un tel dispositif de déploiement 5 (comprenant un assemblage de système pivotant et d'un bras de liaison, portés par un chariot mobile en translation) 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.
Ledit système de translation 6 comporte, comme représenté sur la figure 3 :
- une structure de guidage 14 configurée pour guider le chariot mobile 7 en translation lors d'un déplacement dans le sens indiqué par une flèche E ; et - une unité d'entraînement 15 configurée pour déplacer le chariot mobile 7 le long de la structure de guidage 14.
Ladite structure de guidage 14 comprend une structure 16 réalisée sous forme de plaque et présentant une forme de rampe. Cette structure 16 est fixée sur la face arrière 2B du panneau principal 2 et présente une hauteur, par rapport à cette face arrière 2B, se réduisant progressivement de l'intérieur vers l'extérieur, c'est-à-dire d'une extrémité interne 16A vers une extrémité externe 16B de la structure 16 (figure 3).
La structure de guidage 14 comprend, de plus, au niveau de l'extrémité interne 16A de la structure 16 deux éléments plans transversaux 19A et 19B destinés à supporter latéralement la structure 16, comme représenté par exemple sur les figures 2 et 3. De préférence, les deux éléments plans transversaux 19A et 19B font partie de moyens de renfort de la structure segmentée 1 , tels que ceux prévus à l'arrière de la surface réfléchissante dans le cas d'un réflecteur d'antenne.
Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier, comme représenté notamment sur la figure 4, le bras de liaison 9 comprend deux parties de bras 17 et 18, de forme plane, identiques et agencées parallèlement l'un par rapport à l'autre. Chacune desdits parties de bras 17 et 18 comprend deux segments plans allongés, supérieur 17A, 18A et inférieur 17B, 18B, qui sont reliés ensemble en formant un coude. La liaison pivot 11 est prévue à l'extrémité libre (supérieure) entre les deux segments 17A et 18A supérieurs. L'élément de structure 12 qui est agencé entre ces deux segments 17A et 18A, est représenté partiellement et en transparence sur la figure 4. De plus, le bras de liaison 9 est lié au chariot mobile 7 par liaison pivot par l'intermédiaire de l'extrémité libre (inférieure) des deux segments 17B et 18B inférieurs.
Ladite structure de guidage 14 comprend, de plus, un rouleau de guidage 20 lié au chariot mobile 7 (figures 4 et 6). Le rouleau de guidage 20 est agencé latéralement dans une ouverture longitudinale 21 traversante de guidage pratiquée dans la structure de guidage 14 de manière à pouvoir être déplacé, en tournant, le long de cette ouverture longitudinale 21.
Par ailleurs, ladite unité d'entraînement 15 comporte :
- un système à poulies 23, comprenant deux poulies 24A et 25 agencées à deux extrémités de la structure de guidage 14, et une liaison de transmission de rotation 26 comprenant un lien à boucle fermé (de préférence un câble) entourant et reliant les deux poulies 24A et 25, comme représenté notamment sur la figure 3. Ledit chariot 7 est fixé à ladite liaison de transmission de rotation 26 à une extrémité 7A (figure 6) ; et
- des moyens d'entraînement 27 configurés pour entraîner en rotation une première 24A desdites deux poulies 24A et 25 du système à poulies 23, comme représenté sur les figures 3 et 5. Lesdits moyens d'entraînement 27 comportent un moteur rotatif 28 usuel, représenté schématiquement sur la figure 5, qui est relié par l'intermédiaire d'une liaison de transmission de rotation 29 (de préférence un câble) à une poulie 24B qui est reliée à la poulie 24A du système à poulies 23, de manière à l'entraîner en rotation, comme illustré par des flèches F2. Ainsi, lorsque le moteur rotatif 28, de préférence un moteur électrique, génère une rotation illustrée par des flèches F1 sur la figure 5, la poulie 24B est entraînée en rotation comme illustré par des flèches F2. Cette dernière entraîne alors en rotation la poulie 24A (flèches F3 sur la figure 3) qui fait se déplacer le chariot 7 et le bras de liaison 9 (via la liaison 26) dans le sens E (Figure 3). Le moteur 28 permet un pilotage en vitesse et un sens de rotation pour un déploiement réversible.
Par ailleurs, le système de rotation 8 (apte à générer la rotation du système de translation 6) peut être réalisé de différentes manières.
Dans un premier mode de réalisation préféré, représenté sur les figures 7 à 10, ledit système de rotation 8 comprend :
- au moins une butée 30 solidaire du système de translation 6 et de la structure de guidage 14 à l'extrémité externe 6B ;
- le bras de liaison 9, dont une extrémité 31A, au niveau de la liaison avec le chariot 7, est configurée pour venir au contact de la butée 30. La butée 30 et ladite extrémité 31 A sont configurées pour coopérer de manière à engendrer un pivotement du bras de liaison 9 au niveau de ladite extrémité 31A autour d'un point de contact 32, comme illustré par différentes positions H1 à H5 sur la figure 8 ; et
- des moyens d'entraînement 33 configurés pour entraîner en rotation l'élément de structure 12 solidaire de la face arrière 3B du panneau secondaire 3, par rapport à une seconde extrémité 31 B du bras de liaison 9, lors du pivotement dudit bras de liaison 9.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 9, lesdits moyens d'entraînement 33 comprennent deux poulies 34 et 35 agencées respectivement aux deux extrémités du bras de liaison 9 et reliées entre elles par une liaison de transmission de rotation 36 (de préférence un câble).
La poulie 35 est entraînée en rotation par la mise en butée et la translation, et elle transmet le mouvement de rotation à la poulie 34, ce qui provoque le pivotement de l'élément de structure 12 selon le sens d'une flèche G2 (lors du pivotement du bras de liaison selon le sens d'une flèche G1), comme représenté sur la figure 10. La figure 10 montre différentes positions successives B1 , B2, et B3 lors du pivotement de manière à aboutir à la position B3 permettant de positionner le panneau secondaire 3 dans le plan général du panneau principal 2.
En outre, dans un second mode de réalisation (non représenté), ledit système de rotation peut comprendre une extrémité externe auxiliaire prévue sur la structure de guidage. Cette extrémité externe auxiliaire est courbée de manière à générer une rotation du bras de liaison fixé au chariot lors d'un guidage du chariot le long de cette extrémité externe auxiliaire courbée.
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) 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, le moteur rotatif 28 (moteur électrique).
Par ailleurs, la structure segmentée 1 peut comprendre 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 œuvre 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 stockée P1 des figures 1 et 11A à la position déployée P2 des figures 2 et 11C, est le suivant :
a) on réalise, à partir de la position stockée P1 de la figure 11 A par exemple, une translation du chariot mobile 7 pourvu du bras de liaison 9 auquel est lié ledit panneau secondaire 3, à l'aide dudit système de translation 6, dans un sens de translation E vers l'extérieur de manière à amener le chariot mobile 7 vers l'extrémité externe 6B du système de translation 6. Les figures 11A à 11C illustrent différentes étapes successives du déploiement du panneau secondaire 3 par rapport au panneau principal 2, la figure 11 B montrant une position intermédiaire Pi entre les positions P1 et P2 ; et
b) on réalise au moins une rotation dudit bras de liaison 9 auquel est lié le panneau secondaire 3, à l'aide dudit système de rotation 8, de manière à amener le panneau secondaire 3 sensiblement dans le plan général du panneau principal 2, en amenant de plus le panneau secondaire 3 sensiblement au contact du panneau principal 2, dans une position représentant la position déployée P2, comme illustré sur la figure 11C.
L'étape b) consiste à réaliser une double rotation, comme représenté sur la figure 10, à savoir :
- d'une part, d'une première extrémité 31A du bras de liaison 9 par rapport à la structure de guidage 14 qui est fixée sur la face arrière 2B du panneau principal 2, comme illustré par la flèche G1 ; et
- d'autre part, d'un élément de structure 12 solidaire de la face arrière 38 du panneau secondaire 3, par rapport à une seconde extrémité 31 B du bras de liaison 9, comme illustré par la flèche G2.
Le même procédé de déploiement est mis en œuvre pour le panneau secondaire 4 (non représenté sur les figures 11A à 1 C) de manière à finalement obtenir une position complètement déployée de la structure segmentée 1. Bien entendu, le dispositif 5 peut également amener la structure segmentée de la position déployée P2 à la position stockée 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 (rotation, translation) mise en œuvre en sens inverse.
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 11C pour le panneau secondaire 3, ainsi que des moyens pour verrouiller les panneaux dans la position complètement déployée de la structure segmentée 1.

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 de translation (6) comprenant un chariot mobile (7), guidé en translation, ledit chariot mobile étant pourvu d'un bras de liaison (9) qui est lié à la face arrière (3B, 4B) dudit panneau secondaire (3, 4), ledit système de translation (6) étant apte à générer un mouvement de translation dudit panneau secondaire (3, 4) par rapport audit panneau principal (2) ; et
- un système de rotation (8) apte à générer au moins une rotation dudit bras de liaison (9) à une extrémité externe (16B) du système de translation (6), de manière à générer un mouvement de rotation dudit panneau secondaire (3, 4) par rapport audit panneau principal (2).
2. Structure segmentée selon la revendication 1 ,
caractérisée en ce que ledit système de translation (6) comporte :
- une structure de guidage (14) configurée pour guider le chariot mobile (7) en translation lors d'un déplacement ; et
- une unité d'entraînement (15) configurée pour déplacer le chariot mobile (7) le long de la structure de guidage (14).
3. Structure segmentée selon la revendication 2,
caractérisée en ce que ladite unité d'entraînement (15) comporte :
- un système à poulies (23), comprenant deux poulies (24A, 25) agencées à deux extrémités de la structure de guidage (14), et une première liaison de transmission de rotation (26) comprenant un lien à boucle fermé entourant et reliant les deux poulies (24A, 25), ledit chariot mobile (7) étant fixé à ladite première liaison de transmission de rotation (26) ; et
- des moyens d'entraînement (27) configurés pour entraîner en rotation une première (24A) desdites deux poulies (24A, 25).
4. Structure segmentée selon la revendication 3,
caractérisée en ce que lesdits moyens d'entraînement (27) comportent un moteur rotatif (28) qui est relié par l'intermédiaire d'une deuxième liaison de transmission de rotation (29) à ladite première poulie du système à poulies (23), de manière à l'entraîner en rotation.
5. Structure segmentée selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que le bras de liaison (9) est lié par l'intermédiaire d'une liaison pivot (11) à un élément de structure (12) solidaire de la face arrière (3B) du panneau secondaire (3).
6. Structure segmentée selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que ladite structure de guidage (14) comprend une structure (16) en forme de rampe le long de laquelle est guidé le chariot mobile (7), ladite structure (16) en forme de rampe étant fixée sur la face arrière (2B) du panneau principal (2) et présentant une hauteur, par rapport à cette la face arrière (2B), se réduisant progressivement de l'intérieur vers l'extérieur du panneau principal (2).
7. Structure segmentée selon l'une quelconque des revendications 2 à
6,
caractérisée en ce que ladite structure de guidage (14) comprend un rouleau de guidage (20) lié au chariot mobile (7), ledit rouleau de guidage (20) étant agencé latéralement dans une ouverture longitudinale traversante de guidage (21) pratiquée dans la structure de guidage (14) de manière à pouvoir être déplacé, en tournant, le long de cette ouverture longitudinale (21).
8. Structure segmentée selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
caractérisée en ce que ledit système de rotation (8) comprend :
- au moins une butée (30) solidaire du système de translation (6) à l'extrémité externe ;
- le bras de liaison (9), dont une première extrémité (31A), au niveau de la liaison avec le chariot mobile (7), est configurée pour venir au contact de la butée (30), ladite butée (30) et ladite première extrémité (31A) étant configurées pour coopérer de manière à engendrer un pivotement dudit bras de liaison (9) au niveau de ladite première extrémité (31A) ; et
- des moyens d'entraînement configurés (33) pour entraîner en rotation un élément de structure (12) solidaire de la face arrière (3B) du panneau secondaire (3), par rapport à une seconde extrémité (31 B) du bras de liaison (9), lors du pivotement dudit bras de liaison (9).
9. Structure segmentée selon la revendication 7,
caractérisée en ce que les moyens d'entraînement (33) comprennent deux poulies (34, 35) agencées respectivement aux deux extrémités du bras de liaison (9) et reliées entre elles par l'intermédiaire d'une troisième liaison de transmission de rotation (36).
10. Structure segmentée selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le système de rotation comprend une extrémité externe auxiliaire prévue sur la structure de guidage, et en ce que ladite extrémité externe auxiliaire est courbée de manière à générer une rotation du bras de liaison fixé au chariot mobile (7) lors d'un guidage du chariot mobile (7) le long de cette extrémité externe auxiliaire courbée.
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
- au moins 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 1 .
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 stockée (P1) à la position déployée (P2) :
a) à réaliser une translation du chariot mobile (7) pourvu du bras de liaison (9) auquel est lié ledit panneau secondaire (3, 4), à l'aide dudit système de translation (6) dans un sens de translation (E) vers l'extérieur du panneau principal (2) de manière à amener le chariot mobile (7) vers l'extrémité externe (16B) du système de translation (6) ; et
b) à réaliser au moins une rotation dudit bras de liaison (9) auquel est lié le panneau secondaire (3, 4), à l'aide dudit système de rotation (8), de manière à amener les panneaux secondaire et principal l'un à côté de l'autre sensiblement dans un même plan général.
15. Procédé de déploiement selon la revendication 14,
caractérisé en ce que l'étape b) consiste à réaliser une double rotation, à savoir :
- d'une part, d'une première extrémité (31A) du bras de liaison (9) par rapport à la structure de guidage (14) qui est fixée sur la face arrière (2B) du panneau principal (2) ; et
- d'autre part, d'un élément de structure (12) solidaire de la face arrière (3B) du panneau secondaire (3), par rapport à une seconde extrémité (31 B) du bras de liaison (9).
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