EP3084884A1 - Structure segmentée, en particulier pour réflecteur d'antenne de satellite, pourvue d'au moins un dispositif de déploiement à parallélogramme - Google Patents

Structure segmentée, en particulier pour réflecteur d'antenne de satellite, pourvue d'au moins un dispositif de déploiement à parallélogramme

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Publication number
EP3084884A1
EP3084884A1 EP14828175.1A EP14828175A EP3084884A1 EP 3084884 A1 EP3084884 A1 EP 3084884A1 EP 14828175 A EP14828175 A EP 14828175A EP 3084884 A1 EP3084884 A1 EP 3084884A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
panel
main panel
segmented structure
main
rear face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14828175.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christophe MAYEUX
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Defence and Space SAS filed Critical Airbus Defence and Space SAS
Publication of EP3084884A1 publication Critical patent/EP3084884A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • 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 [2D], 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, provided with at least one parallelogram deployment device.
  • 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.
  • the present invention applies more particularly to a segmented structure forming part of a telecommunication satellite antenna reflector, in particular to a large antenna reflector, operating in high frequency bands. .
  • the size of the reflector is inversely proportional to the frequency (for a constant gain).
  • 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 parallelogram system comprising at least two connecting arms arranged substantially parallel, so as to form a parallelogram, each of said link arms being linked by a first one of its ends, via a first articulation comprising at least a first spring, to the rear face of said secondary panel, and by a second of its ends, via a second articulation comprising at least a second spring, to the rear face of said main panel, said first and second springs being adapted, after prestressing, to move said secondary panel with respect to said main panel in a circular translational movement from the storage position to an intermediate position; and
  • auxiliary guiding means configured to implement a terminal guide from said intermediate position to the deployed position.
  • 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.
  • the deployment device further comprises at least one dry-friction damper fixed by means of auxiliary hinges, respectively, by a first of its ends on the rear face of the device. secondary panel, and by a second of its ends on the back side of the main panel.
  • Said first and second springs may have different characteristics.
  • At least one of said first and second springs is made of one of the following materials: a metallic material, a composite material, and a ceramic material;
  • At least one of said first and second springs corresponds to one of the following types of spring: a leaf spring and a torsion spring;
  • At least one of said first and second springs is provided with a surface treatment
  • At least one of said first and second springs is provided with a flexible thermal protection.
  • At least one of said first and second articulations comprises at least one elastic element generating flexibility in a plane substantially parallel to the mean plane of the plane. main panel.
  • the axes of rotation of the first and second joints of each of the link arms of the parallelogram system are adapted to geometric characteristics of the segmented structure so that the secondary panel follows the profile of the main panel during movement.
  • said first link arm joints of the parallelogram system are arranged substantially at the center of gravity of the secondary panel.
  • said auxiliary guiding means comprise:
  • At least one cable which is connected at one of its ends to the secondary panel and at the other end to the main panel at respective contact faces;
  • At least one retractable device capable of winding said cable to approach said secondary panel of said main panel.
  • said auxiliary guide means comprise at least two guide rails arranged on the rear face of the main panel so as to allow the secondary panel to slide on said guide rails, said guide rails being configured to guide the secondary panel to the deployed position, during terminal guidance, and the parallelogram system (also part of the auxiliary guide means) is configured to press said secondary panel onto said guide rails and to move it in order to to implement the terminal guidance.
  • the segmented structure comprises:
  • 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 storage position in the deployed position:
  • step b) consists of approaching said secondary panel of said main panel by winding at least one cable bound by one of its ends to the secondary panel and by the other of its ends to the main panel, at respective contact faces, using at least one winding device.
  • step b) consists of pressing and sliding the secondary panel onto at least two guide rails arranged on the rear face of the main panel, to the deployed position, at the rear of the main panel. using said parallelogram system.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a particular embodiment of a segmented structure illustrating the invention and comprising a central main panel, as well as two secondary panels, in storage position.
  • Figure 2 shows, schematically in perspective, a segmented structure in a deployment situation of a secondary panel.
  • Figures 3 to 5 are different schematic views to show the arrangement of rotation axes of joints.
  • Figures 6 and 7 illustrate, schematically, in perspective, embodiments of joints of a parallelogram system.
  • Figure 8 shows a particular example of auxiliary guiding means.
  • FIGS. 9A to 9F illustrate, in schematic perspective view, different successive stages of deployment of secondary panels 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.
  • 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 of a secondary panel 3, 4 (the deployment device 5 for the panel 4 not being represented in the example of Figure 2).
  • This deployment device 5 is able to bring the associated secondary panel, for example the secondary panel 3, into one or the other of the two following positions relative to the main panel 2:
  • FIG. 1 and 9A A storage position P1, as shown in Figures 1 and 9A, wherein said secondary panel 3 is at least partially superimposed and preferably completely superimposed on the main panel 2 on the rear face 2B of the latter.
  • the front face 3A of the secondary panel 3 is directed in the same direction as the front face 2A of the main panel 2;
  • the segmented structure 1 comprises: - a central 2 main panel;
  • each of the deployment devices 5 of the segmented structure 1 comprises:
  • a parallelogram system 6 comprising at least two connecting arms 7 and 8 arranged substantially parallel, so as to form a parallelogram 9.
  • Each of said link arms 7 and 8 is connected by a first 7A, 8A of its ends, via a articulation 10 comprising at least one spring 11, the rear face 3B, 4B of the secondary panel 3, 4 ( Figure 6), and a second 7B, 8B of its ends, via a hinge 12 comprising at least one spring 13, to the rear face 2B of the main panel 2 ( Figure 7).
  • the springs 11 and 13 are adapted, after prestressing, to move the secondary panel 3, 4 relative to the main panel 2, from the inside to the outside, in a translational movement from the storage position P1 to a position non-stacked PI intermediate (i.e., for which the secondary panel 3, 4 and the main panel 2 are no longer superimposed or only on a reduced area); and
  • Auxiliary guide means 15, 16 configured to implement a terminal guide of said intermediate position PI to the deployed position P2.
  • Such a deployment device 5 makes it possible to perform an efficient and advantageous deployment of the secondary panel 3, 4, with which it is associated, with the storage position P1 to the deployed position P2, as specified below.
  • Deployment is therefore implemented by a parallelogram system 6 fixed on the one hand to a peripheral zone of the rear face 2B of the main central panel 2 and on the other hand to the rear face 3B, 4B of the secondary panel 3, 4 deployable.
  • the deployment movement described by the secondary panel 3, 4 in the repository of the main panel 2 is a circular translational movement.
  • the parallelogram 9 has, at each end, joints 10 and 12 allowing the secondary panel 3, 4 to come dock the main panel 2.
  • the attachment point G ( Figure 2) on the secondary panel 3, is chosen so as to be close to the center of gravity of the latter so as to minimize the moments of inertia during deployment.
  • the deployment device 5 of a secondary panel 3, 4 further comprises at least one damper 17 with dry friction (called Coulomb).
  • This damper 17 with dry friction is fixed, by means of auxiliary hinges 18 and 19, respectively, as shown diagrammatically in FIG. 2:
  • Such a damper 17 makes it possible to control the speed of deployment and the damping of oscillations at the end of the stroke.
  • the link arms 7 and 8 of the parallelogram 9 may be made of sandwich nida or carbon fiber tube.
  • the mechanical stresses on the connecting arms 7 and 8 being small, the linear density of the arms 7 and 8 is also low.
  • the interfaces 20 (FIG. 6) and 21 (FIG. 7) of the connecting arms 7, 8 with the joints 10 and 12 are made of metal, of aluminum alloy or of titanium.
  • the motorization of the first part of the kinematics that is to say the deployment of the secondary panel 3, 4 with the parallelogram 9, is implemented via the springs 11 and 13 which have appropriate characteristics and which are prestressed so as to have sufficient energy to implement the displacement. These springs 11 and 13 are released when conventional stacking points of the secondary panel 3, 4 are released.
  • the springs 11 are fixed, for example via a piece 22 in the form of a protruding stud, on a structural element 23, for example of planar shape, which is integral with the rear face 3B of the secondary panel 3 and substantially orthogonal to the latter, as shown in FIG. 6.
  • the springs 13 are fixed on an elongated structural element 24, which is integral with the rear face 2B of the main panel 2 and which is arranged transversely, as shown in FIG. 7 and specified below in FIG. reference to Figures 3 to 5.
  • the material used for the manufacture of the springs 11 and 13 it seeks a high elastic resistance, good resilience, and good endurance vis-à-vis bending. Also, one can use for the springs 11 and 13 a steel alloy 45S7 (leaf spring) or type "piano wire". In addition, in order to have a temperature-independent Young's modulus, Elinvar (33% nickel steel, 12% chromium, 1.2% manganese) can be used.
  • springs 11 and 13 it is also possible for the springs 11 and 13 to use composite materials, based on glass fibers or carbon fibers, which have advantageous strength and mass characteristics.
  • the performance of the springs 11 and 13 can also be improved by a surface treatment of the material.
  • This treatment can be, for example, prestressing shot blasting on a metallic material.
  • the springs 11 and 13 are preferably provided with a flexible thermal protection.
  • said hinges 10 and 12 respectively comprise elastic elements 25 (FIG. 6) and 26 (FIG. 7), for example leaf springs, which generate a flexibility in a plane parallel to the mean plane of the main panel 2.
  • the axes of rotation of the joints 10 and 12 are adapted to the characteristics of the segmented structure 1 so that the secondary panel 3, 4 follows the profile of the main panel 2 during rotation.
  • the longitudinal axis L of the structural element 24 (which defines the axis of rotation of the joints 12) protrudes transversely to the average plane XZ of the main panel 2 (Z being for example defined along the axis X1-X1 and X being orthogonal to Z in this mean plane), but is inclined relative to the normal Y at the considered point.
  • the joints 10 and 12 may be made with leaf springs (bending) or cylindrical turns (torsion) made of metallic, composite or ceramic material.
  • a deployment device 5 as described above, including such joints 10 and 12, has many advantages, including:
  • auxiliary guide means 15, 16 for implementing the terminal guidance from the position PI can be made in different ways.
  • the auxiliary guiding means 15 comprise, as shown very schematically in FIGS. 9D and 9E:
  • At least one cable 28 which is connected at one of its ends to the secondary panel 3 and at the other of its ends to the main panel 2, at respective contact faces 3C or 2C;
  • At least one winding device 29 preferably driven by an electric motor, which is able to wind said cable 28 to approach said secondary panel 3 of said main panel 2.
  • the auxiliary guide means 15 comprise a plurality of cable assemblies 28 and associated winding device 29.
  • This first embodiment makes it possible to carry out the terminal guidance of the secondary panel 3, then to fix the secondary panel 3 to the main panel 2 with the required precision and dependability.
  • By a dynamic study it is possible to evaluate the resonance frequencies of the cables 28, and to provide stacking points made for example by aramid wire cut by a hot wire.
  • the difference between the main panel 2 and the secondary panel 3 is very small with this first embodiment, given the very small footprint of the cables 28.
  • the volume under the hood (during launch by space launcher) is optimized. at most.
  • the auxiliary guide means 16 comprise at least two guide rails 30 and 31 arranged on the face rear 2B of the main panel 2 so as to allow the secondary panel 3, 4 to slide on said guide rails 30 and 31.
  • the auxiliary guide means 16 comprise two rails of guide 30 and 31 arranged on both sides near the periphery of the main panel 2. These guide rails 30 and 31 are configured to guide the secondary panel 3, 4 to its deployed position P2.
  • the parallelogram system 6 is configured (by an appropriate arrangement of the parallelogram 9 and axes of rotation), to press said secondary panel 3, 4 on said guide rails 30 and 31 and to move it in order to implement terminal guidance.
  • the terminal approach movement of the secondary panel 3, 4 is effected on the main panel 2.
  • a bearing on the two guide rails 30 and 31 between each secondary panel 3, 4 and the main panel 2 allows to perform the expected kinematics.
  • the friction generated by this support may be an adjunct for the damping generated by the damper 17 or even replace it.
  • a customary fastening system adapted (not shown) allows the automatic attachment of the secondary panels 3, 4 to the main panel 2.
  • This second embodiment which has a motor integrated kinematic joints, has the advantage of removing any motorization and control.
  • materials with stiffness characteristics, depending on the temperature, compatible with the requirements are chosen.
  • flexible thermal protections may be provided to limit the temperature range seen by the springs 11 and 13.
  • This second embodiment is therefore simpler (lack of cable) and less expensive in manufacturing and integration. In addition, it is by design lighter (no motor or electric power generation) and more compact.
  • one or the other of the first and second embodiments mentioned above may be the most advantageous.
  • the deployment device 5 also comprises means (not shown) (for example a central unit) for controlling, in particular, the electric motor of the winding device 29.
  • segmented structure 1 comprises usual holding means (not shown) of the different panels 2, 3 and 4 in the storage position PL. These holding means are released before the deployment, so that each deployment device 5 can put implement the deployment specified below.
  • a steering (or guidance) terminal of the intermediate position PI (Figure 9D) is implemented in the deployed position P2 ( Figure 9E), using the auxiliary guide means 15 or 16. More particularly:
  • the springs have no energy.
  • step a the docking and the terminal guidance of the secondary panel 3 on the main panel 2 is performed by a rotation close to the perpendicular to the first.
  • the motorization of the docking can be carried out in several ways.
  • step b) consists of approaching the secondary panel 3 of the main panel 2 by winding at least one cable 28 connected by one of its ends to the secondary panel 3 and at the other end thereof to the main panel 2, at respective contact faces 3C and 2C, with the aid of at least one winding device 29 (FIGS. 9D and 9E), until an arrangement is obtained. contact contact surfaces 3C and 2C ( Figure 9E).
  • step b) consists of pressing and sliding the secondary panel 3 on the guide rails 30 and 31, using the said system. parallelogram 6, to the deployed position P2.
  • the device 5 can also bring the segmented structure of the deployed position P2 to the storage position P1, if this proves necessary, for example for a validation operation, by performing the above operations in the reverse order ( b, a), with each operation implemented in the opposite direction.
  • the 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. 9F, as well as means for locking the panels. in the fully deployed position of the segmented structure 1.
  • the deployment device 5 has the advantage of simplifying the kinematic connection parts as much as possible and of integrating the deployment actuator into the links, without a control system.
  • the joints 10 and 12 do not require any particular mechanical adjustment, no lubrication, and do not risk seizing due to differential thermal expansion.
  • dampers 17 with dry friction can control the speed of deployment (especially at the end of the race) and prevent a phenomenon of oscillation at the end of the race.
  • the use of metallic materials, composites or ceramics makes it possible to guarantee an absence of degassing, and a resistance to the spatial ambiences (radiations, atomic oxygen, ).

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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), 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 ; - 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 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 œuvre 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 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 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 œuvre 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 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 - 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 : - 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 œuvre 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 œuvre 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 œuvre par l'intermédiaire des ressorts 11 et 13 qui présentent des caractéristiques appropriées et qui sont précontraints de manière à disposer de l'énergie suffisante pour mettre en œuvre 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 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 45SÏ7 (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 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 a1 , par exemple 10° 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) ; - 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 œuvre 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 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 œuvre 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. 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 PL 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 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 œuvre 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 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 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 œuvre 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 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 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 10 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 oeuvre 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.
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 œuvre 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 œuvre 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).
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