EP3997287A1 - Structure pliable/déployable comportant un mât déployable - Google Patents

Structure pliable/déployable comportant un mât déployable

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EP3997287A1
EP3997287A1 EP20737200.4A EP20737200A EP3997287A1 EP 3997287 A1 EP3997287 A1 EP 3997287A1 EP 20737200 A EP20737200 A EP 20737200A EP 3997287 A1 EP3997287 A1 EP 3997287A1
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EP
European Patent Office
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mast
base
deployed state
structure according
attachment
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EP20737200.4A
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EP3997287B1 (fr
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Nicolas CAPET
Richard Boudinot
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Clix Industries
Anywaves SAS
Original Assignee
Clix Industries
Anywaves SAS
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Publication date
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Publication of EP3997287B1 publication Critical patent/EP3997287B1/fr
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/20—Side-supporting means therefor, e.g. using guy ropes or struts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00—Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/02—Structures made of specified materials
    • 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
    • H01Q1/081—Inflatable antennas
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1235—Collapsible supports; Means for erecting a rigid antenna
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    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/20—Resilient mountings
    • H—ELECTRICITY
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    • 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
    • H01Q11/00—Electrically-long antennas having dimensions more than twice the shortest operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q11/02—Non-resonant antennas, e.g. travelling-wave antenna
    • H01Q11/08—Helical antennas
    • H01Q11/086—Helical antennas collapsible
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a foldable / deployable spontaneous deployment structure comprising a deployable mast.
  • Such deployable structures comprising such a deployable mast can be the subject of numerous land applications (temporary shelters, display panels, supports for sensors, detectors, transmitters, receivers, etc.) or space (support for organs mechanical systems such as a braking sail of a satellite, deployable solar panels; sensors such as a camera, a transmitter, a receiver, or even a magnetometer ).
  • Such sensors or members of a space mast must be carried by the distal end of the mast in order to move them away from the main body of the space system and allow measurements to be made on this main body or be out of its electromagnetic influence for example.
  • Such a space mast sometimes has a length of up to several meters and must be able to be folded up on launch and be deployed only when the space structure is in space, in the position of use.
  • Document WO2010 / 004168 proposes a deployable mast comprising a framework formed of a succession of stages articulated to each other in pairs, extending from each other along an axis of deployment, the stages being articulated to each other. others by hinges.
  • Such a mast that can be locked in the deployed state requires a complex framework comprising plates articulated between them.
  • the invention aims to provide a deployable structure having excellent positioning accuracy during deployment. [0007] The invention also aims to provide a deployable structure having improved stability and resistance to mechanical stresses in the deployed state.
  • the invention also aims to provide a deployable structure which has excellent resistance to mechanical stresses, both in traction or in compression, along a longitudinal deployment axis of the structure once deployed, and stresses along axes forming a non-zero angle with this longitudinal deployment axis.
  • the invention aims to provide a deployable structure which is simple and
  • the invention relates to a foldable / deployable structure comprising:
  • a mast that can be deployed along a longitudinal deployment axis, adapted to be able to be placed either in a folded state in which it occupies a minimum axial size, or in a deployed state in which it has a predetermined shape
  • said structure further comprising a guying device, said guying device:
  • ⁇ being adapted to be able to limit the transverse movements of the mast relative to the base at least in a deployed state of said mast, and;
  • ⁇ comprising at least one connecting member chosen from the group formed by fabrics, nonwovens and ties, said ties being chosen from the group formed by monofilaments, cables, bundles and bands;
  • said structure being characterized in that it comprises a tensioning device for each connecting member of said guying device, adapted to be able to tension each connecting member of said guying device, in the deployed state of the mast.
  • the guying device of a structure according to the invention therefore makes it possible to increase the positioning precision of the mast, in particular during its deployment, but also to increase the resistance to mechanical stresses of a mast to the deployed state and in particular to avoid its distortion outside the axis of longitudinal deployment.
  • the term “longitudinal” and its derivatives refer, when the structure has a straight line of deployment, to the right longitudinal direction in which it is deployed. When the structure is more or less curved or has a more or less curved deployment line between its longitudinal ends, they refer, in any straight section of the structure, to a direction tangent to the deployment line.
  • Transverse and its derivatives and the term “lateral” and its derivatives, refer to directions orthogonal to the longitudinal direction.
  • proximal refers to the elements of the
  • distal refers to the elements of the structure arranged on the side of the end of the mast opposite to that fixed to the base, that is to say to elements more distant from the base than those arranged on said side proximal.
  • the mast may be a foldable / deployable mast with spontaneous deployment, that is, one whose structure is such that it spontaneously tends to deploy from a folded state. It can for example also be a mast such as a mast formed of an inflatable tube whose inflation is triggered by a dedicated device.
  • each connecting member of the guying device is resistant in traction — in particular in longitudinal traction—.
  • Each connecting member of the guying device has at least one point of attachment to said base and at least one point of attachment to said mast, that is to say a single point or a plurality of juxtaposed points and forming attachment lines or not.
  • each connecting member chosen from the group formed by fabrics, nonwovens and bands (or strips) can have an attachment line to said base and / or at least one attachment point. said mast.
  • strips can also have one or more distinct attachment points (not adjacent to each other, that is to say not forming an attachment line).
  • said guying device comprises at least two links, at least one of said links being a strip having at least two points of attachment to said base and at least two points of attachment to said mast.
  • said guying device comprises at least three links, each link having at least one point of attachment to said base and at least one point of attachment to said mast. In other words, each link connects at least one point of said base to at least one point of said mast. In certain embodiments according to the invention, said guying device comprises at least four links, each link connecting at least one point of said base to at least one point of said mast.
  • the guying device can also include more than four links, for example five links, six links, seven links, eight links or even ten or twelve links.
  • Said guying device can therefore be in the form of a plurality of links connecting at least one point of said base to at least one point of said mast, or of a fabric extending at least partially around said mast in the deployed state. It may for example be a fabric in the form of a sail or even a sock extending around said mast in the deployed state.
  • Such a sock preferably has at least two attachment points to said base, and in particular at least one attachment line, said sock connecting said mast to said base along such an attachment line.
  • said guying device comprises a connecting member selected from the group consisting of fabrics and nonwovens, said connecting member extending entirely around said mast in the deployed state.
  • each connecting member of said guying device does not extend in contact with said mast in the deployed state (except for each point of said connected mast at a point of said base by a link).
  • the sock extends around said mast in the deployed state so as to have a transverse cross section not coincident with the straight section. transverse of said mast in the same plane. This has the effect of limiting all the more effectively the transverse movements of the mast relative to the base at least in a deployed state of said mast.
  • each connecting member is formed of at least one material chosen from the group formed by flexible polymer materials, flexible composite materials, synthetic fiber fabrics ( carbon fibers, glass fibers, aramid fibers (aromatic polyamides), boron fibers, etc.), synthetic fiber yarns (polyamide fibers, polyester fibers, polyethylene fibers, chlorofibers, acrylic fibers, polypropylene fibers, polyurethane fibers ...), metal fibers, beryllium fibers, ceramic fibers, cellulose fibers and their mixtures.
  • said structure comprises a device for controlling the initiation of deployment associated with said mast so as to be able to authorize its longitudinal deployment in the deployed state from the folded state.
  • each connecting member connects said base to a distal portion of said mast in the deployed state.
  • each connecting member connects said base to a distal end of said mast in the deployed state.
  • said structure comprises a device for tensioning said guying device, in particular for tensioning each connecting member of said guying device, adapted to be able to tension each connecting member of said guying device, in the deployed state of the mast.
  • the tensioning device is a device distinct from the mast itself and distinct from the guying device. It is chosen so as to be able to power up or increase the tension of the connecting members, when the deployable mast is in the deployed state - in particular only when the deployable mast is in the deployed state.
  • the tensioning device allows, for example, when the mast is in the deployed state, a relative movement away between at least one — in particular each — point of attachment of said guying device to said mast and the base.
  • the tensioning device is chosen to make it possible to maintain a proximal end of the mast in the deployed state, at a distance from said base greater than the distance separating the proximal end of said mast of said base when said mast is in the folded state.
  • a tensioning device may for example comprise a jack and / or an actuator allowing the mast (that is to say the proximal end of the mast placed on the side of the base of the structure) to be moved away from the structure. based.
  • a tensioning device may for example comprise a jack and / or an actuator allowing the mast (that is to say the proximal end of the mast placed on the side of the base of the structure) to be moved away from the structure. based.
  • the mast that is to say the proximal end of the mast placed on the side of the base of the structure
  • said device for tensioning said guying device comprises a helical spring adapted to be able to be compressed in the folded state of said mast and extended in the deployed state of said mast so as to maintain (when the mast is in the deployed state) a proximal end of said mast at a distance from said base greater than the distance separating said mast - in particular said proximal end of said mast - from said base when said mast is in the folded state.
  • the base comprises flaps, in particular at least three flaps, adapted to be able to pivot between at least one closed position in which said flaps form a receptacle capable of receiving at least one part of said mast in the folded position, and at least one open position in which the shutters are pivoted so as to move away from said mast, each connecting member connecting at least one point of a shutter to at least one point of said mast.
  • each connecting member extends in at least one direction forming a non-zero angle with respect to the axis of longitudinal deployment of said mast.
  • said structure comprises an antenna (that is to say a data communication antenna).
  • the satellites carry an antenna for transmitting and / or receiving said data by radiation of an electromagnetic beam, as well as means for directing this electromagnetic beam towards a target which may be a ground station or another satellite.
  • the antenna can for example be disposed at the distal end of the mast or on the base.
  • said antenna in the deployed position, said antenna is helical and extends in a longitudinal direction substantially parallel to said longitudinal axis of deployment, said mast extending longitudinally inside said antenna. It is also possible to provide for the antenna to be placed inside the mast.
  • said guying device in particular each connecting member, has at least one point of attachment to said antenna. This makes it possible in particular to coordinate the deployment of the mast and the deployment of the antenna when the antenna is a foldable / deployable antenna.
  • the antenna comprises a radiating source, adapted to radiate electromagnetic waves and a main reflector, of the antenna, the antenna being adapted so that the main reflector can radiate said electromagnetic beam from electromagnetic waves radiated by the radiant source.
  • a main reflector may for example have at least substantially the shape of a hyperbolic paraboloid.
  • the connecting members of the guying device are distributed and fixed between the mast and the base of a structure according to the invention so as to be adapted to limit the transverse movements of the mast relative to the base in the state deployed.
  • the guying device is adapted to be able to maintain said mast isostatic relative to said base.
  • the guying device when the guying device comprises at least four fixing points at the base and at least four fixing points to the mast, the guying device is adapted to be able to maintain said mast. hyperstatic with respect to said base.
  • the invention also extends to a method of deploying such
  • the invention also relates to a structure and a method characterized, in combination or not, by all or part of the characteristics mentioned above or below. Whatever the formal presentation which is given, unless explicitly indicated otherwise, the various characteristics mentioned above or below should not be considered as closely or inextricably linked to each other, the invention being able to relate only to one of them. these structural or functional characteristics, or only part of these structural or functional characteristics, or only part of one of these structural or functional characteristics, or any grouping, combination or juxtaposition of all or part of these structural or functional characteristics .
  • FIG. 1 is a perspective view of a structure according to a first embodiment of the invention in the folded state
  • FIG. 2 is a perspective view of a structure according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of a structure according to the first embodiment of the invention in the deployed state
  • FIG. 4 is a perspective view of a structure according to the first embodiment of the invention in the deployed state
  • FIG. 5 is a perspective view of a structure according to a second embodiment of the invention in the folded state
  • FIG. 6 is a perspective view of a structure according to the second embodiment of the invention in the deployed state
  • FIG. 7 is a perspective view of a detail of a structure according to the second embodiment of the invention in the deployed state
  • FIG. 8 is a perspective view of a detail of a structure according to the second embodiment of the invention in the deployed state
  • FIG. 9 is a perspective view of a structure according to a third embodiment of the invention in the deployed state
  • FIG. 10 is a perspective view of a structure according to a fourth embodiment of the invention in the deployed state.
  • a foldable / deployable structure 1 shown in Figures 1 to 4 comprises a mast 4 deployable along a longitudinal deployment axis also defining a longitudinal direction of the structure.
  • the mast 4 is spontaneous deployment. It may for example be an inflatable mast or a mast entirely made of a single piece of the same material (for example a polymer material or composite with a polymer matrix, or even of a metallic material) and adapted to be able to be folded locally in any area of this mast so as to form a spontaneous deployment folding hinge. It may also be a deployable mast comprising a framework formed of a succession of stages articulated to each other as described in WO2010 / 004168.
  • the deployable mast 4 adapted to be able to be placed either in a folded state in which it occupies a minimum axial size, or in a deployed state in which it has a predetermined shape.
  • the mast 4 adopts, in the deployed state, a stable shape rigid in axial compression.
  • the deployable mast extends between two longitudinal ends.
  • the mast 4 in the deployed state, has the same cross section between its two longitudinal ends.
  • the mast 4 has a generally substantially cylindrical shape in the deployed state.
  • the mast 4 can also have a more complex non-profiled shape, for example a succession of frustoconical or wavy portions.
  • the mast 4 has a conical proximal end 9.
  • the mast 4 has at its distal end a plate 7 in the form of a disc.
  • the deployable mast 4 rests on a base 10 of the structure 1.
  • the base 10 has a parallelepipedal shape, the proximal end of the mast 4 resting on one of the main faces of said parallelepiped.
  • the base 10 can be formed from any member or system provided with a deployable mast. It may in particular be a satellite and in particular a miniaturized satellite (for example a nanosatellite).
  • the mast 4 is connected to the base 10 (directly or indirectly) by any type of connection, it can in particular be a ball joint type connection, such a connection making it possible in particular to limit the stresses exerted on the mast deployed.
  • the foldable / deployable structure 1 comprises a guying device
  • the guying device comprises at least two links (that is to say a number of links greater than or equal to two ).
  • the guying device can therefore also comprise, for example, five links or even up to ten, twenty or thirty links 22.
  • the links 22 are distributed around the mast 4 so as to be regularly spaced or not between them, in depending on the applications and mechanical stresses to which the structure is likely to be subjected. It could for example be advantageous to provide for reinforcing the resistance to transverse stresses on one side of the structure.
  • the guying device is therefore not necessarily symmetrical.
  • Each link 22 can for example be formed of at least one wire, a cable, a band or a strip in at least one material chosen from the group formed of flexible polymer materials, flexible composite materials, fiber fabrics synthetic (carbon fibers, glass fibers, aramid fibers
  • aromatic polyamides aromatic polyamides
  • boron fibers etc.
  • synthetic fiber yarns polyamide fibers, polyester fibers, polyethylene fibers, chlorofibers, acrylic fibers, polypropylene fibers, polyurethane fibers, etc.
  • fibers metallic fibers beryllium fibers, ceramic fibers,
  • each link is formed of at least one wire, cable or band, flexible and resistant in traction.
  • Each link 22 can for example be formed of aramid fibers. Such fibers are flexible and resistant in traction.
  • Each link 22 can be fixed to the base and to the mast using a loop, passing it inside an opening formed in the base or in the mast, or by gluing to the using a synthetic resin.
  • each link 22 is fixed on the one hand, to an edge of the plate 7 at the distal end of the mast 4 by passing inside an opening 8, the plate having four openings 8, and, on the other hand, at a point 18 of one edge of each flap 15.
  • the foldable / deployable structure 1 further comprises a device 30 for tensioning the guying device.
  • a tensioning device is for example adapted to allow the proximal end of the mast 4 to be pushed back from the base, for example using a jack and / or an actuator. It could also also be reels adapted to tension each link 22 once the mast has been deployed.
  • the tensioning device of the guying device can also make it possible to adjust the length of each link, in particular during the deployment of the mast in the case where each link 22 is deployed simultaneously with the mast 4.
  • the foldable / deployable structure 1 can also include such a device for adjusting the length of each link 22 separate from the tensioning device of the guying device.
  • the device 30 for tensioning the guying device comprises a helical spring adapted to be able to be compressed in the folded state of the mast 4 and extended (by relaxing said spring) in the deployed state of the mast 4 so as to maintain the proximal end of the mast at a distance from the base 10 greater than the distance separating the mast from the base 10 when the mast 4 is in the folded state.
  • the structure 1 could also comprise, for example, a device for adjusting the length of each link 22 provided at each point of attachment of a link 22 to the plate 7 and / or at point 18 of each flap 15, such an adjustment device the length of each link could for example be of the type of an endless screw device. In particular, such an adjustment device is not necessary when the device for guying the structure comprises three or more links.
  • the foldable / deployable structure 1 may also include a device for controlling the triggering of the deployment associated with said mast so as to be able to allow its longitudinal deployment in the deployed state from the folded state.
  • the base 10 comprises four flaps 15 pivoting.
  • the flaps 15 In the closed position, the flaps 15 form a receptacle capable of receiving the mast 4 in the folded position (FIG. 1).
  • the flaps 15 In the open position, the flaps 15 are pivoted towards the outside of the structure so as to move away from the mast 4 (FIG. 2), each link 22 connecting each flap 15 to the plate 7 at the distal end of the mast 4.
  • Each flap 15 comprises a panel 16 whose main faces are substantially square or
  • a pivoting rod 17 connects each flap 15 to the base 10.
  • the deployment trigger control device associated with said mast can be coupled to a device for maintaining the mast in the folded state.
  • the device for maintaining the mast in the folded state can be considered with regard to the device for maintaining the mast in the folded state. According to other embodiments not shown, it is possible to use at least one wire or a cable made of thermoplastic polymer material to maintain the structure in the folded state.
  • the device for maintaining the mast in the folded position can in particular take the form of a wire, a bundle of wires, a band, a unidirectional clamp, a sleeve (woven or not ) ...
  • said holding device comprises at least one thread of thermoplastic polymer material which is adapted to be able to be broken by melting. It can be a single thread or a bundle of threads, possibly woven together.
  • a deployable structure according to the invention can for example comprise a microcontroller making it possible to control the breaking of said holding device at at least one point so as to allow the deployment of said mast.
  • the material in some embodiments according to the invention, is
  • forming said holding device is chosen from the group formed of polymer materials exhibiting a melting point of less than 300 ° C, in particular a melting point of between 0 ° C and 280 ° C, in particular from the group formed of polypropylenes (PP ), polyethylenes (PE) (for example Dyneema® marketed by DSM® (Heerlen, Netherlands) (“UHMNPE” or ultra high molecular weight polyethylene)), polyaramides (for example Kevlar® marketed by DuPont® (Midland, United States)), polyamides, polyesters, their composites and mixtures thereof.
  • PP polypropylenes
  • PE polyethylenes
  • UHMNPE ultra high molecular weight polyethylene
  • polyaramides for example Kevlar® marketed by DuPont® (Midland, United States)
  • polyamides polyesters, their composites and mixtures thereof.
  • the device for maintaining the mast in the folded state comprises at least one heating device adapted to be able to rupture said holding device by fusion. It may for example be a heating device (sometimes called a "heating knife") formed of a wire (for example a metal wire such as an alloy of nickel and chromium) or of a metal plate suitable for be able to reach a predetermined temperature at least equal to the melting temperature of the material forming said holding device to be broken.
  • a heating device sometimes called a "heating knife” formed of a wire (for example a metal wire such as an alloy of nickel and chromium) or of a metal plate suitable for be able to reach a predetermined temperature at least equal to the melting temperature of the material forming said holding device to be broken.
  • the device for controlling the triggering of the deployment associated with the mast 4 can therefore be a device for deactivating the holding device. of the mast in the folded state. It may be a heating device in the case of a hold using a fusible wire or a bundle of fusible wires, or else flaps 15 in the first embodiment of a structure. according to the invention, the closed flaps 15 being able for example to exert a compression of the mast in the folded state such that when the opening by pivoting of the flaps 15 is triggered, the mast 4 is released and its deployment thus triggered. It is also possible to combine the two in the same structure
  • foldable / deployable (maintained using fuse wires and maintained in the folded state by flaps 15).
  • the device 30 for tensioning so may be such that the
  • the structure can be deployed in a single stage or in at least two stages of relaxation. If the tensioning device is actuated or activated spontaneously or concomitantly with the deployment control device associated with the mast, we can speak of relaxation in a single step, the tensioning of the links of the guying device being carried out during deployment. of the mast and in particular at the end of deployment of the mast. The mast thus deployed being very quickly stable and able to withstand transverse mechanical stresses.
  • the deployment of the structure can then be carried out in at least two stages (deployment of the mast 4 then tensioning of the guying device).
  • the tensioning device 30 is a spring
  • FIG. 3 represents the structure 1 after triggering of the deployment of the mast 4 and at the end of the deployment of said mast, the mast having reached its predetermined maximum length corresponding to its deployed state.
  • Figure 4
  • FIG. 3 shows structure 1 after deployment of said mast and tensioning of the links 22 of the guying device, the coil spring 30 being more extended than the coil spring 30 visible in FIG. 3.
  • the links 22 which are not stretched in Figure 3 become so in Figure 4 so as to obtain a structure 1 whose position in the deployed state of the mast 4 is precise and stable.
  • the tensioning device 30 makes it possible to lock the structure. 1 in the deployed state.
  • the foldable / deployable structure 2 differs from a structure 1 according to the first embodiment shown in Figures 1 to 4 in that the links 42 are attached directly to the base 10 and not through flaps 15.
  • the foldable / deployable structure 2 shown in Figures 5 to 8 comprises a deployable mast 4 identical to the mast according to the first embodiment of a structure according to the invention and rests on the same base 10.
  • the foldable / deployable structure 2 shown in Figures 5 to 8 comprises a guying device comprising four links 42, each link 42 connecting at least one angle 45 of the base 10 to at least one point of the plate 7 at the end distal of mast 4.
  • Figure 5 shows the structure 2 in the folded state (before the deployment of the mast is triggered).
  • the helical spring of the device 30 for tensioning the guying device is compressed.
  • Figure 6 shows the structure 2 in the deployed state and after tensioning of the links 42 of the guying device by relaxation of the helical spring of the device 30 for tensioning the guying device (as in Figure 4 in this which concerns the structure 1 according to the first embodiment).
  • Figure 7 shows a detail of a structure 2 whose mast is in the state
  • FIG. 8 represents a detail of a structure 2, the mast of which is in the deployed state, after tensioning of the links 42 of the guying device in accordance with the representation of FIG. 6, the helical spring being extended.
  • a foldable / deployable structure 3 differs from a structure 1 according to the first embodiment in that it further comprises an antenna 50.
  • the antenna can be attached to the base, to
  • the antenna 50 shown in Figure 9 is helical and extends in a direction
  • the mast 4 extending longitudinally inside the antenna 50.
  • the antenna 50 is fixed to each longitudinal end of the mast 4 and can be compressed to the way of a spring, so that in the folded state, the structure 3 has the same axial size as the structures 1 or 2 according to the first embodiment and the second embodiment.
  • the guying device here the links 22, are connected at one or more points to the antenna by fixing points, for example using synthetic resin such as glue points or using secondary ties or other types of additional ties or loops.
  • a foldable / deployable structure 70 differs from a structure 1 according to the first embodiment in that the guying device is formed of a connecting member selected from the group formed by fabrics and nonwovens, the fabric (or the nonwoven) extending entirely around said mast 4 in the deployed state like a sock 60
  • the sock 60 is fixed along a circular fixing line to the base 110 and also along a circular fixing line on the plate 7 at the distal end of the mast 4, the mast 4 being placed inside the sock. 60.
  • the sock can also integrate a helical antenna 65, the antenna being arranged around (to).
  • the mast 4 can for example be in the general form of a cylinder whose external dimensions are of the order of 100 mm height with a diameter of the order of 9 mm.
  • the mast 4 may for example have external dimensions such that the mast has a length of the order of 60 mm, or even up to one. meter in length.
  • the invention can be the subject of many variations and applications other than those described above.
  • the structural and / or functional characteristics of the various embodiments described above may be the subject, in whole or in part, of any different juxtaposition or any different combination.
  • the structure could be devoid of a base.

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Abstract

L'invention concerne un structure (1) pliable/déployable comportant : - un mât (4) déployable selon un axe de déploiement longitudinal, adapté pour pouvoir être placé, soit dans un état replié dans lequel il occupe un encombrement axial minimum, soit dans un état déployé dans lequel il présente une forme prédéterminée, - une base (10) sur laquelle repose ledit mât (4) déployable, ladite structure (1,2) comprenant en outre un dispositif de haubanage, ledit dispositif de haubanage :  présentant au moins trois points de fixation à ladite base (10) et au moins trois points de fixation audit mât (4), ledit dispositif de haubanage reliant ladite base audit mât;  étant adapté pour pouvoir limiter les déplacements transverses du mât par rapport à la base (10) au moins dans un état déployé dudit mât (4), et;  comprenant au moins un organe de liaison (22, 42, 60) choisi dans le groupe formé des tissus, des non-tissés et des liens, lesdits liens étant choisis dans le groupe formé des monofils, des câbles, des faisceaux et des bandes; ladite structure (1,2) étant caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif (30) de mise en tension de chaque organe de liaison dudit dispositif de haubanage à l'état déployé du mât (4), le dispositif (30) de mise en tension permettant de maintenir une extrémité proximale du mât (4) à l'état déployé, à une distance de ladite base (10) supérieure à la distance séparant l'extrémité proximale dudit mât (4) de ladite base (10) lorsque ledit mât est à l'état replié.

Description

Description
Titre de l'invention : STRUCTURE PLIABLE/DÉPLOYABLE
COMPORTANT UN MÂT DÉPLOYABLE
[0001 ] L'invention concerne une structure pliable/déployable à déploiement spontané comportant un mât déployable.
[0002] De telles structures déployables comprenant un tel mât déployable peuvent faire l’objet de nombreuses applications terrestres (abris provisoires, panneaux d’affichage, supports de capteurs, détecteurs, émetteurs, récepteurs...) ou spatiales (support d’organes mécaniques tels qu’une voile de freinage d’un satellite, des panneaux solaires déployables ; de capteurs tels qu’une caméra, un émetteur, un récepteur, ou encore un magnétomètre...).
[0003] En particulier, de tels capteurs ou organes d’un mât spatial doivent être portés par l’extrémité distale du mât afin de les éloigner du corps principal du système spatial et permettre d’effectuer des mesures sur ce corps principal ou être hors de son influence électromagnétique par exemple. Un tel mât spatial présente parfois une longueur allant jusqu’à plusieurs mètres et doit pouvoir être replié au lancement et être déployé uniquement lorsque la structure spatiale est dans l’espace, en position d’utilisation.
[0004] On connaît déjà du document US 2004/0046085 un mât déployable pour des applications spatiales et formé d’un tube gonflable. Un tel mât présente une grande légèreté mais ne présente pas une stabilité, une précision de positionnement et une rigidité satisfaisantes. On connaît aussi de GB2456424 un support comprenant un tube gonflable.
[0005] Le document WO2010/004168 propose un mât déployable comprenant une ossature formée d’une succession d’étages articulés les uns aux autres deux à deux en prolongement les uns des autres selon un axe de déploiement, les étages étant articulés les uns aux autres par des charnières. Un tel mât pouvant être verrouillé à l’état déployé nécessite une ossature complexe comprenant des plaquettes articulées entre elles.
[0006] L'invention vise à proposer une structure déployable présentant une excellente précision de positionnement lors du déploiement. [0007] L'invention vise également à proposer une structure déployable présentant une stabilité et une tenue aux sollicitations mécaniques améliorées à l’état déployé.
[0008] L'invention vise également à fournir une structure déployable qui présente une excellente tenue aux sollicitations mécaniques, tant en traction ou en compression, selon un axe de déploiement longitudinal de la structure une fois déployée, qu'en sollicitations selon des axes formant un angle non nul avec cet axe de déploiement longitudinal.
[0009] L'invention vise enfin à fournir une structure déployable qui soit simple et
économique à fabriquer et à mettre en oeuvre.
[0010] Plus précisément, l'invention a pour objet une structure pliable/déployable comportant :
un mât déployable selon un axe de déploiement longitudinal, adapté pour pouvoir être placé, soit dans un état replié dans lequel il occupe un encombrement axial minimum, soit dans un état déployé dans lequel il présente une forme prédéterminée,
une base sur laquelle repose ledit mât déployable,
ladite structure comprenant en outre un dispositif de haubanage, ledit dispositif de haubanage :
■ présentant au moins trois points de fixation à ladite base et au moins trois points de fixation audit mât, ledit dispositif de haubanage reliant ladite base audit mât ;
■ étant adapté pour pouvoir limiter les déplacements transverses du mât par rapport à la base au moins dans un état déployé dudit mât, et ;
■ comprenant au moins un organe de liaison choisi dans le groupe formé des tissus, des non-tissés et des liens, lesdits liens étant choisis dans le groupe formé des monofils, des câbles, des faisceaux et des bandes ;
ladite structure étant caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif de mise en tension de chaque organe de liaison dudit dispositif de haubanage, adapté pour pouvoir mettre en tension chaque organe de liaison dudit dispositif de haubanage, à l’état déployé du mât. [0011 ] Le dispositif de haubanage d’une structure selon l’invention permet donc d’augmenter la précision de positionnement du mât, notamment lors de son déploiement, mais également d’augmenter la tenue aux sollicitations mécaniques d’un mât à l’état déployé et en particulier d’éviter sa distorsion hors de l’axe de déploiement longitudinal.
[0012] Dans tout le texte, le terme « longitudinal » et ses dérivés se réfèrent, lorsque la structure présente une ligne droite de déploiement, à la direction longitudinale droite selon laquelle elle est déployée. Lorsque la structure est plus ou moins courbée ou présente une ligne de déploiement plus ou moins courbée entre ses extrémités longitudinales, ils se réfèrent, en toute section droite de la structure, à une direction tangente à la ligne de déploiement. Les termes « transverse »,
« transversal » et ses dérivés, et le terme « latéral » et ses dérivés, se réfèrent à des directions orthogonales à la direction longitudinale.
[0013] Dans tout le texte, le terme « proximal » se réfère aux éléments de la
structure disposés du côté de la base et le terme « distal » se réfère aux éléments de la structure disposés du côté de l’extrémité du mât opposée à celle fixée à la base, soit aux éléments plus éloignés de la base que ceux disposés dudit côté proximal.
[0014] Différents modes de réalisation sont possibles en ce qui concerne le mât. Il peut s’agir d’un mât pliable/déployable à déploiement spontané, c’est-à-dire dont la structure est telle qu’elle tend spontanément à se déployer à partir d’un état replié. Il peut par exemple également s’agir d’un mât tel qu’un mât formé d’un tube gonflable dont le gonflement est déclenché par un dispositif dédié.
[0015] Différents modes de réalisation sont possibles en ce qui concerne le dispositif de haubanage. En particulier, dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ledit organe de liaison est résistant en traction -notamment en traction longitudinale-. Chaque organe de liaison du dispositif de haubanage présente au moins un point de fixation à ladite base et au moins un point de fixation audit mât, c’est-à-dire un unique point ou une pluralité de points juxtaposés et formant des lignes de fixation ou non. Ainsi chaque organe de liaison choisi dans le groupe formé des tissus, des non-tissés et des bandes (ou des bandelettes) peut présenter une ligne de fixation à ladite base et/ou au moins un point de fixation audit mât. En alternative ou en combinaison chaque organe de liaison choisi dans le groupe formé des tissus, des non-tissés et des bandes (ou des
bandelettes) peut également présenter un ou plusieurs points de fixation distincts (non adjacents entre eux, c’est-à-dire ne formant pas une ligne de fixation).
[0016] Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ledit dispositif de haubanage comprend au moins deux liens, au moins un desdits liens étant une bande présentant au moins deux points de fixation à ladite base et au moins deux points de fixation audit mât.
[0017] Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ledit dispositif de haubanage comprend au moins trois liens, chaque lien présentant au moins un point de fixation à ladite base et au moins un point de fixation audit mât. En d’autres termes, chaque lien relie au moins un point de ladite base à au moins un point dudit mât. Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ledit dispositif de haubanage comprend au moins quatre liens, chaque lien reliant au moins un point de ladite base à au moins un point dudit mât. Le dispositif de haubanage peut également comprendre plus de quatre liens, par exemple cinq liens, six liens, sept liens, huit liens ou encore dix ou douze liens.
[0018] Ledit dispositif de haubanage peut donc se présenter sous la forme d’une pluralité de liens reliant au moins un point de ladite base à au moins un point dudit mât, ou encore d’un tissu s’étendant au moins partiellement autour dudit mât à l’état déployé. Il peut par exemple s’agir d’un tissu sous la forme d’une voile ou encore d’une chaussette s’étendant autour dudit mât à l’état déployé.
Une telle chaussette présente de préférence au moins deux points d’attache à ladite base, et en particulier au moins une ligne d’attache, ladite chaussette reliant ledit mât à ladite base selon une telle ligne d’attache. Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ledit dispositif de haubanage comprend un organe de liaison choisi dans le groupe formé des tissus et des non-tissés, ledit organe de liaison s’étendant entièrement autour dudit mât à l’état déployé.
[0019] En particulier, dans certains modes de réalisation, il est à noter que chaque organe de liaison dudit dispositif de haubanage ne s’étend pas au contact dudit mât à l’état déployé (à l’exception de chaque point dudit mât relié à un point de ladite base par un lien). Ainsi, dans le cas d’un dispositif de haubanage se présentant sous la forme d’une chaussette en tissu, la chaussette s’étend autour dudit mât à l’état déployé de façon à présenter une section droite transversale non confondue avec la section droite transversale dudit mât dans un même plan. Ceci a pour effet de limiter d’autant plus efficacement les déplacements transverses du mât par rapport à la base au moins dans un état déployé dudit mât.
[0020] En particulier, dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, chaque organe de liaison est formé d’au moins un matériau choisi dans le groupe formé des matériaux polymères flexibles, des matériaux composites flexibles, des tissus de fibres synthétiques (fibres de carbone, fibres de verre, fibres aramides (polyamides aromatiques), fibres de bore...), des fils de fibres synthétiques (fibres de polyamide, fibres de polyester, fibres de polyéthylène, chlorofibres, fibres acryliques, fibres de polypropylène, fibres de polyuréthane...), des fibres métalliques, des fibres de béryllium, des fibres céramiques, des fibres cellulosiques et de leurs mélanges.
[0021 ] Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ladite structure comprend un dispositif de commande du déclenchement du déploiement associé audit mât de façon à pouvoir autoriser son déploiement longitudinal à l’état déployé à partir de l’état replié.
[0022] Différents modes de réalisation sont possibles en ce qui concerne la
disposition des points de fixation dudit dispositif de haubanage audit mât. Les points de fixation dudit dispositif de haubanage audit mât sont de préférence disposés au-delà de la moitié de la hauteur dudit mât à l’état déployé, notamment au-delà de deux tiers de la hauteur dudit mât à l’état déployé, c’est-à-dire disposés sur une portion distale dudit mât. Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, chaque organe de liaison relie ladite base à une portion distale dudit mât à l’état déployé. En particulier, dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, chaque organe de liaison relie ladite base à une extrémité distale dudit mât à l’état déployé.
[0023] Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ladite structure comprend un dispositif de mise en tension dudit dispositif de haubanage, en particulier de mise en tension de chaque organe de liaison dudit dispositif de haubanage, adapté pour pouvoir mettre en tension chaque organe de liaison dudit dispositif de haubanage, à l’état déployé du mât. Le dispositif de mise en tension est un dispositif distinct du mât lui-même et distinct du dispositif de haubanage. Il est choisi pour pouvoir mettre sous tension ou accroître la tension des organes de liaison, lorsque le mât déployable est à l’état déployé - notamment uniquement lorsque le mât déployable est à l’état déployé-. Le dispositif de mise en tension permet par exemple, lorsque le mât est à l’état déployé, un mouvement relatif d’éloignement entre au moins un -notamment chaque- point de fixation dudit dispositif de haubanage audit mât et la base. Il permet alors un positionnement précis du mât déployable, à l’état déployé. Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, le dispositif de mise en tension est choisi pour permettre de maintenir une extrémité proximale du mât à l’état déployé, à une distance de ladite base supérieure à la distance séparant l’extrémité proximale dudit mât de ladite base lorsque ledit mât est à l’état replié. Différents modes de réalisation sont possibles en ce qui concerne le dispositif de mise en tension dudit dispositif de haubanage. Un tel dispositif de mise en tension peut par exemple comprendre un vérin et/ou un actionneur permettant d’écarter le mât (c’est-à-dire l’extrémité proximale du mât disposée du côté de la base de la structure) de la base. En particulier, dans certains modes de
réalisation conformes à l’invention, ledit dispositif de mise en tension dudit dispositif de haubanage comporte un ressort hélicoïdal adapté pour pouvoir être comprimé à l’état replié dudit mât et étendu à l’état déployé dudit mât de façon à maintenir (lorsque le mât est à l’état déployé) une extrémité proximale dudit mât à une distance de ladite base supérieure à la distance séparant ledit mât - notamment ladite extrémité proximale dudit mât- de ladite base lorsque ledit mât est à l’état replié.
[0024] Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, la base comprend des volets, en particulier au moins trois volets, adaptés pour pouvoir pivoter entre au moins une position fermée dans laquelle lesdits volets forment un réceptacle apte à recevoir au moins en partie ledit mât en position repliée, et au moins une position ouverte dans laquelle les volets sont pivotés de façon à s’écarter dudit mât, chaque organe de liaison reliant au moins un point d’un volet à au moins un point dudit mât.
[0025] Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, en position
déployée, chaque organe de liaison s’étend selon au moins une direction formant un angle non nul par rapport à l’axe de déploiement longitudinal dudit mât.
[0026] Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ladite structure comprend une antenne (c’est-à-dire une antenne de communication de données). Les satellites embarquent une antenne permettant d’émettre et/ou de recevoir lesdites données par rayonnement d’un faisceau électromagnétique, ainsi que des moyens pour orienter ce faisceau électromagnétique vers une cible qui peut être une station au sol ou un autre satellite.
[0027] Différents modes de réalisation sont possibles en ce qui concerne la disposition de l’antenne sur la structure. L’antenne peut par exemple être disposée à l’extrémité distale du mât ou sur la base. Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, en position déployée, ladite antenne est hélicoïdale et s’étend selon une direction longitudinale sensiblement parallèle audit axe de déploiement longitudinal, ledit mât s’étendant longitudinalement à l’intérieur de ladite antenne. Il est également possible de prévoir que l’antenne soit disposée à l’intérieur du mât.
[0028] Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ledit dispositif de haubanage, notamment chaque organe de liaison, présente au moins un point de fixation à ladite antenne. Ceci permet en particulier de coordonner le déploiement du mât et le déploiement de l’antenne lorsque l’antenne est une antenne pliable/déployable.
[0029] Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, l’antenne comprend une source rayonnante, adaptée pour rayonner des ondes électromagnétiques et un réflecteur principal, de l’antenne, l’antenne étant adaptée pour que le réflecteur principal puisse rayonner ledit faisceau électromagnétique à partir des ondes électromagnétiques rayonnées par la source rayonnante. Un tel réflecteur principal peut par exemple présenter au moins sensiblement une forme de paraboloïde hyperbolique. [0030] Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ledit mât adopte, à l’état déployé, une forme stable rigide en compression axiale. Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, la structure est verrouillée à l’état déployé.
[0031 ] Les organes de liaison du dispositif de haubanage sont répartis et fixés entre le mât et la base d’une structure selon l’invention de façon à être adaptés pour limiter les déplacements transverse du mât par rapport à la base à l’état déployé. En particulier, dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, le dispositif de haubanage est adapté pour pouvoir maintenir ledit mât isostatique par rapport à ladite base. En particulier, dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, lorsque le dispositif de haubanage comporte au moins quatre points de fixation à la base et au moins quatre points de fixation au mât, le dispositif de haubanage est adapté pour pouvoir maintenir ledit mât hyperstatique par rapport à ladite base.
[0032] L'invention s'étend également à un procédé de déploiement d’une telle
structure.
[0033] L'invention concerne également une structure et un procédé caractérisés, en combinaison ou non, par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci- dessus ou ci-après. Quelle que soit la présentation formelle qui en est donnée, sauf indication contraire explicite, les différentes caractéristiques mentionnées ci- dessus ou ci-après ne doivent pas être considérées comme étroitement ou inextricablement liées entre elles, l’invention pouvant concerner l’une seulement de ces caractéristiques structurelles ou fonctionnelles, ou une partie seulement de ces caractéristiques structurelles ou fonctionnelles, ou une partie seulement de l’une de ces caractéristiques structurelles ou fonctionnelles, ou encore tout groupement, combinaison ou juxtaposition de tout ou partie de ces caractéristiques structurelles ou fonctionnelles.
[0034] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre non limitatif de certains de ses modes de réalisation possibles et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles : [Fig. 1 ] est une vue en perspective d'une structure selon un premier mode de réalisation de l'invention à l’état replié,
[Fig. 2] est une vue en perspective d'une structure selon le premier mode de réalisation de l'invention,
[Fig. 3] est une vue en perspective d'une structure selon le premier mode de réalisation de l'invention à l’état déployé,
[Fig. 4] est une vue en perspective d'une structure selon le premier mode de réalisation de l'invention à l’état déployé,
[Fig. 5] est une vue en perspective d'une structure selon un deuxième mode de réalisation de l'invention à l’état replié,
[Fig. 6] est une vue en perspective d'une structure selon le deuxième mode de réalisation de l'invention à l’état déployé,
[Fig. 7] est une vue en perspective d’un détail d'une structure selon le deuxième mode de réalisation de l'invention à l’état déployé,
[Fig. 8] est une vue en perspective d’un détail d'une structure selon le deuxième mode de réalisation de l'invention à l’état déployé,
[Fig. 9] est une vue en perspective d'une structure selon un troisième mode de réalisation de l'invention à l’état déployé,
[Fig. 10] est une vue en perspective d'une structure selon un quatrième mode de réalisation de l'invention à l’état déployé.
[0035] Selon un premier mode de réalisation selon l’invention, une structure 1 pliable/déployable représentée aux figures 1 à 4 comporte un mât 4 déployable selon un axe de déploiement longitudinal définissant également une direction longitudinale de la structure.
[0036] En particulier, le mât 4 est à déploiement spontané. Il peut par exemple s’agir d’un mât gonflable ou d’un mât entièrement constitué d’une seule pièce d’un même matériau (par exemple un matériau polymère ou composite à matrice polymère, ou encore d’un matériau métallique) et adapté pour pouvoir être replié localement en toute zone de ce mât de façon à former une charnière de pliage à déploiement spontané. Il peut encore s’agir d’un mât déployable comprenant une ossature formée d’une succession d’étages articulés les uns aux autres tel que décrit dans WO2010/004168.
[0037] Le mât 4 déployable adapté pour pouvoir être placé soit dans un état replié dans lequel il occupe un encombrement axial minimum, soit dans un état déployé dans lequel il présente une forme prédéterminée. En particulier, le mât 4 adopte, à l’état déployé, une forme stable rigide en compression axiale.
[0038] Le mât déployable s’étend entre deux extrémités longitudinales. En particulier, à l’état déployé, le mât 4 présente une même section droite transversale entre ses deux extrémités longitudinales. En particulier, le mât 4 présente une forme générale sensiblement cylindrique à l’état déployé. Toutefois, le mât 4 peut également présenter une forme plus complexe non profilée, par exemple une succession de portions tronconiques ou ondulées.
[0039] Dans les modes de réalisation représentés aux figures 1 à 9 le mât 4 présente une extrémité 9 proximale conique. Dans les modes de réalisation représentés aux figures 1 à 9 le mât 4 présente à son extrémité distale un plateau 7 se présentant sous la forme d’un disque.
[0040] Le mât 4 déployable repose sur une base 10 de la structure 1. Dans les
modes de réalisation représentés aux figures 1 à 9, la base 10 présente une forme parallélépipédique, l’extrémité proximale du mât 4 reposant sur l’une des faces principales dudit parallélépipède. La base 10 peut être formée de tout organe ou système muni d’un mât déployable. Il peut en particulier s’agir d’un satellite et en particulier d’un satellite miniaturisé (par exemple d’un nanosatellite).
[0041 ] Le mât 4 est relié à la base 10 (directement ou indirectement) par tout type de liaison, il peut en particulier s’agir d’une liaison de type rotule, une telle liaison permettant notamment de limiter les contraintes exercées sur le mât déployé.
[0042] La structure 1 pliable/déployable comprend un dispositif de haubanage
comprenant quatre liens 22, chaque lien 22 reliant au moins un point de ladite base 10 à au moins un point dudit mât 4. Le dispositif de haubanage comprend au moins deux liens (c’est à dire un nombre de liens supérieur ou égal à deux).
Le dispositif de haubanage peut donc également comprendre par exemple cinq liens ou encore jusqu’à dix, vingt ou trente liens 22. Les liens 22 sont répartis autour du mât 4 de façon à être régulièrement espacés ou non entre eux, en fonction des applications et des sollicitations mécaniques auxquelles est susceptible d’être soumise la structure. Il pourrait par exemple être avantageux de prévoir de renforcer la résistance aux sollicitations transverses d’un côté de la structure. Le dispositif de haubanage n’est donc pas nécessairement symétrique.
[0043] Chaque lien 22 peut par exemple être formé d’au moins un fil, un câble, une bande ou une bandelette en au moins un matériau choisi dans le groupe formé des matériaux polymères flexibles, les matériaux composites flexibles, des tissus de fibres synthétiques (fibres de carbone, fibres de verre, fibres aramides
(polyamides aromatiques), fibres de bore...), des fils de fibres synthétiques (fibres de polyamide, fibres de polyester, fibres de polyéthylène, chlorofibres, fibres acryliques, fibres de polypropylène, fibres de polyuréthane...), des fibres métalliques, des fibres de béryllium, des fibres céramiques, des fibres
cellulosiques et de leurs mélanges. En particulier, chaque lien est formé d’au moins un fil, un câble ou une bande, souple et résistant en traction.
[0044] Chaque lien 22 peut par exemple être formé de fibres en aramide. De telles fibres sont souples et résistantes en traction.
[0045] Chaque lien 22 peut être fixé à la base et au mât à l’aide d’une boucle, en le passant à l’intérieur d’une ouverture formée dans la base ou dans le mât, ou encore par collage à l’aide d’une résine synthétique. Dans le premier mode de réalisation représenté aux figures 1 à 4, chaque lien 22 est fixé d’une part, à un bord du plateau 7 à l’extrémité distale du mât 4 par passage à l’intérieur d’une ouverture 8, le plateau présentant quatre ouvertures 8, et, d’autre part, à un point 18 d’un bord de chaque volet 15.
[0046] La structure 1 pliable/déployable comprend en outre un dispositif 30 de mise en tension du dispositif de haubanage. Un tel dispositif de mise en tension est par exemple adapté pour permettre de repousser l’extrémité proximale du mât 4 de la base, par exemple à l’aide d’un vérin et/ou d’un actionneur. Il pourrait également encore s’agir d’enrouleurs adaptés pour mettre en tension chaque lien 22 une fois le mât déployé. Le dispositif de mise en tension du dispositif de haubanage peut également permettre de régler la longueur de chaque lien, notamment au cours du déploiement du mât dans le cas où chaque lien 22 se déploie simultanément au mât 4. La structure 1 pliable/déployable peut également comprendre un tel dispositif de réglage de la longueur de chaque lien 22 distinct du dispositif de mise en tension du dispositif de haubanage. Dans le premier mode de réalisation d’une structure 1 selon l’invention, le dispositif 30 de mise en tension du dispositif de haubanage comporte un ressort hélicoïdal adapté pour pouvoir être comprimé à l’état replié du mât 4 et étendu (par détente dudit ressort) à l’état déployé du mât 4 de façon à maintenir l’extrémité proximale du mât à une distance de la base 10 supérieure à la distance séparant le mât de la base 10 lorsque le mât 4 est à l’état replié. La structure 1 pourrait en outre comprendre par exemple un dispositif de réglage de la longueur de chaque lien 22 prévu en chaque point de fixation d’un lien 22 au plateau 7 et/ou au point 18 de chaque volet 15, un tel dispositif de réglage de la longueur de chaque lien pourrait par exemple être du type d’un dispositif à vis sans fin. En particulier, un tel dispositif de réglage n’est pas nécessaire lorsque le dispositif de haubanage de la structure comporte trois liens ou plus.
[0047] La structure 1 pliable/déployable peut également comprendre un dispositif de commande du déclenchement du déploiement associé audit mât de façon à pouvoir autoriser son déploiement longitudinal à l’état déployé à partir de l’état replié.
[0048] Dans le premier mode de réalisation d’une structure 1 représenté aux figures 1 à 4, la base 10 comprend quatre volets 15 pivotants. En position fermée les volets 15 forment un réceptacle apte à recevoir le mât 4 en position repliée (figure 1 ). En position ouverte les volets 15 sont pivotés vers l’extérieur de la structure de façon à s’écarter du mât 4 (figure 2), chaque lien 22 reliant chaque volet 15 au plateau 7 à l’extrémité distale du mât 4. Chaque volet 15 comprend un panneau 16 dont les faces principales sont sensiblement carrées ou
rectangulaires. Une tige 17 pivotante relie chaque volet 15 à la base 10.
[0049] Le dispositif de commande du déclenchement du déploiement associé audit mât peut être couplé à un dispositif de maintien du mât à l’état replié.
[0050] Divers modes de réalisation peuvent être envisagés en ce qui concerne le dispositif de maintien du mât à l’état replié. Selon d’autres modes de réalisation non représentés, il est possible d’utiliser au moins un fil ou un câble en matériau polymère thermoplastique pour maintenir la structure à l’état replié. [0051 ] Le dispositif de maintien du mât en position repliée peut notamment prendre la forme d’un fil, d’un faisceau de fils, d’une bande, d’un collier de serrage unidirectionnel, d’un manchon (tissé ou non)... Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, ledit dispositif de maintien comprend au moins un fil en matériau polymère thermoplastique qui est adapté pour pouvoir être rompu par fusion. Il peut s’agir d’un unique fil ou d’un faisceau de fils, éventuellement tissés entre eux. Une structure déployable selon l’invention peut par exemple comprendre un microcontrôleur permettant de commander la rupture dudit dispositif de maintien en au moins un point de façon à permettre le déploiement dudit mât.
[0052] Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, le matériau
formant ledit dispositif de maintien est choisi dans le groupe formé des matériaux polymères présentant une température de fusion inférieure à 300°C, notamment une température de fusion comprise entre 0°C et 280°C, en particulier dans le groupe formé des polypropylènes (PP), des polyéthylènes (PE) (par exemple le Dyneema® commercialisé par DSM® (Heerlen, Pays-Bas) (« UHMNPE » ou polyéthylène à ultra haut poids moléculaire)), des polyaramides (par exemple le Kevlar® commercialisé par DuPont® (Midland, États-Unis)), des polyamides, des polyesters, leurs composites et leurs mélanges.
[0053] Dans certains modes de réalisation conformes à l’invention, le dispositif de maintien du mât à l’état replié comprend au moins un dispositif chauffant adapté pour pouvoir rompre par fusion ledit dispositif de maintien. Il peut par exemple s’agir d’un dispositif chauffant (parfois appelé « couteau chauffant ») formé d’un fil (par exemple un fil métallique tel qu’un alliage de nickel et de chrome) ou d’une plaque métallique adaptée pour pouvoir atteindre une température prédéterminée au moins égale à la température de fusion du matériau formant ledit dispositif de maintien à rompre. Le dispositif chauffant comprend en particulier un matériau électriquement conducteur adapté pour pouvoir s’échauffer par effet Joule (P=RI2 en régime de courant continu, P représentant une puissance électrique, R la résistance électrique du dispositif chauffant et I l’intensité électrique) lorsqu’il est relié électriquement aux deux bornes d’un générateur.
[0054] Le dispositif de commande du déclenchement du déploiement associé au mât 4 peut donc être un dispositif permettant de désactiver le dispositif de maintien du mât à l’état replié. Il peut s’agir d’un dispositif chauffant dans le cas d’un maintien à l’aide d’un fil fusible ou d’un faisceau de fils fusibles, ou encore des volets 15 dans le premier mode de réalisation d’une structure selon l’invention, les volets 15 fermés pouvant par exemple exercer une compression du mât à l’état replié telle que lorsque l’ouverture par pivotement des volets 15 est déclenchée, le mât 4 soit libéré et son déploiement ainsi déclenché. Il est également possible de combiner les deux dans une même structure
pliable/déployable (maintien à l’aide de fils fusibles et maintien à l’état replié par les volets 15).
[0055] En outre, le dispositif 30 de mise en tension de sorte peut être tel que la
structure puisse se déployer en une seule étape ou en au moins deux étapes de détente. Si le dispositif de mise en tension est actionné ou activé spontanément ou concomitamment au dispositif de commande du déploiement associé au mât, on peut parler de détente en une seule étape, la mise en tension des liens du dispositif de haubanage étant réalisée au cours du déploiement du mât et en particulier en fin de déploiement du mât. Le mât ainsi déployé étant très rapidement stable et apte à résister aux sollicitations mécaniques transverses.
[0056] Dans une deuxième variante, il est possible de déclencher la mise en tension des liens du dispositif de haubanage par le dispositif de mise en tension de façon distincte du dispositif de commande du déclenchement du déploiement associé au mât, le déploiement de la structure pouvant alors être réalisé en au moins deux étapes (déploiement du mât 4 puis mise en tension du dispositif de haubanage). Pour ce faire, il est par exemple possible de prévoir un fil fusible retenant le ressort hélicoïdal en position comprimée associé à un dispositif chauffant adapté pour pouvoir rompre ce fil fusible au moment voulu.
[0057] Ainsi, par exemple si le dispositif 30 de mise en tension est un ressort
hélicoïdal qui est comprimé à l’état replié de la structure et sa détente permise simultanément au déclenchement du déploiement du mât 4, le déploiement de la structure aura lieu en une seule étape (bien que ce déploiement puisse toutefois s’opérer progressivement jusqu’à la mise en tension effective des liens du dispositif de haubanage, typiquement en quelques secondes). [0058] La figure 3 représente la structure 1 après déclenchement du déploiement du mât 4 et en fin de déploiement dudit mât, le mât ayant atteint sa longueur maximale prédéterminée correspondant à son état déployé. La figure 4
représente la structure 1 après déploiement dudit mât et mise en tension des liens 22 du dispositif de haubanage, le ressort hélicoïdal 30 étant plus étendu que le ressort hélicoïdal 30 visible en figure 3. Après mise en tension du dispositif de haubanage, les liens 22 qui ne sont pas tendus sur la figure 3 le deviennent sur la figure 4 de façon à obtenir une structure 1 dont la position à l’état déployé du mât 4 est précise et stable. Ainsi, après déploiement du mât 4 et mise en tension des liens 22 du dispositif de haubanage le mât 4 est maintenu de façon isostatique ou hyperstatique par rapport à ladite base 10. En outre, le dispositif 30 de mise en tension permet de verrouiller la structure 1 à l’état déployé.
[0059] Dans le mode de réalisation représenté aux figures 5 à 8, la structure 2 pliable/déployable diffère d’une structure 1 selon le premier mode de réalisation représenté aux figures 1 à 4 en ce que les liens 42 sont fixés directement à la base 10 et non par l’intermédiaire de volets 15.
[0060] La structure 2 pliable/déployable représentée aux figures 5 à 8 comporte un mât 4 déployable identique au mât selon le premier mode de réalisation d’une structure selon l’invention et repose sur une même base 10.
[0061 ] La structure 2 pliable/déployable représenté aux figures 5 à 8 comprend un dispositif de haubanage comprenant quatre liens 42, chaque lien 42 reliant au moins un angle 45 de la base 10 à au moins un point du plateau 7 à l’extrémité distale du mât 4.
[0062] La figure 5 représente la structure 2 à l’état replié (avant déclenchement du déploiement du mât). Sur la figure 5 le ressort hélicoïdal du dispositif 30 de mise en tension du dispositif de haubanage est comprimé.
[0063] La figure 6 représente la structure 2 à l’état déployé et après mise en tension des liens 42 du dispositif de haubanage par détente du ressort hélicoïdal du dispositif 30 de mise en tension du dispositif de haubanage (comme en figure 4 en ce qui concerne la structure 1 selon le premier mode de réalisation).
[0064] La figure 7 représente un détail d’une structure 2 dont le mât est à l’état
déployé, avant mise en tension des liens 42 du dispositif de haubanage (le ressort hélicoïdal étant comprimé). La figure 8 représente un détail d’une structure 2 dont le mât est à l’état déployé, après mise en tension des liens 42 du dispositif de haubanage conformément à la représentation de la figure 6, le ressort hélicoïdal étant étendu.
[0065] Dans un troisième mode de réalisation de l'invention représenté à l’état
déployé à la figure 9, une structure 3 pliable/déployable diffère d’une structure 1 selon le premier mode de réalisation en ce qu’elle comprend en outre une antenne 50.
[0066] Différentes configurations sont possibles en ce qui concerne le type d’antenne et sa disposition dans la structure. L’antenne peut être fixé à la base, à
l’extrémité du mât, ou encore autour ou à l’intérieur du mât 4. L’antenne 50 représentée à la figure 9 est hélicoïdale et s’étend selon une direction
longitudinale sensiblement parallèle à l’axe de déploiement longitudinal de la structure 3, le mât 4 s’étendant longitudinalement à l’intérieur de l’antenne 50. L’antenne 50 est fixée à chaque extrémité longitudinale du mât 4 et peut être comprimée à la façon d’un ressort, de sorte qu’à l’état replié, la structure 3 présente le même encombrement axial que les structures 1 ou 2 selon le premier mode et le deuxième mode de réalisation.
[0067] Dans une variante (non représentée) il est également possible de prévoir que le dispositif de haubanage, ici les liens 22, soient reliés en un ou plusieurs points à l’antenne par des points de fixation, par exemple à l’aide d’une résine synthétique comme des points de colle ou à l’aide de liens secondaires ou autres types d’attaches ou de boucles additionnelles.
[0068] Selon un quatrième mode de réalisation d’une structure 70 selon l'invention représenté à la figure 10, une structure 70 pliable/déployable diffère d’une structure 1 selon le premier mode de réalisation en ce que le dispositif de haubanage est formé d’un organe de liaison choisi dans le groupe formé des tissus et des non-tissés, le tissu (ou le non-tissé) s’étendant entièrement autour dudit mât 4 à l’état déployé à la façon d’une chaussette 60. La chaussette 60 est fixée selon une ligne de fixation circulaire à la base 1 10 et également selon une ligne de fixation circulaire sur le plateau 7 à l’extrémité distale du mât 4, le mât 4 étant disposé à l’intérieur de la chaussette 60. La chaussette peut également intégrer une antenne 65 hélicoïdale, l’antenne étant disposée autour (à
l’extérieur) du mât 4 à l’état déployé de la structure.
[0069] À l’état replié (figures 1 , 2 et 5) (avant déploiement), le mât 4 peut par exemple se présenter sous la forme générale d’un cylindre dont les dimensions externes sont de l’ordre de 100 mm de hauteur avec un diamètre de l’ordre de 9 mm.
[0070] À l’état déployé (figures 4, 6 et 9), le mât 4 peut par exemple présenter des dimensions externes telles que le mât présente une longueur de l’ordre de 60 mm, ou encore pouvant aller jusqu’à un mètre de longueur.
[0071 ] L’invention peut faire l’objet de nombreuses variantes et applications autres que celles décrites ci-dessus. En particulier, il va de soi que sauf indication contraire les différentes caractéristiques structurelles et fonctionnelles de chacun des modes de réalisation décrits ci-dessus ne doivent pas être considérées comme combinées et/ou étroitement et/ou inextricablement liées les unes aux autres, mais au contraire comme de simples juxtapositions. En outre, les caractéristiques structurelles et/ou fonctionnelles des différents modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent faire l’objet en tout ou partie de toute juxtaposition différente ou de toute combinaison différente. Par exemple, la structure pourrait être dépourvue de base.

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] Structure (1 , 2) pliable/déployable comportant :
un mât (4) déployable selon un axe de déploiement longitudinal, adapté pour pouvoir être placé, soit dans un état replié dans lequel il occupe un encombrement axial minimum, soit dans un état déployé dans lequel il présente une forme prédéterminée,
une base (10) sur laquelle repose ledit mât (4) déployable,
ladite structure (1 ,2) comprenant en outre un dispositif de haubanage, ledit dispositif de haubanage :
■ présentant au moins trois points de fixation à ladite base (10) et au moins trois points de fixation audit mât (4), ledit dispositif de haubanage reliant ladite base audit mât ;
■ étant adapté pour pouvoir limiter les déplacements transverses du mât par rapport à la base (10) au moins dans un état déployé dudit mât (4), et ;
■ comprenant au moins un organe de liaison (22, 42, 60) choisi dans le groupe formé des tissus, des non-tissés et des liens, lesdits liens étant choisis dans le groupe formé des monofils, des câbles, des faisceaux et des bandes ;
ladite structure (1 ,2) étant caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif (30) de mise en tension de chaque organe de liaison dudit dispositif de haubanage, adapté pour pouvoir mettre en tension chaque organe de liaison dudit dispositif de haubanage, à l’état déployé du mât (4).
[Revendication 2] Structure selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif de commande du déclenchement du déploiement associé audit mât (4) de façon à pouvoir autoriser son déploiement longitudinal à l’état déployé à partir de l’état replié.
[Revendication 3] Structure selon l’une des revendications 1 ou 2,
caractérisée en ce que ledit dispositif de haubanage comprend au moins deux liens, au moins un desdits liens étant une bande présentant au moins deux points de fixation à ladite base (10) et au moins deux points de fixation audit mât (4). [Revendication 4] Structure selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit dispositif de haubanage comprend au moins trois liens (22, 42), chaque lien (22, 42) présentant au moins un point de fixation à ladite base (10) et au moins un point de fixation audit mât
(4).
[Revendication 5] Structure selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque organe de liaison (22, 42, 60) relie ladite base (10) à une extrémité distale dudit mât (4) à l’état déployé.
[Revendication 6] Structure selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le dispositif (30) de mise en tension dudit dispositif de haubanage comporte un ressort hélicoïdal adapté pour pouvoir être comprimé à l’état replié dudit mât (4) et étendu à l’état déployé dudit mât (4) de façon à maintenir une extrémité proximale dudit mât à une distance de ladite base (10) supérieure à la distance séparant le mât (4) de ladite base (10) lorsque le mât est à l’état replié.
[Revendication 7] Structure selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la base (10) comprend au moins trois volets (15) adaptés pour pouvoir pivoter entre au moins une position fermée dans laquelle lesdits volets forment un réceptacle apte à recevoir au moins en partie ledit mât (4) en position repliée, et au moins une position ouverte dans laquelle les volets (15) sont pivotés de façon à s’écarter dudit mât (4), chaque organe de liaison (22, 42, 60) reliant au moins un point d’un volet (15) à au moins un point dudit mât (4).
[Revendication 8] Structure selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu’elle est verrouillée à l’état déployé et en ce que ledit dispositif de haubanage est adapté pour pouvoir maintenir ledit mât (4) isostatique par rapport à ladite base (10).
[Revendication 9] Structure selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que, en position déployée, chaque organe de liaison s’étend selon au moins une direction formant un angle non nul par rapport à l’axe de déploiement longitudinal dudit mât (4).
[Revendication 10] Structure selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu’elle comprend une antenne (50, 65).
[Revendication 1 1] Structure selon la revendication 10, caractérisée en ce que, à l’état déployé, ladite antenne (50, 65) est hélicoïdale et s’étend selon une direction longitudinale sensiblement parallèle audit axe de déploiement longitudinal, ledit mât (4) s’étendant longitudinalement à l’intérieur de ladite antenne.
[Revendication 12] Structure selon l’une des revendications 10 ou 1 1 ,
caractérisée en ce que ledit dispositif de haubanage présente au moins un point de fixation à ladite antenne (50, 65).
[Revendication 13] Structure selon les revendications 1 à 12, caractérisée en ce que ledit mât (4) adopte, à l’état déployé, une forme stable rigide en compression axiale.
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