FR2768401A1 - Device for extending or retracting solar panel e.g. for satellites - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a trait, d'une manière générale, au déploiement des panneaux de générateur solaire d'un véhicule spatial et, plus particulièrement, aux tirants de gerbage utilisés pour maintenir ces panneaux en configuration de gerbage. The present invention relates, in general, to the deployment of the solar generator panels of a spacecraft and, more particularly, to the stacking rods used to maintain these panels in the stacking configuration.
Un véhicule spatial, tel qu'un satellite, est classiquement alimenté en énergie électrique au moyen de deux générateurs principaux du type photovoltaïque, disposés symétriquement par rapport au corps du véhicule. A space vehicle, such as a satellite, is conventionally supplied with electrical energy by means of two main generators of the photovoltaic type, arranged symmetrically with respect to the body of the vehicle.
On entend ici par panneaux de générateur solaire, L'ensemble des structures planes de ce dernier, présentant des surfaces actives optiques, thermiques ou photovoltaïques et notamment:
- des panneaux support d'un réseau de cellules photovoltaïques, identiques ou différentes, transformant l'énergie solaire en énergie électrique;
- des panneaux réflecteurs qui concentrent le rayonnement solaire sur les précédents grâce à un revêtement aux propriétés adéquates;
- des panneaux utilisés pour leurs caractéristiques thermo-optiques de surface (dissipateurs thermiques).The term “solar generator panels” is understood here to mean all of the planar structures of the latter, having active optical, thermal or photovoltaic surfaces and in particular:
- support panels for a network of photovoltaic cells, identical or different, transforming solar energy into electrical energy;
- reflective panels which concentrate the solar radiation on the previous ones thanks to a coating with adequate properties;
- panels used for their thermo-optical surface characteristics (heat sinks).
Au cours du transfert du sol vers une orbite basse de transfert que le véhicule spatial va parcourir avant d'être mis sur orbite géostationnaire, voire du sol jusqu'à cette orbite géostationnaire, les panneaux du générateur solaire sont empilés les uns sur les autres, articulés entre eux et solidaires du corps du véhicule spatial dans une configuration appelée configuration de gerbage. De façon générale, dans ce cas, le dernier panneau de l'empilement comporte des cellules photovoltaïques sur sa face orientée vers l'espace. On utilise pour la solidarisation des tirants de gerbage passant par des orifices ménagés dans les panneaux, chacun de ces tirants étant temporairement lié au corps par l'une de ses extrémités et comportant des moyens de mise en tension à l'autre extrémité. During the transfer from the ground to a low transfer orbit that the spacecraft will travel before being put into geostationary orbit, or even from the ground to this geostationary orbit, the solar generator panels are stacked on top of each other, hinged together and integral with the body of the spacecraft in a configuration called stacking configuration. In general, in this case, the last panel of the stack comprises photovoltaic cells on its face oriented towards space. Stacking tie rods passing through orifices made in the panels are used for securing each of these tie rods being temporarily linked to the body by one of its ends and comprising tensioning means at the other end.
Afin de pouvoir alimenter le véhicule en énergie électrique, la liaison de certains tirants au corps, en orbite de transfert, ou la liaison de l'ensemble des tirants au corps, en orbite géostationnaire, est rompue, soit par cisaillie pyrotechnique, soit par composant en alliage à mémoire de forme (AMF), pour permettre, respectivement, un déploiement partiel des panneaux et un déploiement total des panneaux. En configuration déployée, L'ensemble des panneaux est alors disposé sensiblement dans un même plan. In order to be able to supply the vehicle with electrical energy, the connection of certain tie rods to the body, in transfer orbit, or the connection of all the tie rods to the body, in geostationary orbit, is broken, either by pyrotechnic shears or by component. in shape memory alloy (AMF), to allow, respectively, a partial deployment of the panels and a total deployment of the panels. In the deployed configuration, all of the panels are then disposed substantially in the same plane.
Sous l'effet de la rupture, le tirant est éloigné du corps et, par conséquent, extrait des panneaux, sauf du panneau d'extrémité distale par rapport au corps, sur lequel il est retenu. Cette extraction permet de ne pas entraver le déploiement des panneaux, ce qui permet d'atteindre la configuration déployée, par pivotement des articulations qui les lient. Under the effect of the rupture, the tie rod is moved away from the body and, consequently, extracted from the panels, except from the end panel distal to the body, on which it is retained. This extraction makes it possible not to hinder the deployment of the panels, which makes it possible to reach the deployed configuration, by pivoting of the articulations which link them.
Afin de permettre le passage du tirant dans des conditions telles que la motorisation des articulations ne soit pas affectée en cas de non extraction des tirants, les trous de gerbage des tirants sont jusqu'à présent surdimensionnés en diamètre et nécessitent un empilage de douilles pénalisant en masse et aménagement du réseau électrique. In order to allow the passage of the tie rod in conditions such that the motorization of the joints is not affected in the event of non-extraction of the tie rods, the stacking holes of the tie rods are so far oversized in diameter and require a stacking of sockets penalizing in mass and layout of the electricity network.
En outre, en configuration de transfert ou en configuration déployée, le ou les tirants de gerbage retenus par le panneau d'extrémité distale font saillie de sa face avant portant les cellules solaires. II en résulte une ou des zones d'ombre affectant certaines des cellules solaires du panneau. In addition, in the transfer configuration or in the deployed configuration, the stacking rod or rods retained by the distal end panel protrude from its front face carrying the solar cells. This results in one or more shaded areas affecting some of the solar cells of the panel.
La présente invention vise notamment à pallier ces inconvénients. The present invention aims in particular to overcome these drawbacks.
Elle propose, pour ce faire, un dispositif d'extraction d'un tirant de gerbage de générateur solaire pour véhicule spatial, comportant un tirant destiné à passer par des orifices d'un ensemble de panneaux, empilés les uns sur les autres dans une configuration de gerbage et articulés entre eux, pour lier ceux-ci temporairement au corps du véhicule spatial et, suite à la rupture de la liaison entre le tirant et le corps, permettre aux panneaux de passer à une configuration déployée dans laquelle l'ensemble des panneaux est disposé sensiblement dans un même plan, le tirant comportant une tige dont une extrémité de pied comporte une zone sécable; une embase dans laquelle est logée l'extrémité de pied, L'embase comportant des moyens pour casser la zone sécable et libérer la tige de l'embase et étant adaptée à être liée au corps du véhicule spatial, caractérisé en ce que le tirant comporte un flasque solidaire d'une extrémité de tête de la tige et en ce que le dispositif comporte une portée d'appui d'extraction destinée à être au moins temporairement liée axialement au dernier panneau de l'empilement destiné à venir en regard du flasque ; un ressort d'extraction destiné à être interposé entre le flasque et la portée d'appui d'extraction, pour éloigner l'extrémité de tête du tirant du dernier panneau ; une portée d'appui d'escamotage destinée à être fixée à ce dernier panneau ; une douille destinée à être disposée concentriquement à la tige, dans l'orifice de réception de tige du dernier panneau, et ayant un épaulement destiné à venir en appui sur le panneau adjacent au dernier panneau ; un ressort d'escamotage destiné à être interposé entre la portée d'appui d'escamotage et l'épaulement pour ramener l'extrémité de tête du tirant vers le dernier panneau; et des moyens de piégeage coopérant avec la douille pour solidariser la douille et le tirant par l'extrémité de pied de tirant subsistant après action des moyens destinés à casser la zone sécable. To do this, it proposes a device for extracting a stacking rod from a solar generator for a space vehicle, comprising a tie rod intended to pass through the orifices of a set of panels, stacked one on the other in a configuration. stacking and hinged together, to temporarily link them to the body of the spacecraft and, following the break in the connection between the tie rod and the body, allow the panels to pass to a deployed configuration in which all of the panels is arranged substantially in the same plane, the tie rod comprising a rod, one end of the foot of which comprises a breakable zone; a base in which the foot end is housed, the base comprising means for breaking the breakable zone and releasing the rod from the base and being adapted to be linked to the body of the spacecraft, characterized in that the tie rod comprises a flange secured to a head end of the rod and in that the device comprises an extraction bearing surface intended to be at least temporarily linked axially to the last panel of the stack intended to come opposite the flange; an extraction spring intended to be interposed between the flange and the extraction support surface, to move the head end of the tie rod from the last panel; a retractable bearing surface intended to be fixed to the latter panel; a socket intended to be disposed concentrically with the rod, in the rod receiving orifice of the last panel, and having a shoulder intended to come to bear on the panel adjacent to the last panel; a retraction spring intended to be interposed between the retraction support surface and the shoulder to bring the head end of the tie rod towards the last panel; and trapping means cooperating with the socket to secure the socket and pulling it by the end of the pulling foot remaining after action of the means intended to break the breakable zone.
Grâce à ces dispositions, il est réalisé un dispositif particulièrement simple qui permet, après libération du tirant de gerbage par action pyrotechnique ou d'un composant en alliage à mémoire de forme, de réaliser:
- I'extraction du tirant de gerbage en face avant du dernier panneau (panneau extérieur), grâce au ressort d'extraction qui pousse sous le flasque du tirant;
- le piégeage du tirant en position extraite à l'aide des moyens de piégeage qui verrouillent le tirant dans cette position ; et
- I'escamotage du tirant en face arrière du panneau grâce au ressort d'escamotage, qui était jusqu'alors maintenu comprimé entre les panneaux en configuration de gerbage.Thanks to these provisions, a particularly simple device is produced which allows, after release of the stacking rod by pyrotechnic action or of a shape memory alloy component, to produce:
- the extraction of the stacking rod on the front of the last panel (external panel), thanks to the extraction spring which pushes under the flange of the rod;
- Trapping the tie rod in the extracted position using trapping means which lock the tie rod in this position; and
- the retraction of the tie rod on the rear face of the panel thanks to the retraction spring, which was previously kept compressed between the panels in stacking configuration.
Ainsi, on n'engendre pas d'ombre sur le réseau de cellules solaires. Thus, no shade is created on the network of solar cells.
Suivant des dispositions préférées, éventuellement combinées:
- les portées d'appui d'extraction et d'appui d'escamotage sont solidaires l'une de l'autre;
- le dispositif comporte une portée d'appui pour la douille destinée à être fixée au panneau adjacent au dernier panneau et formant une rotule avec cette douille;
- le dispositif comporte un moyen de montage du tirant sur le dernier panneau, guidant les mouvements angulaires du tirant par rapport à un axe perpendiculaire au plan du dernier panneau;
- la portée d'appui d'extraction est ménagée sur la douille; et
- les moyens de piégeage comportent une bague élastique.According to preferred arrangements, possibly combined:
- The extraction support and retraction support surfaces are integral with one another;
- The device comprises a bearing surface for the socket intended to be fixed to the panel adjacent to the last panel and forming a ball joint with this socket;
- The device comprises a means of mounting the tie rod on the last panel, guiding the angular movements of the tie rod with respect to an axis perpendicular to the plane of the last panel;
- The extraction bearing surface is provided on the sleeve; and
- The trapping means comprise an elastic ring.
La présente invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant aux dessins annexés, sur lesquels:
- la figure 1 est une vue schématique partielle en élévation avec coupe transversale d'un ensemble de panneaux équipé d'un dispositif d'extraction et d'escamotage conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention;
- les figures 2 et 3 sont des vues schématiques partielles en élévation avec coupe transversale de l'ensemble de la figure 1, montrant le dispositif d'extraction et d'escamotage en fonctionnement;
- la figure 4 est une vue schématique partielle en élévation avec coupe transversale d'un ensemble de panneaux équipé d'un dispositif d'extraction et d'escamotage conforme à un second mode de réalisation de la présente invention;
- les figures 5 et 6 sont des vues schématiques partielles en élévation avec coupe transversale montrant le dispositif d'extraction et d'escamotage de la figure 4 en opération;
- la figure 7 est une vue schématique partielle en élévation avec coupe transversale d'un ensemble de panneaux équipé d'un dispositif d'extraction et d'escamotage conforme à un troisième mode de réalisation de la présente invention ; et
- les figures 8, 9 et 10 sont des vues schématiques partielles en élévation avec coupe transversale de l'ensemble de la figure 7, montrant le dispositif d'extraction et d'escamotage en action.The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:
- Figure 1 is a partial schematic view in elevation with cross section of a set of panels equipped with an extraction and retraction device according to a first embodiment of the present invention;
- Figures 2 and 3 are partial schematic views in elevation with cross section of the assembly of Figure 1, showing the extraction and retraction device in operation;
- Figure 4 is a partial schematic view in elevation with cross section of a set of panels equipped with an extraction and retraction device according to a second embodiment of the present invention;
- Figures 5 and 6 are partial schematic views in elevation with cross section showing the extraction and retraction device of Figure 4 in operation;
- Figure 7 is a partial schematic view in elevation with cross section of a set of panels equipped with an extraction and retraction device according to a third embodiment of the present invention; and
- Figures 8, 9 and 10 are partial schematic elevational views with cross section of the assembly of Figure 7, showing the extraction and retraction device in action.
Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. In these figures, identical references designate similar elements.
La figure 1 représente très partiellement trois panneaux de générateur solaire, portant les références 1, 2 et 3, seul le panneau 1 ayant été représenté muni de cellules solaires 4 sur une face principale avant. FIG. 1 very partially represents three solar generator panels, bearing the references 1, 2 and 3, only the panel 1 having been shown provided with solar cells 4 on a main front face.
Les panneaux 1, 2, 3 sont représentés, ici, empilés les uns sur les autres, en configuration de gerbage. The panels 1, 2, 3 are shown here stacked on top of each other, in a stacking configuration.
Pour relier ceux-ci au corps d'un véhicule spatial et les maintenir dans cette configuration, il est prévu un tirant de gerbage 10 destiné à être lié temporairement au corps par l'intermédiaire d'une embase Il. Cette embase Il est adaptée à être solidarisée au corps du véhicule spatial, tel que par exemple par des moyens de vissage, non représentés sur les figures. To connect these to the body of a spacecraft and keep them in this configuration, there is provided a stacking tie rod 10 intended to be temporarily linked to the body via a base II. This base It is adapted to be secured to the body of the spacecraft, such as for example by screwing means, not shown in the figures.
Les articulations entre panneaux ne sont pas non plus visibles sur ces figures. Elles relient des bords parallèles de panneaux et sont du type de celles décrites dans le document FR-A-2.635.077. The joints between panels are also not visible in these figures. They connect parallel edges of panels and are of the type described in document FR-A-2.635.077.
On notera encore que ces panneaux 1, 2, 3 forment un générateur solaire et que le véhicule spatial est, en général, équipé de deux de ces générateurs, relié à deux faces opposées de son corps et symétriques l'une de l'autre, aussi bien en position repliée, qu'en position déployée des panneaux, dans laquelle l'ensemble des panneaux est disposé sensiblement dans un même plan. It will also be noted that these panels 1, 2, 3 form a solar generator and that the spacecraft is, in general, equipped with two of these generators, connected to two opposite faces of its body and symmetrical to one another, both in the folded position and in the deployed position of the panels, in which all of the panels are arranged substantially in the same plane.
Bien entendu, le nombre de panneaux n'est pas limité à trois et il peut être mis en oeuvre plusieurs tirants de gerbage équipés de leur dispositif d'extraction et d'escamotage conforme à l'invention avec un tel ensemble de panneaux. Of course, the number of panels is not limited to three and it can be implemented several stacking rods equipped with their extraction and retraction device according to the invention with such a set of panels.
Le tirant 10 comporte une tige 12 dont une extrémité de pied 13 comporte une zone sécable de façon pyrotechnique 14. Pour casser cette zone sécable et libérer la tige 12 de l'embase 11, cette dernière comporte des moyens pyrotechniques classiques (non représentés sur les figures). The tie rod 10 comprises a rod 12, one end of the foot 13 of which comprises a pyrotechnically breakable zone 14. To break this breakable zone and release the rod 12 from the base 11, the latter comprises conventional pyrotechnic means (not shown in the figures).
Plus précisément, la zone sécable 14 est disposée entre un bout de tige 15 reçu dans un manchon 16 de embase Il et trois protubérances 17, 18, 19 de la tige 12. Comme on le voit sur la figure 1, la partie de tige 12 formée du bout 15 de la zone sécable 14 et des trois protubérances 17 à 19 est logée dans l'embase 11. Le reste de la tige 12 passe par des orifices 20, 21 et 22 ménagés respectivement dans les panneaux 1, 2, 3. Elle se termine par une extrémité de tête à laquelle est solidarisé un flasque 23. Un écrou de blocage 24 est vissé sur cette extrémité de tête et une rondelle 25 est interposée entre l'écrou 24 et le flasque 23. More specifically, the breakable zone 14 is arranged between a tip of the rod 15 received in a sleeve 16 of base II and three protrusions 17, 18, 19 of the rod 12. As can be seen in FIG. 1, the part of the rod 12 formed of the end 15 of the breakable zone 14 and the three protrusions 17 to 19 is housed in the base 11. The rest of the rod 12 passes through orifices 20, 21 and 22 formed respectively in the panels 1, 2, 3. It ends with a head end to which a flange 23 is secured. A locking nut 24 is screwed onto this head end and a washer 25 is interposed between the nut 24 and the flange 23.
En configuration de gerbage, le flasque 23 est en appui contre le panneau 1, du côté de sa face avant et le panneau 3 est en appui contre l'embase 11. In the stacking configuration, the flange 23 is in abutment against the panel 1, on the side of its front face and the panel 3 is in abutment against the base 11.
Une saillie annulaire 26 faisant partie intégrante de la structure du panneau 1, pénètre dans l'orifice 20, perpendiculairement à celui-ci et forme une portée d'appui d'extraction 26' venant en regard du flasque 23. An annular projection 26 forming an integral part of the structure of the panel 1, penetrates into the orifice 20, perpendicular to the latter and forms an extraction bearing surface 26 'coming opposite the flange 23.
Un ressort d'extraction hélicoïdal 27 est interposé entre le flasque 23 et la portée d'appui d'extraction 26', autour de la tige 12. Le ressort 27 vient ainsi, en configuration de gerbage, en appui contre cette portée d'appui d'extraction 26' et une face de flasque 23 parallèle à cette portée 26'. A helical extraction spring 27 is interposed between the flange 23 and the extraction bearing surface 26 ', around the rod 12. The spring 27 thus comes, in stacking configuration, to bear against this bearing surface extraction 26 'and a flange face 23 parallel to this bearing 26'.
Une douille 28 est disposée concentriquement à la tige 12, dans l'orifice 20. A socket 28 is disposed concentrically with the rod 12, in the orifice 20.
Une première extrémité de la douille 28 vient en butée, en configuration de gerbage, contre la saillie annulaire 26, tandis qu'à son autre extrémité, cette douille 28 présente un épaulement 29 venant, en configuration de gerbage, en appui sur le panneau 2 adjacent au panneau 1. A first end of the socket 28 abuts, in the stacking configuration, against the annular projection 26, while at its other end, this socket 28 has a shoulder 29 coming, in the stacking configuration, bearing on the panel 2 adjacent to panel 1.
La saillie annulaire 26 définit, par ailleurs, une portée d'appui d'escamotage 26", du côté de la saillie 26 opposée à la portée d'appui d'extraction 26'. Comme on le voit, ces deux portées sont donc ici solidaires l'une de l'autre et parallèles l'une à l'autre. The annular projection 26 further defines a retractable bearing surface 26 "on the side of the projection 26 opposite the extraction bearing surface 26 '. As can be seen, these two surfaces are therefore here integral with one another and parallel to each other.
Un ressort d'escamotage 30 est interposé entre la portée d'appui d'escamotage 26" et l'épaulement 29, en appui sur ces deux éléments. Pour ce faire, le ressort hélicoïdal 30 est disposé autour de la douille 28 et donc de la tige 12. A retraction spring 30 is interposed between the retraction bearing surface 26 "and the shoulder 29, bearing on these two elements. To do this, the helical spring 30 is disposed around the sleeve 28 and therefore of the rod 12.
Des moyens de piégeage coopérant avec la douille 28 pour solidariser cette douille 28 et le tirant 10 par son extrémité de pied subsistant après action des moyens pyrotechniques, sont également prévus. Trapping means cooperating with the socket 28 to secure this socket 28 and pulling it 10 by its end of the foot remaining after the action of the pyrotechnic means, are also provided.
En l'espèce, ces moyens de piégeage sont constitués par une bague élastique 31 en forme de tronc de cône, la base du tronc de cône étant prolongée par un rebord 32 serré entre l'épaulement 29 et le panneau 2, en configuration de gerbage. Le sommet du tronc de cône entoure, quant à lui, la tige 12 et est en contact avec celle-ci. In this case, these trapping means consist of an elastic ring 31 in the form of a truncated cone, the base of the truncated cone being extended by a flange 32 clamped between the shoulder 29 and the panel 2, in stacking configuration. . The top of the truncated cone surrounds, in turn, the rod 12 and is in contact with the latter.
Comme cela sera expliqué plus en détail ci-dessous, cette bague 31 vient coopérer avec les protubérances 17 à 19 pour ralentir la tige au moment de son arrivée dans la douille. Pour ce faire, les deux premières protubérances 17, 18 présentent une forme tronconique. Cela permet, non seulement de piéger, de la façon la plus optimale, la tige 12 par le bout de tige subsistant après les trois protubérances 17 à 19, mais également d'amortir le choc de l'action des moyens pyrotechniques. Bien entendu, plusieurs de ces bagues peuvent être mises en oeuvre. As will be explained in more detail below, this ring 31 comes to cooperate with the protrusions 17 to 19 to slow down the rod when it arrives in the socket. To do this, the first two protrusions 17, 18 have a frustoconical shape. This allows not only to trap, in the most optimal way, the rod 12 by the end of the rod remaining after the three protrusions 17 to 19, but also to absorb the shock of the action of the pyrotechnic means. Of course, several of these rings can be used.
Ainsi, après libération pyrotechnique du tirant de gerbage 10, celui-ci est extrait des panneaux 2 et 3 sous l'effet combiné du ressort d'extraction 27 et de l'énergie communiquée au tirant par la cisaille pyrotechnique. Le ressort d'extraction 27 pousse sous le flasque, de manière à éloigner l'extrémité de tête du tirant 10 du panneau 1. Comme mentionné supra, L'énergie d'extraction pourra, dans d'autres modes de réalisation, être communiquée par un composant à alliage à mémoire de forme. Thus, after pyrotechnic release of the stacking tie rod 10, the latter is extracted from the panels 2 and 3 under the combined effect of the extraction spring 27 and the energy communicated to the tie rod by the pyrotechnic shear. The extraction spring 27 pushes under the flange, so as to move the head end of the tie rod 10 away from the panel 1. As mentioned above, The extraction energy may, in other embodiments, be communicated by a shape memory alloy component.
Pendant ce temps, le ressort d'escamotage 30 ne peut encore agir, car il est maintenu comprimé entre les panneaux 1 et 2, qui ne peuvent se déployer que lorsque le tirant a été complètement extrait du panneau 2 et que lorsque les moyens de commande du véhicule spatial, auquel le générateur solaire est relié, autorisent la mise en oeuvre des mécanismes de déploiement. During this time, the retraction spring 30 cannot yet act, because it is kept compressed between the panels 1 and 2, which can only deploy when the tie rod has been completely extracted from the panel 2 and only when the control means of the spacecraft, to which the solar generator is connected, authorize the deployment of the deployment mechanisms.
Ces moyens de commande sont d'ailleurs également reliés, en pratique, aux moyens pyrotechniques. These control means are also also connected, in practice, to the pyrotechnic means.
Arrivée au niveau du panneau 1,1'extrémité de la tige 12 subsistant après action des moyens pyrotechniques, est piégée par la bague 31 qui verrouille le tirant dans cette position, en l'empêchant notamment de revenir vers l'embase 1 1 (dispositif anti-retour). Arriving at the level of the panel 1.1 at the end of the rod 12 remaining after the action of the pyrotechnic means, is trapped by the ring 31 which locks the tie rod in this position, in particular preventing it from returning to the base 1 1 (device anti-return).
A partir de là, la séquence de déploiement des panneaux les uns par rapport aux autres peut être commandée et, comme montré sur la figure 2,
I'éloignement du panneau 1 par rapport au panneau 2 permet au ressort 30 d'agir. La raideur du ressort 30 ayant été choisie pour délivrer un effort juste capable de vaincre l'effort du ressort d'extraction 27, ce ressort d'escamotage 30 ramène progressivement l'extrémité de tête du tirant 10 vers le panneau 1 au cours de la séquence de déploiement des panneaux commandée par les moyens de commande du véhicule spatial.From there, the sequence of deployment of the panels in relation to each other can be controlled and, as shown in Figure 2,
The distance of the panel 1 relative to the panel 2 allows the spring 30 to act. The stiffness of the spring 30 having been chosen to deliver a fair effort capable of overcoming the effort of the extraction spring 27, this retraction spring 30 gradually brings the head end of the tie rod 10 towards the panel 1 during the sequence of deployment of the panels controlled by the space vehicle control means.
Ainsi, comme le montre la figure 3, en configuration de transfert ou en configuration déployée, le tirant a été escamoté en face arrière du panneau 1, évitant la production d'ombre sur le réseau de cellules solaires portées par la face avant de ce panneau 1. Thus, as shown in FIG. 3, in the transfer configuration or in the deployed configuration, the tie rod was retracted on the rear face of the panel 1, avoiding the production of shade on the array of solar cells carried by the front face of this panel. 1.
Le mode de réalisation des figures 4 à 6 se distingue principalement du mode de réalisation des figures 1 à 3 en ce que les portées d'appui d'escamotage et d'appui d'extraction ne sont plus solidaires l'une de l'autre. The embodiment of Figures 4 to 6 differs mainly from the embodiment of Figures 1 to 3 in that the bearing support of retraction and extraction support are no longer integral with each other .
Plus précisément, la saillie annulaire 26 définit toujours la portée d'appui d'escamotage 26". More specifically, the annular projection 26 always defines the retractable bearing surface 26 ".
Par contre, la portée d'appui d'extraction est maintenant ménagée sur la douille 28. Cette dernière présente, pour ce faire, à son extrémité opposée à l'épaulement 29, un second épaulement 33 formant la portée d'appui d'extraction 26'. De ce fait, le diamètre de l'ouverture définie par la saillie annulaire 26 est supérieur au diamètre extérieur de la douille 28, dans le cadre de ce mode de réalisation. By cons, the extraction bearing surface is now provided on the sleeve 28. The latter has, to do this, at its end opposite to the shoulder 29, a second shoulder 33 forming the extraction bearing surface 26 '. Therefore, the diameter of the opening defined by the annular projection 26 is greater than the outside diameter of the sleeve 28, in the context of this embodiment.
Comme on le voit sur les figures 5 et 6, ce mode de réalisation permet l'extraction du tirant 10 (voir figure 5), d'une manière similaire à ce qui a été décrit pour le mode de réalisation des figures 1 à 3. Cependant,
I'escamotage du tirant 10 (voir figure 6), se fait sans recompression du ressort d'extraction 27, ce qui minimise la poussée nécessitée par le ressort d'escamotage 30, apportant, dans certaines configurations, un avantage appréciable.As can be seen in FIGS. 5 and 6, this embodiment allows the extraction of the tie rod 10 (see FIG. 5), in a similar manner to what has been described for the embodiment of FIGS. 1 to 3. However,
The retraction of the tie rod 10 (see FIG. 6), is done without recompression of the extraction spring 27, which minimizes the thrust required by the retraction spring 30, bringing, in certain configurations, an appreciable advantage.
Un autre mode de réalisation est représenté sur les figures 7 à 10. Another embodiment is shown in FIGS. 7 to 10.
Le dispositif d'extraction et d'escamotage 100 de cette figure ne comporte aucun élément qui fasse partie intégrante de l'ensemble de panneaux. The extraction and retraction device 100 of this figure does not include any element which is an integral part of the set of panels.
II se distingue principalement des modes de réalisation des figures 1 à 6 par le fait qu'il comporte des inserts 140,141, 142 montés dans chacun des orifices 20, 21, 22 et qui sont fixés, par exemple par vissage ou par emmanchement à force. It differs mainly from the embodiments of FIGS. 1 to 6 by the fact that it includes inserts 140, 141, 142 mounted in each of the orifices 20, 21, 22 and which are fixed, for example by screwing or by force fitting.
Par ailleurs, I'épaulement de la douille 28 se présente ici sous la forme d'une bague d'appui sphérique 143 dont la surface convexe vient en appui sur une surface concave complémentaire ménagée dans l'insert 141 du panneau 2. Ces deux surfaces forment ainsi une rotule facilitant la séquence de déploiement des panneaux et l'escamotage du tirant 10. Furthermore, the shoulder of the sleeve 28 is here in the form of a spherical support ring 143, the convex surface of which bears on a complementary concave surface formed in the insert 141 of the panel 2. These two surfaces thus form a ball joint facilitating the sequence of deployment of the panels and the retraction of the tie rod 10.
L'insert 140 comporte, lui, une partie principale 144 montée dans l'orifice 20 et une partiet secondaire 145 elle-même montée dans la partie principale 144. The insert 140 comprises, for its part, a main part 144 mounted in the orifice 20 and a secondary part 145 itself mounted in the main part 144.
L'interface des parties principale 144 et secondaire 145 est conformée en rotule pour assurer un guidage des mouvements angulaires du tirant 10 par rapport à un axe perpendiculaire au plan du panneau 1. The interface of the main 144 and secondary 145 parts is shaped as a ball joint to ensure guiding of the angular movements of the tie rod 10 relative to an axis perpendicular to the plane of the panel 1.
Bien entendu, dans d'autres modes de réalisation on pourra conformer les surfaces intérieure et extérieure des parties principale 144 et secondaire 145 par usinage pour leur donner une autre forme qui soit apte à assurer le guidage des mouvements angulaires de la tige du tirant 10. La partie secondaire 145 présente à ses extrémités deux rebords annulaires 146,147 en faisant saillie latéralement vers l'extérieur. Of course, in other embodiments, the interior and exterior surfaces of the main 144 and secondary 145 parts can be shaped by machining to give them another shape which is capable of guiding the angular movements of the rod of the tie rod 10. The abutment 145 has at its ends two annular flanges 146,147 projecting laterally outward.
La partie principale 144 forme un logement cylindrique 148 tourné vers le panneau 2 pour recevoir le rebord 147 formant la portée d'appui d'escamotage. The main part 144 forms a cylindrical housing 148 facing the panel 2 to receive the flange 147 forming the retractable bearing surface.
Le rebord 146 forme, ici, la portée d'appui d'extraction et est, quant à lui, à l'extérieur de la partie principale et logé à l'intérieur du flasque 23, en configuration de gerbage. The rim 146 forms, here, the extraction bearing surface and is, for its part, outside the main part and housed inside the flange 23, in the stacking configuration.
Par ailleurs, la douille 28 présente, à son extrémité opposée à celle portant la bague sphérique 143, un rebord annulaire 149 faisant saillie radialement en direction de la tige. Furthermore, the sleeve 28 has, at its end opposite to that carrying the spherical ring 143, an annular flange 149 projecting radially in the direction of the rod.
Enfin,la bague élastique 31 est fixée à la bague sphérique 143, son rebord 32 étant reçu dans une gorge ménagée dans la bague 143. Finally, the elastic ring 31 is fixed to the spherical ring 143, its rim 32 being received in a groove formed in the ring 143.
Grâce à ces dispositions, la séquence de déploiement se fait de façon optimale, par la présence de la rotule à l'interface de la douille 28 et du second panneau 2 et entre le tirant 10 et le panneau 1. Thanks to these arrangements, the deployment sequence is carried out optimally, by the presence of the ball joint at the interface of the socket 28 and of the second panel 2 and between the tie rod 10 and the panel 1.
D'une manière plus générale, le dispositif de la présente invention se caractérise par sa simplicité de fonctionnement et d'aménagement sur les panneaux. Il est également d'encombrement minimal et de masse minimale. More generally, the device of the present invention is characterized by its simplicity of operation and arrangement on the panels. It is also of minimum size and minimum mass.
Par ailleurs, on fiabilise, grâce à ce dispositif, la cinématique de déploiement du générateur solaire, en évitant notamment toute possibilité d'accrochage entre le tirant et un panneau. In addition, the reliability of the deployment kinematics of the solar generator is made reliable by this device, in particular avoiding any possibility of attachment between the tie rod and a panel.
De plus, ce dispositif permet de minimiser le diamètre des trous de passage des tirants de gerbage dans les panneaux. In addition, this device makes it possible to minimize the diameter of the through holes of the stacking rods in the panels.
Bien entendu, la présente invention ne se limite nullement aux modes de réalisations choisis et représentés, mais englobe toute variante à la portée de l'homme du métier. Of course, the present invention is in no way limited to the embodiments chosen and shown, but encompasses any variant within the reach of ordinary skill in the art.
En particulier, si l'effet des moyens pyrotechniques ou du composant à alliage à mémoire de forme suffit pour extraire le tirant des panneaux, on pourra prévoir un dispositif d'extraction d'un tirant de gerbage de générateur solaire pour véhicule spatial, comportant un tirant destiné à passer par des orifices d'un ensemble de panneaux empilés les uns sur les autres dans une configuration de gerbage et articulés entre eux, pour lier ceux-ci temporairement au corps du véhicule spatial et, suite à la rupture de la liaison entre le tirant et le corps, permettre aux panneaux de passer à une configuration déployée dans laquelle l'ensemble des panneaux est disposé sensiblement dans un même plan, le tirant comportant une tige dont une extrémité de pied comporte une zone sécable; une embase dans laquelle est logée l'extrémité de pied, l'embase comportant des moyens pour casser la zone sécable et libérer la tige de l'embase et étant adaptée à être liée au corps du véhicule spatial, le tirant étant expulsé des panneaux sous l'effet des moyens destinés à casser la zone sécable, caractérisé en ce que le dispositif comporte une douille destinée à être disposée concentriquement à la tige dans l'orifice de réception de tige du dernier panneau de l'empilement, situé à l'extrémité distale de l'empilement, et ayant un épaulement destiné à venir en appui sur le panneau adjacent au dernier panneau ; des moyens de piégeage coopérant avec la douille pour solidariser la douille et le tirant par l'extrémité de pied de tirant subsistant après action des moyens destinés à casser la zone sécable une portée d'appui d'escamotage destinée à être fixée à ce dernier panneau un ressort d'escamotage destiné à être interposé entre la portée d'appui d'escamotage et l'épaulement pour ramener l'extrémité de pied du tirant vers le dernier panneau. In particular, if the effect of the pyrotechnic means or of the shape memory alloy component is sufficient to extract the tie rod from the panels, provision may be made for a device for extracting a stacking rod from a solar generator for a space vehicle, comprising a tie rod intended to pass through the orifices of a set of panels stacked one on top of the other in a stacking configuration and hinged together, to temporarily link these to the body of the spacecraft and, following the break in the connection between the tie and the body, allow the panels to pass to a deployed configuration in which all of the panels are arranged substantially in the same plane, the tie comprising a rod of which one end of the foot has a breakable zone; a base in which the foot end is housed, the base comprising means for breaking the breakable zone and releasing the rod from the base and being adapted to be linked to the body of the spacecraft, the tie rod being expelled from the panels under the effect of the means intended to break the breakable zone, characterized in that the device comprises a sleeve intended to be disposed concentrically with the rod in the rod receiving orifice of the last panel of the stack, located at the end distal of the stack, and having a shoulder intended to come to bear on the panel adjacent to the last panel; trapping means cooperating with the socket to secure the socket and pulling it by the end of the pulling foot remaining after action of the means intended to break the breakable area a retractable bearing surface intended to be fixed to this latter panel a retraction spring intended to be interposed between the retraction bearing surface and the shoulder to bring the end of the foot of the tie to the last panel.
Claims (8)
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Family Applications (1)
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