FR3065946A1 - Ensemble deployable et procede de deploiement et de pointage d'un tel ensemble - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un ensemble déployable (11) comprenant : • une structure porteuse (50) comprenant une emplanture motorisée (60) mobile en rotation par rapport à la structure porteuse (50) selon un premier axe de rotation (20), • au moins un panneau (51, 52, 53), chacun des au moins un panneau (51, 52, 53) étant apte à passer lors d'une phase de déploiement d'une configuration stockée dans laquelle les au moins un panneau (51, 52, 53) sont repliés à une configuration déployée, dans laquelle les au moins un panneau sont disposés sensiblement dans un même plan de déploiement, un premier (51) des au moins un panneau (51, 52, 53) étant relié à l'emplanture (60). Selon l'invention, l'ensemble déployable (11) comprend un dispositif de retenue (70) piloté par la rotation de l'emplanture (60) par rapport à la structure porteuse (50) et configuré pour réguler le déploiement des au moins un panneau (51, 52, 53) pendant la phase de déploiement et pour se déconnecter à un instant prédéterminé de la phase de déploiement ou en configuration déployée.

Description

@) Titulaire(s) : THALES.
® Mandataire(s) : MARKS & CLERK FRANCE Société en nom collectif.
® ENSEMBLE DEPLOYABLE ET PROCEDE DE DEPLOIEMENT ET DE POINTAGE D'UN TEL ENSEMBLE.
FR 3 065 946 - A1 (® L'invention concerne un ensemble déployable (11) comprenant:
une structure porteuse (50) comprenant une emplanture motorisée (60) mobile en rotation par rapport à la structure porteuse (50) selon un premier axe de rotation (20), au moins un panneau (51, 52, 53), chacun des au moins un panneau (51, 52, 53) étant apte à passer lors d'une phase de déploiement d'une configuration stockée dans laquelle les au moins un panneau (51,52, 53) sont repliés à une configuration déployée, dans laquelle les au moins un panneau sont disposés sensiblement dans un même plan de déploiement, un premier (51) des au moins un panneau (51,52, 53) étant relié à l'emplanture (60).
Selon l'invention, l'ensemble déployable (11) comprend un dispositif de retenue (70) piloté par la rotation de l'emplanture (60) par rapport à la structure porteuse (50) et configuré pour réguler le déploiement des au moins un panneau (51,52, 53) pendant la phase de déploiement et pour se déconnecter à un instant prédéterminé de la phase de déploiement ou en configuration déployée.
Figure FR3065946A1_D0001
Figure FR3065946A1_D0002
Figure FR3065946A1_D0003
ENSEMBLE DEPLOYABLE ET PROCEDE DE DEPLOIEMENT ET DE POINTAGE D’UN TEL ENSEMBLE
La présente invention concerne le domaine des dispositifs articulés destinés à être placés sur une charge utile mise en orbite terrestre. Plus particulièrement, l'invention se rapporte au domaine des satellites comprenant des structures à déployer tels que des panneaux pour générateurs solaires. Enfin l'invention concerne les dispositifs ayant deux phases de vies dont la première phase comprend le déploiement d’un ou plusieurs panneaux dans l'espace et dont la seconde phase de vie comprend le pointage de ces panneaux vers une cible pendant le vol en orbite.
L’invention est décrite dans un environnement spatial en utilisation sur un satellite. Bien évidemment, l’invention peut également s’appliquer à tout autre domaine nécessitant le déploiement d’un ou plusieurs panneaux et éventuellement son orientation ultérieure.
Actuellement, lorsque les satellites sont placés en orbite autour de la terre, ils nécessitent une phase de déploiement des panneaux porteurs de générateurs solaires ou d'antennes selon la mission. Cette phase est particulièrement critique car elle conditionne la réussite de la mission.
L'ensemble des panneaux est une structure qui forme un bras articulé. Ces panneaux sont joints par des articulations de l'emplanture jusqu'au bout du bras articulé.
La structure comprenant l’ensemble des panneaux initialement repliée se déploie selon une cinématique et une vitesse déterminée. Tous les angles entre deux panneaux consécutifs s'ouvrent selon une loi déterminée par le mécanisme de conjugaison. II s’agit de la phase de déploiement lors de laquelle les panneaux passent d’une configuration stockée à une configuration déployée.
Afin de déployer la structure par rapport au reste du satellite, un moteur est généralement situé à l'emplanture, c'est-à-dire au niveau de la première articulation qui joint la charge utile du satellite et le premier panneau.
La première phase de vie du satellite correspond à la mise sur orbite et au déploiement de ses panneaux et la seconde phase de vie correspond à la mission elle-même, dans laquelle les panneaux auront une mobilité propre.
Une fois la structure déployée, il peut être nécessaire, tout au long de la durée de vie du satellite, de pointer les panneaux vers une cible. Dans cette seconde phase de vie, le déploiement de la structure étant réalisé, il est nécessaire selon les missions de pointer la structure selon une direction d'une cible. Par exemple, il peut s'agir du soleil, si la structure comprend des générateurs solaires tels que des panneaux solaires, ou bien d'une région géographique sur la planète dans le cas d'une antenne ou bien un point précis de l'espace selon les besoins.
De manière à sécuriser la phase de déploiement, généralement elle est dissociée de la phase correspondante à la mission. Actuellement, les moyens moteurs utilisés dans chaque phase de vie sont cloisonnés par sécurité. Notamment, le moteur qui permet d'articuler les panneaux pour pointer une cible est différent du moteur qui permet le déploiement de la structure. Les moyens moteurs sont différents selon la phase de vie car les mécanismes d'articulations des deux phases (déploiement des panneaux de la configuration stockée à la configuration déployée et orientation des panneaux en configuration déployée) sont différents.
Généralement, le déploiement des panneaux avec une cinématique particulière est motorisé par exemple par une articulation passive (de type ressort). En fin de phase de déploiement, des cliquets tombent sur les articulations entre les panneaux pour en garantir la raideur. L’ensemble est alors en configuration déployée.
Mais en fin de déploiement, quand les cliquets basculent pour verrouiller les liaisons entre les panneaux, des chocs de verrouillage remontent sur toute la ligne de raideur de l’ensemble des panneaux. Etant donné la dimension des panneaux à déployer, un moteur supplémentaire est nécessaire pour réguler le déploiement des panneaux et ainsi limiter ces chocs.
Un inconvénient des solutions de l'art antérieur est l'encombrement, la masse et les commandes satellite nécessaires pour ce premier moteur pour réguler le déploiement des panneaux de la structure et d'un second moteur pour pointer la structure déployée vers une cible.
Un but de l’invention est de pallier aux inconvénients précités en utilisant une unique motorisation pour permettre le déploiement des panneaux et la régulation du déploiement pendant la phase de déploiement ainsi que l’orientation des panneaux en configuration déployée.
A cet effet, l’invention a pour objet un ensemble déployable comprenant une structure porteuse comprenant une emplanture motorisée mobile en rotation par rapport à la structure porteuse selon un premier axe de rotation, au moins un panneau, chacun des au moins un panneau étant 15 apte à passer lors d’une phase de déploiement d’une configuration stockée dans laquelle les au moins un panneau sont repliés à une configuration déployée, dans laquelle les au moins un panneau sont disposés sensiblement dans un même plan de déploiement, un premier des au moins un panneau étant relié à l’emplanture, et comprenant un dispositif de retenue 20 piloté par la rotation de l’emplanture par rapport à la structure porteuse et configuré pour réguler le déploiement des au moins un panneau pendant la phase de déploiement et pour se déconnecter à un instant prédéterminé de la phase de déploiement ou en configuration déployée.
Avantageusement, le dispositif de retenue comprend une première pièce fixée sur la structure porteuse et une deuxième pièce fixée sur l’emplanture coopérant avec la première pièce pendant la phase de déploiement.
Selon un mode de réalisation, la première pièce est une came, la deuxième pièce est un suiveur de came, le dispositif de retenue comprend en outre un câble relié au suiveur de came et à chacun des panneaux, et la forme de la came est configurée pour avoir une course permettant au suiveur de came de libérer le câble pendant la phase de déploiement.
Selon un mode de réalisation, la came a une première et une seconde extrémités, le suiveur de came a une première et une seconde extrémités, mobile en rotation par rapport à l’emplanture selon un troisième axe sensiblement parallèle au premier axe de rotation au niveau de la première extrémité du suiveur de came, la première extrémité du suiveur de came comprenant un enrouleur du câble, la seconde extrémité étant configurée pour glisser, du fait de la mise en rotation de l’emplanture, depuis la première extrémité de la came vers la seconde extrémité de la came pendant la phase de déploiement, permettant d’entraîner en rotation la première extrémité du suiveur de came de sorte à dérouler le câble afin de réguler le déploiement des panneaux, et pour se déconnecter de la came au niveau de la seconde extrémité de la came à un instant prédéterminé de la phase de déploiement ou en configuration déployée.
Avantageusement, la première et la seconde extrémités sont confondues.
Avantageusement, la came est de forme un arc de cercle, et la distance entre le premier axe de rotation et la première extrémité de la came est supérieure à la distance entre le premier axe de rotation et la seconde extrémité de la came.
Selon un autre mode de configuration, les au moins un panneau sont configurés pour passer de la configuration stockée à la configuration déployée par rotation autour d’un quatrième axe de rotation sensiblement perpendiculaire au premier axe de rotation à l’aide d’un couple ressort, la première pièce est une crémaillère, la deuxième pièce est une roue dentée engrenant sur la crémaillère reliée au quatrième axe de rotation, et la crémaillère est configurée pour avoir une course permettant à la roue dentée de générer une force régulant le déploiement des au moins un panneau pendant la phase de déploiement.
Avantageusement, la crémaillère est de forme un arc de cercle.
Selon un autre mode de réalisation, la came a une première et une seconde extrémités, le suiveur de came est mobile en rotation par rapport à l’emplanture selon un quatrième axe sensiblement perpendiculaire au premier axe de rotation, le suiveur de came étant relié à un doigt relié au câble, le suiveur de came étant configuré pour glisser, du fait de la mise en rotation de l’emplanture, depuis la première extrémité de la came vers la seconde extrémité de la came pendant la phase de déploiement, permettant d’entraîner en rotation le doigt de sorte à dérouler le câble afin de réguler le déploiement des panneaux, et pour se déconnecter de la came au niveau de la seconde extrémité de la came à un instant prédéterminé de la phase de déploiement ou en configuration déployée.
L’invention concerne aussi un satellite comprenant au moins un tel ensemble déployable.
L’invention concerne aussi un procédé de déploiement et de pointage d’un tel ensemble déployable comprenant les étapes suivantes :
• Déploiement, par la mise en rotation de l’emplanture motorisée, des au moins un panneau et régulation simultanée du déploiement des au moins un panneau par le dispositif de retenue pendant la phase de déploiement, • Déconnexion du dispositif de retenue à un instant prédéterminé de phase de déploiement, • Pointage, par la mise en rotation de l’emplanture motorisée, des au moins un panneau en configuration déployée vers une cible prédéterminée.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’aide de la description qui suit, faite en regard des dessins annexés dans lesquels :
• les figures 1A, 1B, 1C, 1D représentent schématiquement la phase de déploiement des panneaux d’un ensemble déployable selon l’invention;
• les figures 2A, 2B, 2C, 2D représentent schématiquement un ensemble déployable avec un premier mode de réalisation du dispositif de retenue selon l’invention ;
• les figures 3A, 3B, 3C, 3D représentent le dispositif de retenue du premier mode de réalisation selon l’invention à différents stades de la phase de déploiement;
• les figures 4A et 4B représentent schématiquement un ensemble déployable avec un deuxième mode de réalisation du dispositif de retenue selon l’invention ;
• la figure 5 représente schématiquement un satellite comprenant au moins un ensemble déployable selon l'invention ;
• la figure 6 représente les étapes du procédé de déploiement et de pointage d’un ensemble déployable selon l'invention, • les figures 7A, 7B, 7C, 7D représentent schématiquement un autre mode de réalisation du dispositif de retenue selon l’invention, • les figures 8A, 8B, 8C, 8D, 8E représentent schématiquement un autre mode de réalisation du dispositif de retenue selon l’invention, • les figures 9A, 9B, 9C, 9D, 9E représentent schématiquement un autre mode de réalisation du dispositif de retenue selon l’invention.
La figure 1 représente schématiquement la phase de déploiement des panneaux d’un ensemble déployable 10 selon l’invention. L’ensemble déployable 10 comprend une structure porteuse 50 comprenant une emplanture 60 motorisée mobile en rotation par rapport à la structure porteuse 50 selon un premier axe de rotation 20, au moins un panneau 51, 52, 53, 54, chacun des au moins un panneau 51, 52, 53, 54 pouvant être relié au panneau adjacent par une charnière définissant un axe de rotation intermédiaire. Chacun des panneaux 51, 52, 53, 54 est apte à passer lors d’une phase de déploiement d’une configuration stockée (étape 1A de la figure 1) dans laquelle les au moins un panneau 51, 52, 53, 54 sont repliés, par exemple les uns sur les autres, à une configuration déployée (étape 1D de la figure 1), par exemple par rotation des panneaux 51, 52, 53, 54 autour des axes de rotation intermédiaires respectifs, dans laquelle les au moins un panneau 51, 52, 53, 54 sont disposés sensiblement dans un même plan 30 de déploiement. Dans l’exemple présenté, l’ensemble déployable 10 selon l’invention comprend un bras 21 fixé sur l’emplanture 60 reliant les au moins un panneau 51, 52, 53, 54 à l’emplanture 60, s’étendant selon un deuxième axe 22 dans le plan de déploiement en configuration déployée. Néanmoins, l’invention s’applique de façon similaire à un ensemble déployable ne disposant pas de bras. Dans ce cas, un premier panneau 51 des au moins un panneau est relié à l’emplanture 60. Selon l’invention, l’ensemble déployable 10 comprend un dispositif de retenue 70 piloté par la rotation de l’emplanture 60 par rapport à la structure porteuse 50 et configuré pour réguler le déploiement des au moins un panneau 51, 52, 53, 54 pendant la phase de déploiement et pour se déconnecter à un instant prédéterminé de la phase de déploiement ou en configuration déployée. Lors de la conception de l’ensemble déployable selon l’invention, il peut être décidé quelle durée de la phase de déploiement on souhaite réguler, et le dispositif de retenue 70 se déconnecte lors de la phase de déploiement dans la configuration de déploiement à partir de laquelle on ne souhaite plus réguler le déploiement. Par exemple, il est possible de décider de ne réguler qu’une partie du déploiement des panneaux et laisser la fin de la phase de déploiement non régulée dès que le choc engendré est suffisamment réduit ou que la cinématique réalisée est suffisante pour éviter les obstacles voulus. Il est bien entendu possible que le dispositif de retenue 70 se déconnecte une fois en configuration déployée.
La figure 1 représente quatre panneaux 51, 52, 53, 54. L’invention s’applique également à un seul panneau, à deux panneaux, ou plus.
Le dispositif de retenue 70 comprend une première pièce 71 fixée sur la structure porteuse 50 et une deuxième pièce 72 fixée sur l’emplanture 60 coopérant avec la première pièce 71 pendant la phase de déploiement.
Les figures 2A, 2B, 2C, 2D représentent schématiquement un ensemble déployable 11 avec un premier mode de réalisation du dispositif de retenue 70 selon l’invention. Dans cet exemple, 3 panneaux sont représentés (51, 52, 53). Dans le premier mode de réalisation, la première pièce 71 du dispositif de retenue 70 est une came 81, la deuxième pièce 72 est un suiveur de came 82, et le dispositif de retenue 70 comprend en outre un câble 83 relié au suiveur de came 82 et à chacun des panneaux 51, 52, 53, et la forme de la came 81 est configurée pour avoir une course permettant au suiveur de came 82 de libérer le câble 83 pendant la première phase de rotation de l’emplanture 60 et permettre le déploiement.
La motorisation de l’emplanture motorisée 60 permet la rotation de l’emplanture 60 autour du premier axe de rotation 20 par rapport à la structure porteuse 50. Cette rotation entraîne le déploiement des panneaux 51, 52, 53 grâce à des mécanismes comme par exemple celui divulgué dans le brevet EP 2 336 031. Cette même rotation permet au dispositif de retenue 70 de réguler le déploiement des panneaux 51, 52, 53. En effet, le câble 83 relié au(x) panneau(x) exerce une force qui régule le déploiement du/des panneau(x). Le câble 83 limite le déploiement des panneaux 51, 52, 53. Autrement dit, le câble 83 permet de réguler le déploiement des panneaux pendant la phase de déploiement. Le câble exerce une force qui forme une légère opposition à ce déploiement.
Le suiveur de came 82 peut disposer d’un enrouleur de câble. Le suiveur de came 82 fixé sur l’emplanture 60 mobile en rotation autour du premier axe 20 glisse sur la came 81 fixée sur la structure porteuse 50, et selon la forme de la came 81, le suiveur de came 82 libère une certaine longueur de câble 83 autorisant, selon la longueur de câble 83 libérée, un certain déploiement des panneaux 51, 52, 53 tout en limitant leur déploiement par la force exercée par le câble 83 sur les panneaux 51, 52, 53. La configuration de la forme de la came 81 permet le contrôle de la régulation du déploiement des panneaux. Selon le type de déploiement souhaité, notamment en termes de vitesse de déploiement, il est possible d’adapter la forme de la came 81 pour y parvenir.
Avantageusement, la came 81 a une première 85 et une seconde 86 extrémités, le suiveur de came 82 a une première 87 et une seconde 88 extrémités, mobile en rotation par rapport à l’emplanture 60 selon un troisième axe 23 sensiblement parallèle au premier axe de rotation 20 au niveau de la première extrémité 87 du suiveur de came 82. La première extrémité 87 du suiveur de came 82 comprenant un enrouleur du câble 83, la seconde extrémité 88 étant configurée pour glisser, ainsi, la mise en rotation de l’emplanture 60, depuis la première extrémité 85 de la came 81 vers la seconde extrémité 86 de la came 81 pendant la phase de déploiement, permet d'entraîner en rotation la première extrémité 87 du suiveur de came 82 de sorte à dérouler le câble 83 afin de réguler le déploiement des panneaux 51, 52, 53, et pour se déconnecter de la came 81 au niveau de la seconde extrémité 86 de la came 81 en configuration déployée.
Comme représenté schématiquement sur la figure 2, la came 81 peut être de forme un arc de cercle. Par exemple, la distance entre le premier axe 20 de rotation et la première extrémité 85 de la came 81 peut être supérieure à la distance entre le premier axe de rotation 20 et la seconde extrémité 86 de la came 81.
D’autres configurations sont possibles sans sortir du cadre de l’invention. La came 81 peut par exemple avoir un profil rectiligne ou sensiblement sinusoïdal ou même ponctuel si les extrémités 85 et 86 sont confondues.
Les figures 7A, 7B, 7C, 7D représentent schématiquement cet autre mode de réalisation du dispositif de retenue selon l’invention. Comme on peut le voir sur la figure 7A, les deux extrémités 85, 86 de la came 81 se trouvent confondues. En début de la phase de déploiement (fig. 7B), le suiveur de came 82 est en contact avec la came 81. Avec la rotation de l’emplanture 60, le suiveur de came 82 va glisser le long de la came 82 (fig. 7C), et au-delà d’une rotation de l’emplanture 60 (fig. 7D), le suiveur de came 82 n’est plus en contact avec le came 81. Le dispositif de retenue 70 est alors déconnecté.
Sur les figures 2A, 2B, 2C, 2D, l’ensemble déployable 11 est représenté à différents stades 2A, 2B, 2C, 2D de la phase de déploiement. Au stade 2A, la phase de déploiement est initiée. Les panneaux 51, 52, 53 quittent leur configuration stockée pour commencer à se déployer. La seconde extrémité 88 du suiveur de came 82 coopère avec la came 81 au niveau de sa première extrémité 85. Pendant la phase de déploiement, l’emplanture motorisée 60 est en rotation autour du premier axe 20 de rotation pour permettre le déploiement des panneaux 51, 52, 53. Au stade 2B, l’emplanture motorisée 60 a tourné un peu plus, l’extrémité 88 du suiveur de came 82, du fait de la rotation de l’emplanture 60, glisse sur la came 81.
Le suiveur de came 82 opère également une rotation au niveau de son extrémité 87 dans le sens inverse au sens de rotation de l’emplanture, ce qui permet de libérer un supplément de câble 83. Le supplément de câble 83 libéré permet de réguler le déploiement des panneaux opéré du fait de la rotation de l’emplanture 60 en exerçant une force sur les panneaux, contraire à leur sens de déploiement. Au stade 2C, l’emplanture motorisé 60 a poursuivi sa rotation autour de l’axe 20. L’extrémité 88 du suiveur de came 82, du fait de la rotation de l’emplanture 60, glisse encore sur la came 81. Le suiveur de came 82 continue sa rotation au niveau de son extrémité 87 dans le sens inverse au sens de rotation de l’emplanture, pour libérer encore un supplément de câble 83 permettant de contrôler le déploiement des panneaux 51, 52, 53. Au stade 2D, les panneaux sont en configuration déployée. Le dispositif de retenue 70 est déconnecté en configuration déployée. En fin de phase de déploiement, l’extrémité 88 du suiveur de came 82, du fait de la rotation de l’emplanture 60, a glissé encore sur la came 81 jusqu’à la seconde extrémité 86 de la came 81 où le suiveur de came 82 a cessé de coopérer avec la came 81. Le suiveur de came 82 se désolidarise de la came 81 et se rabat au niveau de l’emplanture. Dans ce mouvement terminal de déconnexion, le suiveur de came 82 a terminé sa rotation au niveau de son extrémité 87 dans le sens inverse au sens de rotation de l’emplanture, de façon à libérer le supplément de câble 83 nécessaire au déploiement complet des panneaux 51, 52, 53. Par la suite, l’ensemble déployable 11 peut opérer dans sa deuxième phase de vie, c’est-à-dire qu’il peut réaliser ses opérations de pointage en configuration déployée par rotation de l’ensemble des panneaux 51, 52, 53 via l’emplanture motorisée. On peut noter qu’en configuration déployée, l’emplanture motorisée peut effectuer une rotation autour du premier axe de rotation 20 dans les deux sens sans que le suiveur de came 82 n’interagisse avec la came 81, alors que lors de la phase de déploiement, l’emplanture motorisée 60 ne tourne que dans un seul sens tel qu’indiqué sur la figure 2.
Les figures 3A, 3B, 3C, 3D représentent le dispositif de retenue du premier mode de réalisation selon l’invention à différents stades de la phase de déploiement, correspondant respectivement aux stades 2A, 2B, 2C, 2D de la figure 2. Le stade 3A correspond à la configuration stockée, l’extrémité 88 du suiveur de came 82 coopère avec la came 81 au niveau de sa première extrémité 85. Les stades 3B et 3C se situent dans la phase de déploiement des panneaux (non visibles sur ces figures). La rotation de l’emplanture motorisé 60 permet un glissement du suiveur de came 82 sur la came 81, permettant un déroulement du câble 83 et donc une ouverture régulée de l’articulation des panneaux. Le stade 3D correspond à la configuration déployée des panneaux. Lorsque l’emplanture motorisée 60 a effectué une rotation d’un certain angle (angle que l’on peut choisir selon la course souhaitée en adaptant la forme de la came 81 et du suiveur de came 82), le suiveur de came 82 se déconnecte de la came 81, permettant à l’ensemble emplanture motorisé et panneaux en configuration déployée d’effectuer ses révolutions selon l’orientation des panneaux souhaitée.
Les figures 8A, 8B, 8C, 8D, 8E représentent schématiquement un autre mode de réalisation du dispositif de retenue selon l’invention. Dans ce mode de réalisation, le suiveur de came 82 est sensiblement parallèle au premier axe de rotation 20. Le suiveur de came 82 est attaché à une pièce 90 mobile en rotation par rapport à l’emplanture 60 selon un axe 96 sensiblement parallèle à l’axe 20 et comprenant l’enrouleur de câble 83 autour de sa périphérie comme représenté sur la figure 8E. Le suiveur de came 82 est en contact avec la came 81. Avec la rotation de l’emplanture 60, le suiveur de came 82 glisse contre la came 81. La pièce 90 suit un mouvement de rotation autour de l’axe 96 et libère du câble 83 lors de sa rotation, permettant de réguler le déploiement des panneaux (figures 8B, 8C). Au-delà d’une certaine rotation de la pièce 90, le suiveur de came 82 n’est plus en contact avec la came 81. Le dispositif de retenue est alors déconnecté (figure 8D).
Les figures 4A, 4B représentent schématiquement un ensemble déployable 12 avec un deuxième mode de réalisation du dispositif de retenue selon l’invention. Sur les figures 4A et 4B, un seul panneau 51 est représenté, mais l’invention s’applique de façon similaire avec le déploiement de plusieurs panneaux. Dans ce deuxième mode de réalisation du dispositif de retenue, les au moins un panneau 51 sont configurés pour passer de la configuration stockée à la configuration déployée par rotation autour d’un quatrième axe de rotation 24 sensiblement perpendiculaire au premier axe 20 de rotation à l’aide d’un couple ressort. La première pièce 71 est une crémaillère 91, la deuxième pièce 72 est une roue dentée 92 engrenant sur la crémaillère 91 reliée au quatrième axe 24 de rotation, et la crémaillère 91 est configurée pour avoir une course permettant à la roue dentée 92 de générer une force régulant le déploiement des au moins un panneau 51 pendant la phase de déploiement. Autrement dit, la force permet de contrôler le déploiement du panneau 51, en formant une légère opposition à ce déploiement.
Lors de la phase de déploiement, un couple ressort tend à déployer le panneau 51. En se déployant, le panneau effectue une rotation autour du quatrième axe 24 de rotation. La roue dentée 92 étant reliée au quatrième axe 24 de rotation effectue également une rotation autour de cet axe. L’engrènement des dents de la roue dentée 92 sur la crémaillère 91 génère une force qui limite la rotation de la roue dentée 92 et donc la rotation du quatrième axe 24, c’est-à-dire la rotation du panneau. Ainsi, en coopérant entre elles, la crémaillère 91 et la roue dentée 92 régulent le déploiement du panneau 51. Cette régulation du déploiement peut être adaptée selon la cinématique de déploiement souhaitée. II est possible notamment d’adapter le type de dentures et/ou l’angle de pression des dents.
Sur les figures 4A et 4B, la crémaillère 91 est de forme un arc de cercle. Néanmoins l’invention s’applique aussi à des crémaillères avec d’autres formes possibles.
De manière générale, le dispositif de retenue 70 permet de définir la position relative de l’emplanture 60 par rapport à la structure porteuse 50. Le dispositif de retenue 70 peut aussi être constitué par un capteur piloté électroniquement qui repère la position de l’emplanture par rapport à la structure porteuse 50 et libère un câble en fonction du positionnement de l’emplanture déterminant un niveau de déploiement des panneaux avec une cinématique préalablement définie.
D’autres modes de réalisation sont envisageables sans sortir du cadre de l’invention. Les figures 9A, 9B, 9C, 9D, 9E représentent schématiquement un autre mode de réalisation du dispositif de retenue selon l’invention. Dans ce mode de réalisation du dispositif de retenue, le dispositif de retenue est configuré pour passer d’une position initiale (figure 9C) à une position déconnectée (figure 9E) à l’aide d’un couple ressort. Le suiveur de came 82 est mobile en rotation par rapport à l’emplanture 60 selon un quatrième axe 95 sensiblement perpendiculaire au premier axe de rotation 20. Le suiveur de came 82 est relié à un doigt 94 relié au câble 83 comme représenté sur la figure 9A. Le suiveur de came 82 est en contact avec la came 81. Avec la rotation de l’emplanture 60, le suiveur de came 82 glisse contre la came 81. Lors de la phase de déploiement, un couple ressort tend à redresser le suiveur de came 82 (figure 9D). Le doigt 94 suit un mouvement de rotation autour de l’axe 95 perpendiculaire au premier axe de rotation 20 et libère du câble 83, permettant de réguler le déploiement des panneaux (figures 9C, 9D, 9E). Au-delà d’une certaine rotation de la pièce 92, le suiveur de came 82 n’est plus en contact avec la came 81. Le dispositif de retenue est alors déconnecté (figure 9E).
La figure 5 représente schématiquement un satellite comprenant au moins un ensemble déployable selon l'invention. L’ensemble déployable comprend le bras 21 fixé sur l’emplanture du satellite 110, l’emplanture étant motorisée par l’intermédiaire par exemple d’un moteur d’entraînement en rotation. Comme expliqué précédemment, le bras 21 n’est pas obligatoire et l’invention concerne aussi le cas où le premier panneau est relié à l’emplanture. Sur la figure 5, le satellite 110 comprend deux ensembles déployables. Les deux ensembles déployables sont positionnés de part et d’autre du satellite 110. Les panneaux en configuration déployée sont positionnés selon une forme de I par rapport au satellite 110, c’est-à-dire que sa direction principale longitudinale est dans le prolongement du bras 21. Les panneaux en configuration peuvent également être positionnés selon une forme de T par rapport au satellite 110, c’est-à-dire que sa direction principale longitudinale est perpendiculaire au bras 21, en adaptant le dispositif de retenue de façon à permettre un déploiement régulé des panneaux selon cette direction.
Sur la figure 5, le satellite 110 comprend deux ensembles déployables. II s’agit d’un exemple et on ne sort pas du cadre de l’invention si on considère un satellite avec un seul ensemble déployable ou plusieurs ensembles déployables.
La figure 6 représente les étapes du procédé de déploiement et de pointage d’un ensemble déployable selon l'invention. Le procédé comprend les étapes suivantes :
• Déploiement, par la mise en rotation de l’emplanture motorisée, des au moins un panneau (étape 100) et régulation simultanée du déploiement des au moins un panneau par le dispositif de retenue pendant la phase de déploiement (étape 101), • Déconnexion du dispositif de retenue à un instant prédéterminé de phase de déploiement (étape 102), • Pointage, par la mise en rotation de l’emplanture motorisée, des au moins un panneau en configuration déployée vers une cible prédéterminée (étape 103).
L’ensemble déployable selon l’invention déploie les panneaux et régule le déploiement des panneaux pendant la phase de déploiement grâce à l’unique motorisation. Lors de la phase de déploiement, la rotation de l’emplanture motorisée, et donc des panneaux qui passent de leur configuration stockée à leur configuration déployée, se fait dans un unique sens de rotation. Et une fois l’ensemble déployable en configuration déployée, l’orientation des panneaux se fait par la même et unique motorisation. En configuration déployée, la rotation de l’emplanture motorisée, et donc de l’ensemble de panneaux, peut se faire dans les deux sens. L’utilisation d’une unique motorisation résulte en un gain en termes de masse et d’encombrement de l’ensemble déployable.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Ensemble déployable (10, 11, 12, 13, 14, 15) comprenant :
    • une structure porteuse (50) comprenant une emplanture motorisée (60) mobile en rotation par rapport à la structure porteuse (50) selon un premier axe de rotation (20), • au moins un panneau (51, 52, 53, 54), chacun des au moins un panneau (51, 52, 53, 54) étant apte à passer lors d’une phase de déploiement d’une configuration stockée dans laquelle les au moins un panneau (51, 52, 53, 54) sont repliés à une configuration déployée, dans laquelle les au moins un panneau sont disposés sensiblement dans un même plan de déploiement (30), un premier (51) des au moins un panneau (51, 52, 53, 54) étant relié à l’emplanture (60), caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de retenue (70) piloté par la rotation de l’emplanture (60) par rapport à la structure porteuse (50) et configuré pour réguler le déploiement des au moins un panneau (51, 52, 53, 54) pendant la phase de déploiement et pour se déconnecter à un instant prédéterminé de la phase de déploiement ou en configuration déployée.
  2. 2. Ensemble déployable (10, 11, 12, 13, 14, 15) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de retenue (70) comprend une première pièce (71) fixée sur la structure porteuse (50) et une deuxième pièce (72) fixée sur l’emplanture (60) coopérant avec la première pièce (71) pendant la phase de déploiement.
  3. 3. Ensemble déployable (10, 11, 13, 14, 15) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première pièce (71) est une came (81), en ce que la deuxième pièce (72) est un suiveur de came (82), en ce que le dispositif de retenue (70) comprend en outre un câble (83) relié au suiveur de came (82) et à chacun des panneaux (51, 52, 53, 54), et en ce que la forme de la came (81) est configurée pour avoir une course permettant au suiveur de came (82) de libérer le câble (83) pendant la phase de déploiement.
  4. 4. Ensemble déployable (10, 11, 13, 14) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la came (81) a une première (85) et une seconde (86) extrémités, en ce que le suiveur de came (82) a une première (87) et une seconde (88) extrémités, mobile en rotation par rapport à l’emplanture (60) selon un troisième axe (23) sensiblement parallèle au premier axe de rotation (20) au niveau de la première extrémité (87) du suiveur de came (82), la première extrémité (87) du suiveur de came (82) comprenant un enrouleur du câble (83), la seconde extrémité (88) étant configurée pour glisser, du fait de la mise en rotation de l’emplanture (60), depuis la première extrémité (85) de la came (81) vers la seconde extrémité (86) de la came (81) pendant la phase de déploiement, permettant d’entraîner en rotation la première extrémité (87) du suiveur de came (82) de sorte à dérouler le câble (83) afin de réguler le déploiement des panneaux (51, 52, 53, 54), et pour se déconnecter de la came (81) au niveau de la seconde extrémité (86) de la came (81) à un instant prédéterminé de la phase de déploiement ou en configuration déployée.
  5. 5. Ensemble déployable (13) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première (85) et la seconde (86) extrémités sont confondues.
  6. 6. Ensemble déployable (10, 11, 14, 15) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la came (81) est de forme un arc de cercle, et en ce que la distance entre le premier axe de rotation (20) et la première extrémité (85) de la came (81) est supérieure à la distance entre le premier axe de rotation (20) et la seconde extrémité (86) de la came (81).
  7. 7. Ensemble déployable (10, 12) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les au moins un panneau (51, 52, 53, 54) sont configurés pour passer de la configuration stockée à la configuration déployée par rotation autour d’un quatrième axe de rotation (24) sensiblement perpendiculaire au premier axe de rotation (20) à l’aide d’un couple ressort, en ce que la première pièce (71) est une crémaillère (91), en ce que la deuxième pièce (72) est une roue dentée (92) engrenant sur la crémaillère (91) reliée au quatrième axe de rotation (24), et en ce que la crémaillère (91) est configurée pour avoir une course permettant à la roue dentée (92) de générer une force régulant le déploiement des au moins un panneau (51, 52, 53, 54) pendant la phase de déploiement
  8. 8. Ensemble déployable (10, 12) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la crémaillère (91) est de forme un arc de cercle.
  9. 9. Ensemble déployable (15) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la came (81) a une première (85) et une seconde (86) extrémités, en ce que le suiveur de came (82) est mobile en rotation par rapport à l’emplanture (60) selon un quatrième axe (95) sensiblement perpendiculaire au premier axe de rotation (20), le suiveur de came (82) étant relié à un doigt (94) relié au câble (83), le suiveur de came (82) étant configuré pour glisser, du fait de la mise en rotation de l’emplanture (60), depuis la première extrémité (85) de la came (81) vers la seconde extrémité (86) de la came (81) pendant la phase de déploiement, permettant d’entraîner en rotation le doigt (94) de sorte à dérouler le câble (83) afin de réguler le déploiement des panneaux (51, 52, 53, 54), et pour se déconnecter de la came (81) au niveau de la seconde extrémité (86) de la came (81) à un instant prédéterminé de la phase de déploiement ou en configuration déployée.
  10. 10. Satellite (110) comprenant au moins un ensemble déployable (10, 11, 12) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  11. 11. Procédé de déploiement et de pointage d’un ensemble déployable (10, 11, 12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
    • Déploiement, par la mise en rotation de l’emplanture motorisée, des au moins un panneau (étape 100) et régulation simultanée du déploiement des au moins un panneau par le dispositif de retenue pendant la phase de déploiement (étape 101), • Déconnexion du dispositif de retenue à un instant prédéterminé de phase de déploiement (étape 102), • Pointage, par la mise en rotation de l’emplanture motorisée, des au moins un panneau en configuration déployée vers une cible prédéterminée (étape 103).
    A/12
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