FR2768400A1 - Dispositif de verrouillage temporaire de panneaux d'un generateur solaire l'un a l'autre pour le sequencement du deploiement de ces panneaux - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un véhicule spatial comportant un générateur solaire formé d'un ensemble de panneaux montés mobiles en pivotement de manière à pouvoir passer d'une configuration de gerbage, dans laquelle les panneaux sont empilés les uns sur les autres, à une configuration déployée, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de verrouillage (61') adapté à verrouiller temporairement en pivotement l'un à l'autre deux panneaux (1, 6) de l'ensemble et comportant un élément de libération du dispositif, un troisième panneau (5) de l'ensemble étant pourvu d'un élément d'actionnement fixé à cet élément de libération de manière à déverrouiller le dispositif de verrouillage (61') suite à un pivotement relatif entre le troisième panneau (5) et un premier (1) des deux panneaux d'un angle prédéterminé.

Description

La présente invention a trait, d'une manière générale1 au déploiement des panneaux de générateur solaire d'un véhicule spatial, tel qu'un satellite en orbite autour de la terre.

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 précédentes grâce à un revêtement aux propriétés adéquates;
- des panneaux utilisés pour leurs caractéristiques thermo-optiques de surface (dissipateurs thermiques).

Les panneaux d'un générateur peuvent être répartis selon des configurations très diverses. II s'agit classiquement d'une succession longitudinale, parallèle à une direction s'éloignant du corps du véhicule spatial et autour de laquelle le générateur est destiné à tourner pour suivre le soleil.

Toutefois, pour augmenter la puissance électrique disponible, il a été proposé de disposer, en plus des panneaux précédents, des panneaux supplémentaires latéraux. On connaît aussi des configurations dans lesquelles les panneaux sont disposés selon une direction transversale, c'est-à-dire selon une direction transversale à la direction longitudinale précitée selon laquelle s'étend l'étrier ou bras d'éloignement (yoke en anglais) qui relie le générateur au corps du véhicule spatial, et autour de laquelle le générateur est adapté à tourner pour suivre le soleil.

Lors du lancement, chaque générateur est replié et ses panneaux sont empilés les uns sur les autres dans une configuration appelée configuration gerbée ou de gerbage.

La mise en service opérationnelle du générateur, par exemple lorsque le véhicule est un satellite mis sur son orbite de service, impose de déplier l'empilement de panneaux: on parle alors de dégerbage.

Pour éviter que, lors de ce déploiement, les panneaux puissent s'entrechoquer et se détériorer, au risque de pénaliser la suite de la mission du véhicule spatial, un séquencement précis doit être mis au point et réalisé avec précision.

Ainsi que cela ressort notamment du document EP-A-0754625, ce séquencement peut être assuré par des éléments courbes formant ressort, dont une extrémité est fixée à un premier panneau et dont l'autre extrémité vient en appui sur un second panneau adjacent, pour le maintenir en position empilé aussi longtemps qu'il se trouve sur le trajet de déploiement de ce second panneau adjacent. Ainsi, lorsque ledit premier panneau a effectué son déploiement et ne se trouve plus sur le trajet de déploiement du panneau adjacent, ce dernier est libre de se déployer.

II n'est donc pas à exclure que des mouvements parasites puissent libérer le second panneau de la contrainte de l'élément formant ressort avant que le premier panneau ne se trouve en dehors du trajet de déploiement de ce second panneau. Par ailleurs, de tels éléments formant ressort sont susceptibles de générer des forces de frottement sur les panneaux sur lesquels ils viennent en appui. De plus, ils ne peuvent être utilisés que pour un séquencement de panneaux qui, en position empilée, sont adjacentes.

Des câbles sont par ailleurs prévus pour synchroniser les mouvements entre certains panneaux. L'utilisation de tels câbles est cependant susceptible de constituer une source de panne unique, sans possibilité de redondance, si par exemple ils se coincent. En outre, le déploiement synchronisé des divers mouvements peut se révéler difficile à mettre au point.

Une autre solution connue consiste à prévoir un séquencement électrique, avec mise en oeuvre de dispositifs pyrotechniques situés sur les panneaux successifs et chargés de rompre les liaisons retenant les panneaux en configuration de gerbage. Cette solution a toutefois comme inconvénients que le déclenchement de tels dispositifs est généralement une source de pollution affectant les performances ultérieures des panneaux, ainsi qu'une source de vibrations brutales obligeant à donner aux panneaux et à leurs liaisons une forte rigidité, d'où un poids important. Les mécanismes pyrotechniques nécessitent également la mise en oeuvre de câbles de transmission d'ordre qui génèrent des couples résistants de câblage importants. Enfin, les dispositifs pyrotechniques sont généralement lourds et encombrants.

La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients précités, grâce à la mise en oeuvre de dispositifs mécaniques (donc non polluants), qui soient simples et donc fiables, peu encombrants et de poids modéré et n'ajoutant pas de couple résistant sensible à celui des articulations reliant les panneaux entre eux.

Suivant un premier aspect, I'invention propose à cet effet un véhicule spatial comportant un générateur solaire formé d'un ensemble de panneaux montés mobiles en pivotement de manière à pouvoir passer d'une configuration de gerbage, dans laquelle les panneaux sont empilés les uns sur les autres, à une configuration déployée, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de verrouillage adapté à verrouiller temporairement en pivotement l'un à l'autre deux panneaux de l'ensemble et comportant un élément de libération du dispositif, un troisième panneau de l'ensemble étant pourvu d'un élément d'actionnement fixé à cet élément de libération de manière à déverrouiller le dispositif de verrouillage suite à un pivotement relatif entre le troisième panneau et un premier des deux panneaux d'un angle prédéterminé.

Selon des dispositions préférées, éventuellement combinées et relatives à ce premier aspect de la présente invention:
- lesdits deux panneaux sont reliés l'un à l'autre par une première articulation reliant des premiers bords parallèles de ces panneaux, le premier panneau est relié au troisième panneau par une seconde articulation reliant des seconds bords parallèles de ces panneaux, le dispositif de verrouillage étant monté à distance des premiers bords, mais à proximité des seconds bords, I'élément d'actionnement étant également disposé à proximité de ces seconds bords;
- lesdits deux panneaux sont adjacents;
- lesdits deux panneaux sont séparés par un panneau additionnel;
- le dispositif de verrouillage est en outre adapté à verrouiller temporairement en pivotement un quatrième panneau au premier panneau, le déverrouillage du dispositif de verrouillage, suite à un pivotement relatif entre le troisième panneau et le premier panneau de l'angle prédéterminé, entraînant également la libération du quatrième panneau;
- I'articulation comprend au moins une bande élastique préformée à section en arc de cercle, solidaire de chacun des panneaux à relier par ses deux extrémités, deux ferrures aptes à être solidarisées de chacun des deux panneaux sur lesquels sont fixées les extrémités de chaque bande élastique, les ferrures comportant des surfaces cylindriques convexes aptes à rouler l'une sur l'autre, sous l'action d'au moins deux organes souples, les extrémités de chacun de ces organes étant fixées respectivement sur chacune des ferrures, de telle sorte que ces organes passent en se croisant entre lesdites surfaces cylindriques, un moyen de mise en tension étant prévu pour exercer une précontrainte de traction sur chacun desdits organes;
- le dispositif de verrouillage comporte une lame élastique coopérant avec un ergot;
- l'ergot est recourbé;
- I'élément de libération est un câble;
- L'angle prédéterminé est d'environ 90" ou d'environ 1800;
- le véhicule comporte un bras d'éloignement reliant l'ensemble des panneaux au corps du véhicule spatial et, partant du bras d'éloignement, en configuration déployée, un premier étage comportant un panneau unique ; au moins un étage intermédiaire comportant au moins trois panneaux et un étage final comportant au moins un panneau.

Selon un autre aspect de l'invention, éventuellement indépendant de ce qui précède, I'invention concerne la configuration à donner au bras d'éloignement qui relie l'ensemble des panneaux au corps du véhicule spatial, lors du déploiement de ces panneaux.

En effet, ce bras d'éloignement est en pratique, dans la configuration de gerbage, replié contre une surface du corps du véhicule spatial, pris en sandwich entre cette surface et l'empilement des panneaux constituant le générateur. Au moment où l'on souhaite déployer les panneaux solaires, on cherche généralement à éloigner le plus tôt possible l'empilement des panneaux pour minimiser le risque que, lors de leur déploiement, ils puissent venir en contact avec le corps du véhicule et d'éventuels équipements vitaux du véhicule (antennes...).

Cela a toutefois comme inconvénient que tous les efforts subis par les panneaux au cours du déploiement sont transmis au corps du véhicule par l'intermédiaire du moteur d'entraînement qui sera chargé, en service, de faire tourner le générateur pour suivre le soleil. La présente invention a également pour objet de pallier cet inconvénient.

Elle propose à cet effet un véhicule spatial comportant un bras d'éloignement reliant l'ensemble des panneaux au corps du véhicule et un dispositif de gerbage partiel pour retenir le bras d'éloignement contre la surface du corps pendant le déploiement de la majorité de l'empilement de panneaux, une butée étant ménagée sur ladite surface de manière à coopérer avec une zone d'appui du premier des panneaux qui est mobile à partir du bras d'éloignement, pour limiter à une valeur intermédiaire le déploiement de ce premier panneau mobile.

On appréciera qu'ainsi les efforts apparaissant au cours du déploiement sont transmis au corps par l'intermédiaire des appuis servant à maintenir le bras d'éloignement pendant toutes les phases précédentes (y compris le lancement), en préservent ainsi le moteur d'entraînement en rotation du générateur. Cela a été rendu possible par la présence d'une butée qui limite temporairement le déploiement du premier panneau mobile pour s'assurer que ce qui suit le bras d'éloignement encore gerbé et un éventuel petit nombre de panneaux, se déploie en ayant déjà la direction générale voulue en fin de déploiement complet.

La présente invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant aux dessins annexés, sur lesquels:
- les figures 1 à 17 sont des vues schématiques en élévation latérale (figures 1 à 3, à 9 11, 13 et 14, et de face (figures 4 à 8, 12 et à 17) représentant le déploiement d'un ensemble de panneaux d'un générateur solaire d'un véhicule spatial;
- les figures 18a et 18b sont des vues schématiques en élévation latérale illustrant le fonctionnement d'un dispositif de verrouillage temporaire mis en oeuvre pour un sous-ensemble de panneaux faisant partie de l'ensemble de panneaux représenté sur les figures 1 à 17;
- les figures 19a et 19b sont des vues schématiques de face illustrant le fonctionnement d'un autre dispositif de verrouillage temporaire mis en oeuvre pour un sous-ensemble de panneaux faisant partie de l'ensemble de panneaux représentés sur les figures 1 à 17;
- les figures 20a et 20b sont des vues schématiques en élévation latérale illustrant encore un autre dispositif de verrouillage temporaire, également mis en oeuvre pour un sous-ensemble de panneaux faisant partie de l'ensemble de panneaux représenté sur les figures 1 à 17;
- la figure 21 est une vue en perspective très schématique représentant la configuration déployée de l'ensemble de panneaux des figures 1à17;
- les figures 22 à 24 sont des vues en élévation latérale très schématiques représentant les dernières étapes du déploiement d'un ensemble de panneaux d'un générateur solaire d'un véhicule spatial suivant une variante de la présente invention.

Les figures 1 à 3, 9 à 11, 13 et 14 représentent, très schématiquement et très partiellement, un corps Il (zone hachurée) d'un véhicule spatial 10', tel qu'un satellite, sur un côté duquel est monté un générateur solaire 12. Le second générateur solaire du véhicule spatial 10', symétrique au générateur 12, par rapport au corps 11, n'a pas été représenté sur les figures, par souci de clarté. Pour la même raison, le corps 11 n'a pas été représenté sur les figures 4 à 8,12 et 15 à 17.

Le générateur 12 comporte un ensemble de panneaux rigides déployables 13, repliables le long du corps Il. Ces panneaux ont été numérotés 1 à 10 sur les figures 1 à 21.

Les panneaux sont montés mobiles en pivotement de manière à pouvoir passer d'une configuration de gerbage représentée sur la figure 1 dans laquelle les panneaux sont empilés les uns sur les autres à une configuration déployée, représentée sur la figure 21 et dans laquelle l'ensemble des panneaux est disposé sensiblement dans un même plan. Pour ce faire, les panneaux sont articulés entre eux, deux à deux, par l'intermédiaire d'articulations reliant des bords parallèles des panneaux, du type de celles décrites dans le document FR-A-2635077.

De telles articulations auto-motorisées et sans frottement sont représentées très schématiquement sur les figures 18a, 18b, 19a, 19b et 20a, 20b. On rappellera brièvement qu'une telle articulation comprend deux ferrures 14, 15 aptes à rouler l'une sur l'autre par deux surfaces cylindriques 14a, isba.

Le guidage de roulement est assuré par des organes souples tels que des lames de roulement dont les extrémités sont fixées sur les ferrures et qui passent en se croisant entre les surfaces cylindriques 14a, 15a. Un moyen de mise en tension est également prévu pour exercer une précontrainte de traction sur chacun des organes souples pour éviter tout mouvement parasite entre les ferrures. Par ailleurs, le couple moteur assurant le déploiement automatique de l'articulation, ainsi que son verrouillage en fin de course, sont assurés par des bandes élastiques reliant les deux ferrures et formées chacune de deux lames superposées. Les organes souples, moyens de mise en tension et bandes élastiques n'ont pas été représentés en détail sur les figures précitées. Pour des informations plus détaillées à ce propos, on pourra se référer au document
FR-A-2635077 susmentionné.

Ces articulations entre panneaux ont été représentées par le signe X/Y , où X et Y sont les numéros de panneaux articulés entre eux.

Plus précisément, en configuration déployée (voir figure 21), les panneaux 1 à 4 forment une succession longitudinale de panneaux centraux, parallèle à une direction s'éloignant du corps 11 du véhicule spatial. Ces panneaux 1 à 4 sont reliés entre eux deux à deux par l'intermédiaire d'articulations du type précité, reliant des premiers bords parallèles de ces panneaux, ces bords étant perpendiculaires à la direction mentionnée ci-dessus.

D'autres articulations du type précité relient des panneaux latéraux à ces panneaux centraux par des seconds bords parallèles, qui sont eux-mêmes parallèles à la direction mentionnée supra.

II s'agit en l'espèce, d'une part, des panneaux 7 à 10 qui forment, avec le panneau 3, une succession transversale de cinq panneaux et, d'autre part, des panneaux 5 et 6 qui forment, avec le panneau 1, une succession transversale de trois panneaux.

Cet ensemble de panneaux 13 est relié au corps Il au moyen d'un bras d'éloignement 17, également appelé étrier ou yoke en anglais, ce bras 17 étant relié par ses extrémités, respectivement, au corps 11 et au panneau 4 par l'intermédiaire d'une articulation du type précité.

On notera, à cet égard, que les deux générateurs solaires du véhicule spatial 10' sont reliés à deux faces opposées du corps 11 et sont symétriques l'un de l'autre, aussi bien en position repliée qu'en position déployée.

Par ailleurs, un certain nombre de tirants relient temporairement des groupes prédéterminés de panneaux de l'ensemble 13 au corps 11.

En l'espèce, six tirants de gerbage principaux, dont quatre seuls sont visibles sur les figures I à 17 et portent les repères numériques 18 à 21, relient l'ensemble des panneaux à la face 16 du corps 11, de façon à les maintenir dans une configuration de gerbage dans laquelle les panneaux sont empilés les uns sur les autres, les faces principales de ces panneaux étant chacune parallèle à la face 16.

Deux tirants de gerbage secondaires 22 et 23 relient respectivement le panneau 4 et le groupe composé des panneaux 2 à 4, et 7 à 10 à la face 16.

Chacun de ces six tirants, non représentés sur la figure 21, est temporairement lié au corps Il par une extrémité proximale et constitué, à cet effet, d'une tige présentant une zone sécable à cette extrémité proximale. Ces zones sécables, dont cinq seulement sont visibles sur les figues et portent les repères numériques 24 à 28, sont enserrées par des moyens de coupure pyrotechnique ou par composant à alliage à mémoire de forme 24' à 28', connus en soi, montés sur la face 16 pour casser les zones sécables, de façon à rompre la liaison entre le corps Il et le tirant de gerbage primaire ou secondaire correspondant.

A son extrémité distale, chacun des six tirants comporte un flasque formant tête et solidaire de la tige correspondante, seuls cinq de ces flasques étant visibles sur les figures et portent les repères numériques 29 à 33. Chacun de ces flasques 29-33 est en appui, en configuration de gerbage, contre la face principale du panneau d'extrémité distale du groupe de l'ensemble de panneaux 13 que le ou les tirants correspondants sont destinés à relier au corps 11.

Lors de la rupture de la liaison entre les tirants 18-23 et le corps 11, la coupure a pour effet d'éloigner chaque tirant du corps 11, de façon suffisante à l'extraire de tous les panneaux, sauf le dernier du groupe correspondant, c'est-à-dire le panneau d'extrémité distale de ce groupe, sur lequel il est retenu à l'aide d'une bague élastique de piégeage montée dans une douille, quatre de ces douilles étant visibles sur les figures 1 à 17 et portent les repères numériques 34 à 37. Cependant, à titre de sécurité, des ressorts d'extraction sont interposés entre les flasques et le panneau d'extrémité distale correspondant. Six de ces ressorts sont visibles sur les figures et portent les repères numériques 39 à 44. Ainsi, si l'effet de la coupure n'est pas suffisant, ces ressorts prendront le relais pour extraire les tirants des panneaux, comme mentionné supra. On observera que ces ressorts ne sont pas visibles sur les figures en configuration de gerbage, car ils sont logés sous le flasque correspondant.

Pour ramener les tiges des six tirants de gerbage principaux en face arrière du panneau les portant, à savoir le panneau 1, afin qu'ils ne génèrent pas d'ombre sur la face avant de ce panneau portant des cellules solaires, des ressorts d'escamotage sont également prévus. Quatre de ces ressorts sont visibles sur les figures et portent les repères numériques 45 à 48. Ils sont interposés entre des portées d'appui réalisées, d'une part, sur les douilles précitées et, d'autre part, sur la face arrière du panneau 1.

En dehors de la liaison par l'articulation 2/1, les panneaux 1, 5 et 6 sont liés au restant des panneaux par une attache de blocage angulaire 50 adaptée à bloquer cette partie de panneau dans une configuration de déploiement partiel, appelée configuration de transfert, comme décrit plus en détail ci-dessous.

L'attache de blocage 50 est en l'espèce un dispositif à lame élastique du type joint de Carpentier, liée de façon permanente par l'une de ses extrémités au panneau 1.

Cette attache présente, à son autre extrémité, une embase ouverte en forme de U, destinée à être serrée entre le flasque 33 et la face principale du panneau d'extrémité distale du restant de panneau en regard de ce flasque 33, à savoir le panneau 2.

Le fonctionnement de cette attache de blocage angulaire 50 sera décrit plus en détail ci-après.

On notera simplement que la configuration de transfert est, en général, mise en oeuvre lorsque le véhicule spatial se retrouve sur une orbite intermédiaire de transfert, avant d'être placé sur son orbite géostationnaire, par l'action d'un moteur d'apogée. Pendant le parcours de l'orbite de transfert et son passage de cette orbite à l'orbite géostationnaire, l'énergie nécessaire au véhicule spatial est obtenue par l'exposition au soleil de portions symétriques de chacun des deux générateurs solaires, ici les panneaux 1, 5 et 6,
I'exposition de la totalité des générateurs n'étant commandée qu'après le fonctionnement du moteur d'apogée.

Pour réaliser un séquencement de déploiement précis des panneaux, il est également prévu des systèmes à dispositifs de verrouillage temporaire, qui vont maintenant être décrits à l'appui des figures 18a, 18b, 19a, 19b et 20a, 20b.

Trois variantes de systèmes à dispositif de verrouillage temporaire sont mis en oeuvre pour assurer le séquencement précis de l'ensemble de panneaux 13. Un premier d'entre eux est représenté sur les figures 18a et 18b et porte le repère numérique 60. Il est destiné à gérer le déploiement (ouverture) du panneau 5 par rapport aux panneaux 1 et 6 et fait appel aux panneaux 1 et 2 de la façon suivante.

Le système 60 comporte un dispositif de verrouillage temporaire 61 adapté à assurer une liaison temporaire entre les panneaux 1 et 5. Ce dispositif 61 porte, d'une part, une lame élastique recourbée 62 qui est fixée au bord du panneau 1 recevant également la ferrure 15 de la charnière 14, 15 reliant ce panneau 1 au panneau 2. Il comporte, d'autre part, un ergot ou doigt de verrouillage 63 fixé sur le bord du panneau 5 qui, en configuration empilée des panneaux 1, 5 et 6 est parallèle au bord du panneau 1 sur lequel est fixé la lame élastique 61. Ainsi, en position empilée de ces trois panneaux1 cet ergot 63 est engagé dans un orifice 64 pratiqué dans la lame élastique ou lame ressort 62, à une extrémité de celleci opposée à sa partie recourbée.

Le dispositif 61 permet ainsi de verrouiller temporairement en pivotement l'un à l'autre les panneaux 1 et 5.

Afin de pouvoir déverrouiller ce dispositif et permettre le déploiement du panneau 5 par rapport aux panneaux 1 et 6, il est prévu un élément de libération du dispositif. II s'agit en l'espèce d'un câble 65 fixé, à l'une de ses extrémités, à la lame élastique 61 et à son autre extrémité, à un support 66, lui-même fixé au bord du panneau 2 recevant la ferrure 14. La fixation du câble 65 sur le support 66 est effectuée au moyen d'un embout vissé sur le support 66 et permettant un réglage micrométrique de mise à longueur du câble 65 afin de pouvoir régler l'angle de libération.

Comme on peut le voir sur les figures 18a et 18b, le système 60 est conçu de telle sorte que, lorsque le groupe de panneaux empilés 1 à 5 et 6 a pivoté d'environ 90" par rapport au panneau 2, la traction qu'exerce le câble 65 sur la lame élastique 62 est suffisante pour dégager celle-ci de l'ergot 63 et ainsi déverrouiller le dispositif 61 et rendre sa liberté de pivotement au panneau 5.

Ainsi, tant que le groupe de panneaux 1, 5 et 6 n'a pas basculé d'un certain angle, ici d'environ 90 , par rapport au panneau 2, le panneau 5 est verrouillé en pivotement par rapport au panneau 1, auquel il est également lié par une charnière à ferrure du type de celle comportant les ferrures 14 et 15.

De la sorte, le dispositif de verrouillage 61 est adapté à verrouiller temporairement en pivotement l'un à l'autre deux panneaux de l'ensemble 13, à savoir les panneaux I et 5, un troisième panneau de l'ensemble 13, à savoir le panneau 2, étant pourvu d'un élément d'actionnement, ici le support 66, fixé au câble 65 de libération du dispositif 61, de manière à déverrouiller ce dispositif 61 suite à un pivotement relatif entre le troisième panneau et l'un des deux panneaux verrouillés temporairement en pivotement, en l'espèce le panneau 1, d'un angle prédéterminé, à savoir environ 90 .

Une ouverture subséquente entre les panneaux I et 2, d'un angle supérieur à 90 , comme cela sera décrit cidessous, est possible grâce au pivotement de la lame 62 autour de sa zone d'articulation formée par sa partie recourbée.

On observera encore que dans cette variante, la liaison par charnière des trois panneaux concernés est la suivante : une première charnière relie des premiers bords parallèles des deux premiers panneaux 1 et 5 tandis qu'une seconde charnière relie de seconds bords parallèles du premier et du troisième panneau, les premiers bords étant perpendiculaires aux seconds bords. Le dispositif de verrouillage 61, quant à lui, se trouve à distance des premiers bords mais à proximité des seconds bords. Enfin, on observera en outre que, selon la nomenclature utilisée ci-dessus, les premier et deuxième panneaux et premier et troisième panneaux sont, respectivement, adjacents en configuration déployée.

Le second système à dispositif de verrouillage temporaire mis en oeuvre pour assurer le séquencement précis de l'ensemble de panneaux 13 est illustré sur les figures 19a et 19b. Ce système 60', qui sert à verrouiller temporairement en pivotement l'un à l'autre les panneaux 1 et 6, est mis en oeuvre juste après que le panneau 5 a été libéré par le système 60, le panneau 5 servant par pivotement par rapport au panneau 1 à déverrouiller le dispositif de verrouillage 61' du système 60' après avoir été libéré par le système 60.

Ce système 60' est identique au système 60, excepté le fait que le pivotement relatif requis pour déverrouiller le dispositif 61' n'est plus de 90" mais d'environ 1800 et les deux panneaux reliés par le dispositif de verrouillage 61' sont, en configuration gerbée, empilés directement l'un sur l'autre alors que pour la variante des figures 18a et 18b, les panneaux reliés entre eux (panneaux 1 et 5) étaient séparés, en configuration gerbée, par un autre panneau (le panneau 6).

Le système 60" à dispositif de verrouillage temporaire montré sur les figures 20a et 20b permet, quant à lui, de libérer simultanément deux panneaux, après que ceuxci ont été liés temporairement à un panneau commun.

Plus précisément, ce système 60" est destiné à séquencer le déploiement des panneaux 9 et 10, d'une part, et 7 et 8, d'autre part, par rapport au panneau 3, à l'aide du panneau 4.

Comme on peut le voir, ce sont ici deux panneaux (les panneaux 8 et 10) qui sont liés à un troisième panneau commun (le panneau 3) par l'intermédiaire d'un dispositif de verrouillage en pivotement temporaire 61" du système 60" et libérés simultanément lors du déverrouillage du dispositif 61".

Pour ce faire, ce dispositif 61" comporte une lame élastique 62" fixée par un prolongement 67 au panneau 3. Ce prolongement 67 est raccordé, d'un seul tenant, à la lame 62", sensiblement en son milieu, la zone de raccordement formant une ligne d'articulation autour de laquelle peut basculer la lame 62".

A ses deux extrémités opposées, la lame 62" est par ailleurs pourvue de deux orifices destinés à coopérer avec des ergots 63" et 68, respectivement. L'ergot 63" est fixé à un bord du panneau 10, dont il fait saillie perpendiculairement. L'ergot 68 est, quant à lui, fixé à un bord du panneau 8 parallèle aux bords de fixation de l'ergot 63" et de fixation du prolongement 67, en configuration de gerbage. Cet ergot 68 est, cependant, recourbé de manière à former un crochet dont l'extrémité libre pointe vers son bord de fixation.

II est encore à noter que les panneaux qui sont ici verrouillés en pivotement l'un à l'autre, ne sont pas des panneaux adjacents mais des panneaux séparés par un autre panneau. Plus précisément, comme on peut notamment le voir sur les figures 15, 16 et 21, les panneaux 8 et 10 sont respectivement séparés du panneau 3 par les panneaux 7 et 9.

En d'autres termes, les panneaux verrouillés en pivotement l'un à l'autre ne sont plus reliés directement l'un à l'autre par charnière mais par l'intermédiaire d'un autre panneau relié à chacun des deux précédents panneaux.

Le déverrouillage du dispositif 61" se fait de façon identique au dispositif 61' des figures 19a et 19b, suite à un pivotement d'environ 180C du panneau 4 par rapport au panneau 3, auquel il est relié par charnière.

Ce pivotement permet de faire basculer la lame élastique 62" et de la dégager, simultanément, des ergots 63" et 68, libérant ainsi les panneaux 8 et 10 qui peuvent ainsi passer en configuration déployée, de concert avec les panneaux 7 et 9.

Ces dispositifs de verrouillage sont bien sûr réalisés de telle manière à avoir le jeu nécessaire au débattement dynamique des panneaux, sans induire de contrainte sur les autres mécanismes mis en oeuvre. Ces dispositifs permettent d'acquérir un séquencement de déploiement préétabli d'un ou plusieurs panneaux solaires avec les avantages suivants:
i.ll n'est pas nécessaire de mettre en oeuvre d'articulation spécifique.

2. Leur fonctionnement est simple et leur aménagement aisé.

3. Leur fiabilité de fonctionnement est importante, en particulier du fait de leur fonctionnement tout-ou-rien.

4. Leur encombrement est faible et leur masse peu importante.

5.11s opposent peu d'effort résistant et l'effort nécessaire au déverrouillage est très faible, compte tenu des bras de levier et du couple de motorisation de la charnière ou articulation à ferrures 14,15.

6. Ils permettent de se dispenser de mécanismes pyrotechniques embarqués sur un panneau.

7. De multiples combinaisons d'ouverture sont possibles, permettant notamment un déploiement séquencé de générateur solaire de forme complexe.

8 Ils ne génèrent pas de frottement sur les panneaux.

Un autre aspect de la présente invention, concernant la configuration à donner au bras de déploiement 17, qui relie l'ensemble de panneaux 13 au corps 11, lors du déploiement de ces panneaux, va maintenant être décrit à l'appui des figures 11,13 et 14.

Le but de cet aspect de l'invention est de proposer un ensemble de dispositifs simples permettant d'acquérir une séquence de déploiement du générateur solaire protégeant au maximum le mécanisme d'entraînement du générateur solaire (principalement le moteur d'entraînement qui sera chargé, en service, de faire tourner le générateur pour suivre le soleil) des charges mécaniques induites lors du déploiement et minimiser le risque que, lors du déploiement, les panneaux puissent venir au contact avec le corps du véhicule et d'éventuels équipements vitaux du véhicule (antennes...).

Pour ce faire, il est tout d'abord mis en oeuvre un dispositif de gerbage partiel pour retenir au moins le bras d'éloignement 17 contre la surface du corps 11 pendant le déploiement de la majorité de l'empilement de panneaux de l'ensemble 13. Il s'agit en l'espèce du tirant secondaire 22 associé aux moyens pyrotechniques 27', qui retiennent contre le corps 11, non seulement le bras d'éloignement 17, mais également le panneau 4.

Pendant que le bras d'éloignement 17 et le panneau 4 sont retenus contre la face 16 du corps 11, les autres panneaux de l'ensemble 13 sont autorisés à effectuer leur déploiement bien que, dans le cadre du mode de réalisation présenté à l'appui des figures 1 à 21, certains panneaux ne soient pas encore complètement déployés lorsque le panneau 4 et le bras d'éloignement 17 sont libérés par actionnement des moyens pyrotechniques 27'.

II est par ailleurs mis en oeuvre une butée 70 qui est ménagée sur la face 16 du corps 11 pour limiter à une valeur intermédiaire, ici environ 90 , le déploiement du premier des panneaux qui est mobile à partir du bras d'éloignement 17, c'est-à-dire qui n'est pas retenu par le dispositif de gerbage partiel 22, 27'. Dans le cas présent, la butée 70 coopère avec une zone d'appui du panneau 3 et plus précisément une surface de butée d'une charnière à ferrures 14,15 reliée au panneau 3.

Ainsi, la limitation temporaire du déploiement du panneau 3 par rapport au panneau 4 à 90 , par rapport à l'angle de 1800 à atteindre en finalité (voir figure 14), permet le déploiement de la majorité des panneaux tout en garantissant que les efforts apparaissant au cours du déploiement sont transmis au corps 11 par l'intermédiaire des appuis (butée 70 et moyens pyrotechniques 27' intégrés à une embase d'appui) servant à maintenir le bras d'éloignement 17 pendant toutes les phases précédentes (y compris le lancement), en préservant ainsi le moteur d'entraînement en rotation du générateur.

En fait, lorsque les moyens pyrotechniques 27' sont actionnés par des moyens de commande montés à bord du véhicule spatial 10', servant également à actionner les autres moyens pyrotechniques décrits supra, les panneaux qui étaient libres de se déployer ont déjà la direction générale voulue en fin de déploiement complet (succession longitudinale de panneaux s'éloignant du corps 11) et seuls les panneaux 7 et 8, d'une part, et 9 et 10, d'autre part, doivent encore se déployer latéralement par rapport à la direction longitudinale formée par la succession longitudinale de panneaux.

On appréciera que le mécanisme d'entraînement du générateur solaire est ainsi protégé par des systèmes se caractérisant par leur simplicité de fonctionnement et d'aménagement. Leur encombrement et leur masse sont par ailleurs faibles et leur fiabilité de fonctionnement importante.

En variante, comme montré très schématiquement sur les figures 22 à 24, on peut prévoir de ne retenir que le bras d'éloignement 117 contre le corps 111, au moyen d'un tirant de gerbage secondaire 122 destiné à être sectionné par des moyens pyrotechniques 127'.

Par ailleurs, dans cette variante, le premier des panneaux qui est mobile à partir du bras d'éloignement 117, à savoir le panneau portant le repère numérique 130, est pourvu d'une butée complémentaire 131 destinée à coopérer avec la butée d'arrêt 170, pour limiter le déploiement de ce panneau 130 à 900 par rapport au bras d'éloignement 117.

Bien entendu, après actionnement des moyens pyrotechniques 127' et libération du bras d'éloignement, le bras d'éloignement 117 pourra pivoter par rapport au corps 111 et le panneau 130 pourra pivoter par rapport au bras d'éloignement 117 jusqu'à ce qu'ils fassent un angle de 1800 entre eux.

On protège ainsi aussi le moteur 140 d'entraînement du générateur solaire monté sur le corps 111.

On observera, à cet égard, que les charnières ou articulations à ferrures ont été représentées sur les figures 22 à 24 par le signe + .

Bien entendu, au contraire des modes de réalisation décrits à l'appui des figures 1 à 24, on pourra, dans un autre mode de réalisation, prévoir le déploiement longitudinal et le déploiement latéral de l'ensemble des panneaux reliés au corps 11 avant l'actionnement du dispositif de gerbage partiel.

On va maintenant décrire, à l'appui des figures 1 à 17, les différentes phases du déploiement des panneaux de l'ensemble 13.

En configuration de gerbage (figure 1), les panneaux de l'ensemble 13 sont empilés les uns sur les autres et maintenus ainsi par les tirants de gerbage primaires 18-21.

Pour passer en configuration de transfert (déploiement partiel des panneaux), les moyens de commande du véhicule spatial 10' activent les moyens de coupure pyrotechnique des tirants de gerbage primaire 18-21.

Sous l'effet de la coupure pyrotechnique, les tirants 18-21 sont éloignés de la face 16 du corps il et, par conséquent, extraient de l'ensemble des panneaux à l'aide des ressorts d'extraction 39-42, sauf du panneau d'extrémité distale de l'ensemble 13 (panneau 1), sur lequel ils sont retenus en fin de course. Cela permet à la partie ou au groupe de panneaux 1, 5 et 6 de basculer vers la configuration de transfert (figures 2 à 4), dans laquelle ce groupe fait un angle de 90C avec le restant des panneaux encore solidaires du corps 11.

L'attache de blocage angulaire 50 qui, jusqu'à présent était repliée et logée, au moins en partie, entre les panneaux, retrouve, dans cette configuration de transfert, sa forme d'origine (rectiligne), en agissant à la manière d'un mètre à ruban. Dans cette position, un verrouillage anti-retour, c'est-à-dire un retour vers la configuration de gerbage, est obtenu simplement par la rigidité du joint en compression.

A environ 85C de pivotement du panneau 1 par rapport au panneau 2, le système 60 se met à libérer le panneau 5 en déverrouillant le dispositif de verrouillage temporaire 61.

Le panneau 5 s'ouvre alors jusqu'à 1800 (figures 5 et 6), alors qu'à environ 175 d'ouverture de ce panneau 5, le système 60' situé entre les
panneaux I et 5 se met à déverrouiller le dispositif de verrouillage temporaire 61' et libérer ainsi le panneau 6.

Ensuite, le panneau 5 est verrouillé automatiquement à 1800 au moyen de la charnière à ferrures 14,15 le reliant au panneau 1.

Le panneau 6 se déploie alors jusqu'à 1800 par rapport au panneau 1, avec escamotage automatique des tirants de gerbage primaires, en face arrière du panneau 1(figures 7 et 8), sous l'action des ressorts d'escamotage 4548.

De même que le panneau 5, le panneau 6 est alors verrouillé automatiquement à 1800 par la charnière à ferrures 14, 15 qui le relie au panneau 1.

Le générateur solaire se retrouve ainsi en configuration de transfert (figures 8 et 9).

Pour quitter la configuration de transfert et passer en configuration déployée, telle qu'elle est représentée sur la figure 21, dans laquelle l'ensemble des panneaux est disposé sensiblement dans un même plan, les moyens de commande activent les moyens de coupure pyrotechniques 28', rompant ainsi la liaison entre le corps 11 et le tirant secondaire 23.

Le tirant 23 est alors lui aussi extrait du restant des panneaux par le ressort d'extraction 43, en étant toutefois retenu par le panneau d'extrémité distale du groupe de panneaux restant, à savoir le panneau 2 (figure 10).

L'embase de l'attache de blocage angulaire 50 peut alors s'échapper du tirant 23 et libérer automatiquement les panneaux 1, 5 et 6. En d'autres termes, ces panneaux 1, 5 et 6 ne sont alors plus bloqués en position par rapport au restant de panneaux et peuvent donc poursuivre leur basculement jusqu'à 1800 par rapport au panneau 2 (figure 11).

Simultanément, ce panneau 2 a pu basculer de 1800 par rapport à un autre groupe de panneaux (les panneaux 3 et 7 à 10, les panneaux 7 à 10 restant gerbés sur le panneau 3) qui, lui-même, bascule de 90" par rapport au panneau 4 encore lié au corps du fait de la présence du tirant secondaire 22.

Le panneau 3 ne peut pas basculer de plus de 90" du fait de la présence de la butée d'arrêt 70, comme cela a déjà été mentionné ciaessus.

En fait, d'une manière plus précise, le panneau 1 est d'abord verrouillé automatiquement à 1800 par la charnière à ferrures 14, 15 qui le lie au panneau 2. Puis le panneau 3 est bloqué à 90" sur la butée d'arrêt 70 et ensuite, le panneau 2 poursuit son déploiement jusqu'à 1800 par rapport au panneau 3, position dans laquelle il se retrouve verrouillé automatiquement par la charnière qui le lie au panneau 3 (figures Il et 12).

C'est alors que les moyens de commande activent les moyens pyrotechniques 27' pour couper le tirant 22 du corps 11, le ressort 44 participant à l'extraction de ce tirant. Le panneau 4 et le bras d'éloignement 17 se trouvent ainsi libérés et simultanément, le bras d'éloignement 17 va pivoter jusqu'à 90" par rapport à la face 16 du corps Il, le panneau 4 va pivoter jusqu'à faire un angle de 180C par rapport au bras d'éloignement 17 et le panneau 3 va pivoter jusqu'à faire un angle de 1800 par rapport au panneau 4 (figures 13 et 14).

Les panneaux 3 et 4 ainsi que le bras d'éloignement 17 sont alors verrouillés dans leur position respective ainsi atteinte, par le biais des charnières à ferrures correspondantes.

Par ailleurs, à 175 d'angle entre le panneau 4 et le panneau 3, le système 60" se met à déverrouiller le dispositif de déverrouillage temporaire 61", libérant ainsi simultanément les panneaux 7 à 10.

Les panneaux 7 à 10 s'ouvrent alors simultanément jusqu'à faire chacun, un angle de 1800 avec le panneau 3 (figures 15 et 16).

Enfin, les panneaux 7 à 10 sont alors, chacun, verrouillés automatiquement dans cette position par l'intermédiaire des charnières à ferrures correspondantes (figure 17).

Comme montré sur les figures 17 et 21, le générateur solaire se retrouve ainsi en configuration déployée.

Bien entendu, la présente invention ne se limite nullement aux modes de réalisation choisis et représentés, mais englobe toute variante à la portée de l'homme du métier.

En particulier, les tirants primaires et secondaires ne sont pas limités aux nombres qui ont été mentionnés cidessus.

Par ailleurs, on pourra mettre en oeuvre plusieurs charnières à ferrures entre deux panneaux.

Le nombre de panneaux du générateur n'est pas non plus limité à 10.

A cet égard, on notera que les générateurs solaires comportent généralement un premier étage avec un panneau isolé, un second étage avec 3 ou 5 panneaux, un ou plusieurs étages avant un dernier étage, lequel comporte en général 1 ou 3 panneaux.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Véhicule spatial (10') comportant un générateur solaire formé d'un ensemble de panneaux (13) montés mobiles en pivotement de manière à pouvoir passer d'une configuration de gerbage, dans laquelle les panneaux sont empilés les uns sur les autres, à une configuration déployée, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de verrouillage (61 ; 61'; 61") adapté à verrouiller temporairement en pivotement l'un à l'autre deux panneaux (1, 5; 1, 6 ; 3, 10) de l'ensemble et comportant un élément de libération (65) du dispositif, un troisième panneau (2 ; 5 ; 4) de l'ensemble étant pourvu d'un élément d'actionnement (66) fixé à cet élément de libération (65) de manière à déverrouiller le dispositif de verrouillage (61; 61'; 61") suite à un pivotement relatif entre le troisième panneau (2 ; 5 ; 4) et un premier des deux panneaux d'un angle prédéterminé.

2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits deux panneaux sont reliés l'un à l'autre par une première articulation (14, 15) reliant des premiers bords parallèles de ces panneaux, le premier panneau est relié au troisième panneau par une seconde articulation (14, 15) reliant des seconds bords parallèles de ces panneaux, le dispositif de verrouillage (61 61'; 61") étant monté à distance des premiers bords, mais à proximité des seconds bords, I'élément d'actionnement (66) étant également disposé à proximité de ces seconds bords.

3. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits deux panneaux sont adjacents.

4. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits deux panneaux sont séparés par un panneau additionnel.

5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage (61") est en outre adapté à verrouiller temporairement en pivotement un quatrième panneau au premier panneau, le déverrouillage du dispositif de verrouillage, suite à un pivotement relatif entre le troisième panneau et le premier panneau de l'angle prédéterminé, entraînant également la libération du quatrième panneau.

6. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 2, 3 et 5, caractérisé en ce que l'articulation (14, 15) comprend au moins une bande élastique préformée à section en arc de cercle, solidaire de chacun des panneaux à relier par ses deux extrémités, deux ferrures aptes à être solidarisées de chacun des deux panneaux sur lesquels sont fixées les extrémités de chaque bande élastique, les ferrures comportant des surfaces cylindriques convexes aptes à rouler l'une sur l'autre, sous l'action d'au moins deux organes souples, les extrémités de chacun de ces organes étant fixées respectivement sur chacune des ferrures, de telle sorte que ces organes passent en se croisant entre lesdites surfaces cylindriques, un moyen de mise en tension étant prévu pour exercer une précontrainte de traction sur chacun desdits organes.

7. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en que le dispositif de verrouillage (61 ; 61'; 61") comporte une lame élastique (62 ; 62") coopérant avec un ergot (63 ; 63", 68).

8. Véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ergot (68) est recourbé.

9. Véhicule selon l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisé en ce que l'élément de libération est un câble (65).

10. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en que l'angle prédéterminé est d'environ 90C ou d'environ 180 .

11. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un bras d'éloignement (17) reliant l'ensemble des panneaux (13) au corps (11) du véhicule spatial (10') et, partant du bras d'éloignement (17), en configuration déployée, un premier étage comportant un panneau unique ; au moins un étage intermédiaire comportant au moins trois panneaux et un étage final comportant au moins un panneau.

12. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte un bras d'éloignement reliant l'ensemble des

panneaux au corps (11) et un dispositif de gerbage partiel pour retenir le bras d'éloignement (17) contre la surface du corps (11) pendant le déploiement de la majorité de l'empilement de panneaux, une butée (70; 170) étant ménagée sur ladite surface de manière à coopérer avec une zone d'appui (131) du premier des panneaux qui est mobile à partir du bras d'éloignement (17), pour limiter à une valeur intermédiaire le déploiement de ce premier panneau mobile.