Brevet FR2598382A1 — publié le 19871113

DISPOSITIF POUR LE DEPLOIEMENT PARTIEL DE GENERATEURS SOLAIRES L'invention concerne un dispositif pour le déploiement d'une aile de générateur solaire sur un satellite, ladite aile étant constituée d'au moins trois 15 panneaux articulés réciproquement les uns sur les autres et repliables en un paquet, l'un des panneaux au moins de ce paquet constituant une section d'aile extérieure, qui peut être déployée partiellement de telle sorte qu'il se trouve placé sensiblement à angle droit par rapport à la 20 section d'aile intérieure, non déployée, des organes de maintien manoeuvrables séparément étant prévus pour le déploiement partiel et le déploiement complet consécutif, et le couple de déploiement étant produit par des accumulateurs d'énergie élastiques agissant à l'endroit des 25 articulations des panneaux. La division du générateur solaire constituée par les cellules solaires en plusieurs ailes disposées symétriquement sur le pourtour du satellite a fait ses preuves dans la pratique. Lesdites ailes sont constituées respective30 ment de plusieurs panneaux articulés entre eux et reliés au satellite, panneaux que l'on peut replier à la manière d'un paquet. Lors du départ sur la fusée porteuse, les ailes du générateur solaire sont repliées, de ce fait leur encombrement est réduit et elles sont en mesure de 35 supporter les sollicitations mécaniques élevées qui se produisent. Dans le vide spatial, il est souvent nécessaire de disposer dans un premier temps d'une partie du maximum d'énergie solaire productible. Dans de tels cas, il est habituel de déployer partiellement, d'environ 90-, 5 les extrémités extérieures des ailes, c'est-à-dire en règle générale le panneau le plus externe de telle sorte que les sections d'aile partiellement déployées se situent dans un même plan et soient orientées vers le soleil. Ensuite, lors de la mise en service totale du satellite, 10 on déploie entièrement, à nouveau de 90 , les segments d'aile partiellement déployés et les segments d'aile intérieurs qui étaient jusqu'à lors sous forme de paquet, se trouvent libérés. Ce déploiement s'effectue au moyen d'accumulateurs d'énergie, c'est-à-dire au moyen de 15 ressorts d'un genre quelconque ou de moteurs. La libération du mouvement de déploiement s'effectue au moyen de dispositifs d'abaissement détachables, pour l'interruption de ce mouvement lors du déploiement partiel, des butées séparées sont prévues. A l'état totalement déployé, les 20 articulations des ailes sont bloquées, pour des motifs de sécurité, un dispositif approprié à cet effet étant constitué par exemple par l'objet du brevet DE-32 15 434. Tout particulièrement, les butées pour le déploiement partiel des segments d'aile extérieurs peuvent 25 exercer une influence négative sur la sécurité fonctionnelle de tout le système car, en règle générale, elles sont relativement sensibles aux pannes en raison de leur réalisation qui comporte des roulements, des ressorts, des dispositifs de libération autonomes. Par ailleurs, elles 30 augmentent aussi sensiblement le coût du système. En revanche, la présente invention a pour objet de créer un dispositif aussi simple, aussi fiable et aussi peu coûteux que possible pour le déploiement partiel d'une aile de générateur solaire. La solution de ce problème est apportée par le fait que le panneau intérieur de la section d'aile extérieure et le panneau de la section d'aile intérieure, venant après le panneau suivant, présentent, sensiblement dans le prolongement des plans des panneaux, respectivement une 5 butée rigide, et par le fait que la butée extérieure est munie d'une surface latérale active et la butée intérieure d'une surface frontale active, ces deux surfaces venant en contact & l'état partiellement déployé. Le dispositif selon l'invention se distingue par le o10 fait que - sans tenir compte des accumulateurs d'énergie présents de toute façon et des dispositifs d'abaissement séparés destinés aux segments extérieurs et aux segments intérieurs de l'aile - deux butées rigides seulement suffisent pour le déploiement partiel et la libération 15 permettant le déploiement complet. Pendant le déploiement partiel, ces butées arrêtent le mouvement de déploiement induit de la section d'aile extérieure, lors de la libération de la section intérieure pliée de l'aile, ces butées se dégagent l'une de l'autre et la section extérieure peut 20 elle-aussi se déployer totalement. La réalisation de ces butées est simple et solide, il n'y a ni palier, ni articulation qui pourraient se coincer ou gripper, il n'y a pas non plus de ressorts qui pourraient se fatiguer ou casser. Suivant un mode de réalisation préféré du dispositif qui assure des conditions de prise et de frottement avantageuses des surfaces de butée actives, la surface latérale active de l'une des butées est réalisée sous une forme courbée en deux dimensions, par exemple sous la 30 forme d'une partie de cylindre circulaire, et la surface frontale active de l'autre butée est réalisée sous une forme plane. L'invention est expliquée plus en détail sur la base d'un exemple de mode de réalisation représenté sur le 35 dessin. Schématiquement, sur ce dessin: la figure 1 est une vue en perspective d'un satellite avec ailes de générateur solaire partiellement déployées; la figure 2 est une vue latérale sur la zone de 5 butée entre la section d'aile extérieure et la section d'aile intérieure après déploiement partiel; la figure 3 est une vue latérale sur la même zone au moment de la libération pour un déploiement total. Le satellite 1 représenté sur la figure 1, possède 10 deux ailes 2 de générateur solaire qui sont disposées symétriquement et qui se trouvent à l'état partiellement déployé. Les sections extérieures des ailes qui sont constituées en règle générale d'un panneau sont basculées d'environ 90' par rapport aux sections intérieures de 15 l'aile repliées en forme de paquet. Les panneaux partiellement déployés sont équipés de cellules solaires sur le côté avant visible sur la figure 1, ce qui a été représenté schématiquement sur le dessin par une grille, le satellite étant orienté de telle sorte que son axe 20 longitudinal soit dirigé sur le soleil, ce qui a pour effet que la lumière solaire tombe perpendiculairement sur le plan des panneaux partiellement déployés. Le rapport entre l'énergie solaire ainsi productible et le maximum d'énergie solaire productible, correspond ainsi au rapport 25 entre la surface de la cellule solaire partiellement déployée et la surface complète des cellules solaires des deux ailes. L'objet proprement dit de l'invention est représenté sur les figures 2 et 3. Il s'agit d'éléments essentiels du 30 dispositif qui permet dans un premier temps un déploiement 30 partiel et enfin la libération permettant le déploiement total. La figure 2 montre la situation partiellement déployée dans laquelle au moins un panneau 3 est basculé 35 d'environ 90 % par rapport aux panneaux 4, 5, 6 de l'aile 2 du générateur solaire encore repliés. Pour arriver à cette situation, il est nécessaire que les dispositifs d'abaissement séparés, non représentés, du panneau 3 soient desserrés, suite à quoi un seul ou plusieurs accumulateurs d'énergie, également non représentés, font basculer le panneau 3 qui primitivement s'appuie à plat sur les panneaux 4, 5, 6 autour de l'articulation 7. A ce sujet, il convient de préciser que deux articulations séparées ayant un axe commun relient un panneau à l'autre 10 et que les panneaux qui ne sont pas déployables partiellement, donc dans notre cas les panneaux 4, 5, 6, sont couplés par des mécanismes à câble en vue d'harmoniser le déroulement du mouvement. De ce fait, le couple de déploiement actif dans 15 l'articulation 7, cherche également à faire basculer le panneau 3 jusqu'à ce qu'il atteigne la position de basculement à 180 . Toutefois ceci est empêché par les butées 9 et 11 placées sur les panneaux 3 et 5 aussi longtemps que les panneaux 4, 5, 6 sont maintenus par 20 leurs dispositifs d'abaissement. Comme on le voit sur la figure 2, la surface latérale 10 de la butée 2 bute contre la surface frontale 12 de la butée 11, ce qui définit l'angle de déploiement partiel. Celui-ci est en règle générale de 90 mais pour des 25 raisons de construction on peut le prévoir plus grand ou plus petit. Lors du passage à la production d'énergie maximale, le panneau partiellement déployé 3 et les panneaux 4, 5, 6 doivent être déployés totalement. A cette fin, les 30 dispositifs d'abaissement restants, encore actifs, sont desserrés, suite à quoi les accumulateurs d'énergie, par exemple les ressorts, placés dans l'articulation 8 et les autres articulations non représentées des panneaux 4, 5 et 6 induisent le déploiement. A ce moment, les angles 35 d'ouverture momentanée entre les panneaux 4, 5, 6 sont toujours de même grandeur suite à la présence du mécanisme à câble mentionné ci-dessus. Comme le montre la figure 3, il suffit d'avoir un angle d'ouverture très petit, d'environ 1 , entre les panneaux 4 et 5 pour, par le 5 déplacement relatif des panneaux 3 et 5, mettre hors prise les surfaces actives 10 et 12 des butées 9 et 11. Sur la figure 3, le tracé en trait continu du panneau 3 correspond à ce moment précis de la mise hors prise. Sur la même figure est indiquée en trait mixte la position du panneau 10 3 que celui-ci occuperait s'il était déployé complètement après sa libération tandis que les panneaux 4, 5, 6 seraient maintenus en position fixe. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le déploiement d'une aile de générateur solaire sur un satellite, ladite aile étant constituée d'au moins trois panneaux articulés récipro5 quement les uns sur les autres et repliables en un paquet, l'un des panneaux au moins de ce paquet constituant une section d'aile extérieure, qui peut être déployée partiellement de telle sorte qu'il se trouve placé sensiblement à angle droit par rapport à la section d'aile intérieure, 10 non déployée, des organes de maintien manoeuvrables séparément étant prévus pour le déploiement partiel et le déploiement complet consécutif, et le couple de déploiement étant produit par des accumulateurs d'énergie élastiques agissant à l'endroit des articulations des 15 panneaux, caractérisé par le fait que le panneau intérieur (3) de la section d'aile extérieure et le panneau (5), de la section d'aile intérieure, venant après le panneau (4) suivant, présentent, sensiblement dans le prolongement des plans des panneaux, respectivement une butée rigide (9, 20 11) et par le fait que la butée extérieure (9) est munie d'une surface latérale (10) active et la butée intérieure (11) d'une surface frontale (12) active, ces deux surfaces (10, 12) venant en contact à l'état partiellement déployé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé 25 par le fait que la surface latérale active (10) de l'une des butées (9, 11) est réalisée sous une forme courbée en deux dimensions, par exemple sous la forme d'une partie de cylindre circulaire, et par le fait que la surface frontale active (12) de l'autre butée (11, 9) est réalisée 30 sous une forme plane.