Brevet FR2669603A2 — publié le 19920529

FR 2669603 A2 19920529 FR 9014814 A 19901127 i La présente demande est une addition à la demande de brevet français 90-07784 déposée le 21 Juin 1990 au nom de la Demanderesse sur une invention de Monsieur Freddy GEYER. Ce brevet principal propose par sa revendica- tion 1, un dispositif articulé pour véhicule spatial, comportant une pièce fixe de support destinée à être fixée à ce véhicule et un appendice mobile monté pivotant par rapport à la pièce fixe de support autour d'un axe d'articulation entre une première configuration et une seconde configuration, cet appendice étant fixé, par un organe frangible de liaison temporaire à rupture comman- dable, à un arbre d'articulation commandé en rotation entre ces première et seconde configurations par un actionneur, un organe de rappel élastique en torsion étant assujetti à cet appendice et à cet arbre en sollicitant élastiquement cet appendice en rotation autour de l'arbre dans un sens prédéterminé, cet arbre étant engagé avec un jeu substan- tiel dans des paliers lisses solidaires de l'appendice. On a parfois besoin, sur un instrument d'optique spatial, d'avoir les deux fonctions suivantes: une fonction de calibration qui a pour but de réétalonner en orbite l'instrument par rapport à une source stable et connue en spectre et en intensité L'utilisation du Soleil est toute indiquée et peut être mise en oeuvre grâce a l'interposition d'un diffuseur (verre dépoli) dans le champ de l'instrument La lumière du Soleil, diffusée par réflexion, illumine alors les détecteurs situés au plan focal; une fonction d'obturation qui est requise pour permettre de mesurer le signal délivré par les détecteurs qui sont alors totalement non illuminés, il s'agit de la "calibration du courant d'obscurité", dans le cas de perte d'attitude de la plateforme orbitale, pour éviter toute entrée solaire directe préjudiciable à la survie des détecteurs. Ainsi que cela est prévu dans le brevet principal, une fonction essentielle du dispositif articulé d'obturation est de permettre, en cas de blocage de l'articulation pour une raison quelconque (panne ou grippage du moteur, des paliers, ou autres) dans une position déployée ou même intermédiaire, de libérer quand même le champ de l'instrument afin de lui permettre d'assurer la mission d'observation. Dans ce type de cas, la mission globale est dégradée, mais ceci est parfois jugé admissible et en tous cas préférable à la perte totale de la mission d'obser- vation. L'invention a pour objet de minimiser l'encom- brement et le nombre de pièces nécessaires, aux fonctions de calibration et d'obturation, tout en conférant à ces dernières un degré maximal de fiabilité. L'invention propose ainsi un dispositif articulé pour véhicule spatial conforme au brevet prin- cipal, caractérisé en ce que la pièce fixe de support est destinée à être fixée sur le véhicule auprès de l'orifice d'un instrument optique spatial, et l'appendice mobile est un volet d'obturation temporaire muni sur une face d'un diffuseur et est adapté, dans la première configuration, à orienter ce diffuseur à la fois vers cet orifice et vers un rayonnement incident venant de l'extérieur et, dans la seconde configuration, à laisser libre accès à cet orifice, avec une configuration intermédiaire dans laquelle ledit orifice est obturé. Selon des dispositions préférées, ce dispositif est conforme en substance aux dispositions prévues par les revendications 3 à 15 du brevet principal. De manière préférée, le volet est incliné, dans cette première configuration, d'environ 450 vers l'exté- rieur vis à vis de la configuration intermédiaire d'obtura- tion et, dans cette seconde configuration, d'environ 900 vers l'intérieur. Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma de principe d'un mécanisme d'obturation et de calibration pour instrument optique spatial, la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale de ce mécanisme, en configuration d'ouverture, la figure 3 en est une vue schématique analogue, en configuration de calibration, la figure 4 en est une vue schématique analogue, en configuration intermédiaire d'obturation, la figure 5 en est une vue schématique analogue, lors de la rupture commandée de la liaison arbre/volet, en configuration intermédiaire d'obturation, la figure 6 est une vue schématique ulté- rieure du dispositif de la figure 5, après venue en butée de l'arbre, et la figure 7 en est une vue schématique ultérieure, après venue en butée du volet. Le dispositif des figures 1 à 7 est conforme à la revendication 1 de la demande de brevet N O 90-07784 déposée le 21 Juin 1990 au nom de la Demanderesse sur une invention de M Freddy GEYER. Ainsi le dispositif articulé pour véhicule spatial repéré 50 dans son ensemble, comporte une pièce fixe de support 51 destinée à être fixée à ce véhicule et un appendice mobile 52 monté pivotant par rapport à la pièce fixe de support autour d'un axe d'articulation X-X entre une première configuration (représentée aux figures 1 et 3) et une seconde configuration (représentée en tiretés à la figure 1 et à la figure 2), cet appendice étant fixé, par un organe frangible de liaison temporaire à rupture commandable 53, à un arbre d'articulation 54 commandé en rotation entre ces première et seconde configurations par un actionneur (de préférence un moteur couple), un organe de rappel élastique en torsion étant assujetti à cet appendice et à cet arbre en sollicitant élastiquement cet appendice en rotation autour de l'arbre dans un sens prédéterminé, cet arbre étant engagé avec un jeu subs- tantiel dans des paliers lisses solidaires de l'appendice. Des butées 56 et 57 solidaires de la pièce fixe 51 délimitent le débattement angulaire du volet Le volet vient en appui contre les butées 56 en configuration d'ouverture tandis que, en configuration de calibration il vient en appui contre les butées 57 (ou au moins en regard de celles-ci: cela dépend de la position précise choisie pour la calibration) par une portion 58 solidaire de l'arbre. Selon une disposition originale en soi de l'invention, le même organe mobile fait ainsi office d'obturateur et de diffuseur (grâce à un panneau diffuseur , en tout matériau approprié, en pratique en verre dépoli, dont le volet est muni sur sa face interne) et est adapté à prendre au moins trois positions: une position d'ouverture à 900 vers l'intérieur (Figure 2) qui libère le champ de l'instrument, qui peut donc observer la scène vers laquelle il se trouve pointé, une position d'obturation (Figure 4) dans laquelle le volet remplit complètement l'ouverture du baffle d'entrée de l'instrument, aucune lumière ne pénètre à l'intérieur, une position de calibration à 450 vers l'extérieur (Figure 3) dans laquelle le volet place le diffuseur, incliné, en vue de l'éclairement solaire Notons que la valeur de cet angle est fixée précisément en fonction des paramètres de l'orbite considérée, de la saison et de la position exacte de l'instrument sur l'orbite au moment prévu pour effectuer cette opération de calibration La position angulaire commandée par le calculateur de bord est donc susceptible: de valoir un angle quelconque, positif, typiquement 45 , de fluctuer au cours de l'année, autour de sa position moyenne. Ce mécanisme, très similaire à celui du brevet principal, a les particularités suivantes: domaine angulaire plus important a priori, typiquement 1350, possibilité de positions intermédiaires o le volet est maintenu angulairement par le couple de maintien du moteur (voire éventuellement par un coupleur magnétique ou tout autre type de frein monté sur l'axe d'articulation), la position d'obturation n'est qu'une des positions intermédiaires possibles, et non pas une position extrême, l'ouverture du champ de l'instrument s'effectue par rotation du volet vers l'intérieur du baffle d'entrée, ceci afin de limiter le vieillissement du diffuseur en le protégeant des incidences solaires, la position "volet sorti" pour la calibration est déterminée soit par une butée de déploiement, soit par la consigne angulaire du moteur Dans ce dernier cas, une butée de fin de débattement est tout de même prévue placée non loin de cette position, dans le but d'assurer au volet l'application du couple nécessaire à son rabattement si le dispositif frangible à rupture commandable devait être activé. Il va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif articulé pour véhicule spatial conforme au brevet principal, c'est-à-dire comportant une pièce fixe de support ( 51) destinée à être fixée à ce véhicule et un appendice mobile ( 52) monté pivotant par rapport à la pièce fixe de support autour d'un axe d'articulation (X-X) entre une première configuration et une seconde configuration, cet appendice étant fixé, par un organe frangible de liaison temporaire à rupture comman- dable ( 53), à un arbre d'articulation ( 54) commandé en rotation entre ces première et seconde configurations par un actionneur, un organe de rappel élastique en torsion étant assujetti à cet appendice et à cet arbre en sol- licitant élastiquement cet appendice en rotation autour de l'arbre dans un sens prédéterminé, cet arbre étant engagé avec un jeu substantiel dans des paliers lisses solidaires de l'appendice, caractérisé en ce que la pièce fixe de support est destinée à être fixée sur le véhicule auprès de l'orifice d'un instrument optique spatial, et l'appendice mobile est un volet d'obturation temporaire muni sur une face d'un diffuseur ( 55) et est adapté, dans la première configuration, à orienter ce diffuseur à la fois vers cet orifice et vers un rayonnement incident venant de l'ex- térieur et, dans la seconde configuration, à laisser libre accès à cet orifice, avec une configuration intermédiaire dans laquelle ledit orifice est obturé. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volet est incliné, dans cette première configuration, d'environ 450 vers l'extérieur vis à vis de la configuration intermédiaire d'obturation et, dans cette seconde configuration, d'environ 90 vers l'intérieur. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que cette pièce fixe de support est liée à une paroi pare-soleil formant baffle d'entrée pour le système optique. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte des butées ( 56, 57) solidaires de la pièce fixe de support contre lesquelles l'appendice vient en appui en ses première et seconde configurations. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une première butée ( 56) contre laquelle l'appendice vient en appui, dans la première configuration, et au moins une seconde butée ( 57) contre laquelle, dans la seconde configuration, l'appendice vient en appui par au moins une portion solidaire de l'arbre: 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de verrouillage de l'appendice dans l'une au moins de ses configurations. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ces moyens de verrouillage sont magnétiques. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ces moyens de verrouillage magnéti- ques comportent des aimants solidaires de la pièce fixe de support adaptés à coopérer avec des zones magnétiques de l'appendice. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'actionneur commandant l'arbre en rotation par rapport à la pièce fixe de support est un moteur-couple. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'organe frangible ( 53) de liaison temporaire à rupture commandable est une liaison à commande pyrotechnique. 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'organe frangible de liaison temporaire à rupture commandable est interposé entre l'appendice et une plaquette ( 58) solidaire de l'arbre, affrontée à l'appendice selon un plan passant au moins approximativement par l'axe d'articulation, l'organe de rappel élastique en torsion tendant à écarter angulairement la plaquette vis à vis de l'appendice. 12 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une couche de matériau anti-collage est interposée entre la plaquette et l'appendice. 13 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'organe de support élastique en torsion est un ressort à spirale traversé par l'arbre d'articulation. 14 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'appendice étant un volet d'obturation temporaire dont la seconde configuration est une configuration d'ouverture, l'organe de rappel élastique en torsion sollicite le volet dans le sens allant vers la configuration d'ouverture. Application à un télescope spatial du dispositif temporaire articulé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.