Brevet FR2736616A1 — publié le 19970117

L'invention se situe dans le domaine technique des systèmes de mise à poste de satellites à partir d'une plateforme située sur le dernier étage d'une fusée de lancement, et elle concerne plus précisément un déverrouilleur à écrou fendu associé à un dispositif éjecteur à ressort. Il existe de nombreux dispositifs de mise à poste de satellites à partir d'une fusée qui ont donc pour objet de déverrouiller le satellite de son support et de l'en écarter rapidement par éjection. Pour le largage de gros satellites il est connu d'utiliser des ensembles de plusieurs éjecteurs à ressort et des déverrouilleurs associés à des sangles de maintien. Pour des satellites de poids plus modeste il existe divers systèmes de déverrouillage et d'éjection. On connaît ainsi par le FR-A 2 616 856 au nom de la Demanderesse, un mécanisme de commande d'écartement rapide de deux pièces comportant un organe de poussée apte à se déplacer dans une première des pièces vers la deuxième pièce, à partir d'une position de repos dans laquelle une extrémité de l'organe de poussée est en contact avec la deuxième pièce, un organe moteur apte à se déplacer avec une course donnée entre une position de repos et une position d'actionnement à l'intérieur de la première pièce, sous lteffet de ladite énergie motrice, et un élément élastique interposé entre l'organe moteur et l'organe de poussée, de telle sorte qu'un déplacement de l'organe moteur de sa position de repos à sa position d'actionnement a pour effet d'appliquer ladite force d'intensité donnée sur la deuxième pièce, par l'intermédiaire de organe de poussée. Ce mécanisme remplit la fonction d'éjection à partir d'une énergie motrice stockée abondante qui peut etre pyrotechnique, pneumatique, hydraulique ou mécanique, sans que la vitesse et l'accélération de l'éjection soient altérées par le stockage du mécanisme pendant une durée indéterminée. On connaît également par le FR-A 2 707 750 au nom de la Demanderesse un dispositif d'éjection d'objet par voie pyrotechnique qui permet d'agir sur la vitesse longitudinale et ainsi de choisir la trajectoire la mieux adaptée en cours de vol. Pour cela les moyens pyrotechniques comprennent une pluralité de sources pyrotechniques distinctes et d'accouplements doigts-rampes inclinées différentes permettant de choisir en cours de vol la source pyrotechnique et l'accouplement qui conviennent le mieux audit objet pour atteindre l'objectif visé. En ce qui concerne plus précisément les organes appelés déverrouilleurs qui assurent la désolidarisation de deux éléments, il en existe un certain nombre dont les plus courants sont à écrou fendu. Ainsi dans le EP-A 0 363 242 au nom de la Demanderesse est décrit un dispositif de solidarisation provisoire de deux éléments l'un à l'autre qui comporte un élément mâle lié à l'un des éléments et un élément femelle lié à l'autre élément, cet élément femelle comportant, dans un corps creux allongé selon un axe, un manchon de retenue adapté à se rétracter radialement sur l'élément mâle ou à se dilater, un piston coulissant axialement pour la manoeuvre en rétraction/dilatation de ce manchon de retenue, et dans le piston, disposé le long de l'axe, un doigt d'éjection qui lui est relié par un organe frangible, des moyens de commande sélective étant prévus, soit pour la seule commande en mouvement du piston, soit pour en outre casser l'organe frangible et faire coulisser axialement le doigt d'éjection axialement en saillie vis-àvis de ce piston. On trouve aussi une réalisation dans laquelle l'écrou fendu est dans le corps du déverrouilleur et sur un équipage mobile autorisant une intégration par l'arrière comme décrit dans le FR-A 2 661 éééé466 au nom de la Demanderesse. Ces dispositifs de déverrouillage, du fait de la rupture d'un élément frangible, induisent un choc sur le satellite au moment de son éjection, ce qui peut constituer un inconvénient pour le matériel embarqué. Et puis avec les éjecteurs et déverrouilleurs connus, les opérations de préparation à effectuer sur le site sont longues, compte tenu de la relative complexité et fragilité des éléments constitutifs. La Demanderesse a donc été conduite à mettre au point un déverrouilleur à écrou fendu qui évite ces inconvénients et présente un grand nombre d'avantages complémentaires notamment en ce qui concerne la simplicité et la robustesse de l'ensemble ainsi que la possibilité d'adaptation à une gamme variée de charge utile de satellite. L'invention a donc pour objet un déverrouilleur à écrou fendu pour éjecteur de microsatellite dans lequel un piston de déverrouillage en forme de manchon maintient, par l'intermédiaire d'un écrou fendu, un organe de verrouillage du corps d'éjection d'une plate-forme de fusée à une embase de satellite, et dans lequel un ressort en appui sur ladite plate-forme assure l'éjection du satellite après son déverrouillage sous l'action d'un inflammateur pyrotechnique, déverrouilleur selon lequel l'organe de verrouillage est un axe de mise en tension s'étendant à l'intérieur d'un puits prévu au-dessous du corps d'éjecteur, selon lequel l'axe de mise en tension porte une butée sur laquelle le piston de déverrouillage vient s'appliquer lors du déclenchement de l'inflammateur pyrotechnique, et selon lequel ledit axe est amorti en fin de course dans le puits par un amortisseur maintenu à la base du puits. L'axe de mise en tension est creusé à sa base d'une échancrure axiale analogue au profil d'un ergot porté par l'amortisseur. Par ailleurs ie piston de déverrouillage présente un rebord venant en appui contre un épaulement d'un puits central faisant partie du corps d'éjecteur, et obture de façon étanche le puits. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, la butée de l'axe de mise en tension est constituée par une bague susceptible de coulisser dans le puits et traversée par l'axe, un écrou de mise en tension étant vissé sur l'axe et prenant appui sur la face inférieure de la bague. D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation dans lequel il est fait référence aux dessins annexés qui représentent. Figure 1 une vue en perspective partiellement écorchée du déverrouilleur. Figure 2 une vue en coupe verticale, diamétrale, du déverrouilleur et figure 3 la même vue en élévation. L'ensemble représenté aux figures 1 et 2 comporte deux parties principales à savoir un corps d'éjecteur 1 relié à la plate-forme non représentée de la fusée par des vis de liaison au travers des trous 15, et une embase 2 servant de support au microsatellite à l'aide de vis de liaison passant au travers des trous 14. Le corps d'éjecteur 1 dispose d'un alésage cylindrique central 18 à l'intérieur duquel est logé un ressort d'éjection 3 maintenu au corps d'éjecteur par des cavaliers 4. Le ressort est comprimé entre un épaulement circulaire 17 à la base de l'alésage 18, et la face inférieure de l'embase 2. Le corps d'éjecteur, au-dessous de l'épaulement 17 ménage un puits central se développant vers le bas, qui est ouvert à sa partie inférieure. Un écrou fendu 5 en trois ou quatre parties est placé dans un évidement 19 prévu au centre de l'embase. L'écrou 5 est pourvu d'une tête qui est normalement en appui sur le bord circulaire de l'évidement. Cette tête est maintenue en position contre ce bord par une plaque de retenue 16 fixée à l'embase, qui peut être conformée comme une coupelle ou une rondelle. La base filetée intérieurement de l'écrou fendu 5 est maintenue en prise sur l'extrémité filetée d'un axe de mise en tension 6 qui occupe le centre de l'alésage 18 et s'étend à l'intérieur du puits 20. L'axe 6 est creusé à sa base d'une échancrure axiale tronconique 21 se rétrécissant vers le haut. Un piston de déverrouillage 7 se présentant comme un manchon, encercle par son extrémité supérieure la partie de l'écrou fendu 5 qui est vissé sur l'extrémité filetée de l'axe 6. L'extrémité inférieure du piston 7 forme un rebord qui vient en appui contre un épaulement 22 prévu dans le puits 20. Le piston ferme ainsi le puits et l'étanchéité est assurée par un joint 23 logé dans une gorge annulaire formée sur le bord périphérique extérieur du piston, et par un joint 24 logé dans une gorge annulaire formée dans la partie interne du puits. Une bague 9 susceptible de coulisser à l'intérieur du puits 20 est percée d'un orifice central 25 traversé par l'extrémité inférieure de l'axe 6. Un écrou de mise en tension 8 vissé sur cette extrémité inférieure filetée de l'axe 6 prend appui sur la face inférieure de la bague 9. L'ouverture inférieure du puits central 20 est obturée par un chapeau 11 à l'intérieur duquel est maintenu un amortisseur 10. Ledit amortisseur se présente comme un disque de faible épaisseur dont la bordure périphérique est coincée entre la base du puits 20 et le chapeau 11 au moment du vissage de ce dernier. Le disque présentant une relative flexibilité possède en son centre un ergot 26 de profil tronconique orienté vers le haut, analogue au profil de l'échancrure 21 Deux inflammateurs pyrotechniques indépendants 12 et 13 visibles à la figure 3 se situent au-dessous de l'alésage 18 et communiquent avec une petite chambre 27 au niveau de l'épaulement 22 c'est-à-dire juste au-dessus de la base du piston de déverrouillage 7. Les figures montrent le mécanisme avant le déclenchement du déverrouillage. Dès que l'ordre d'éjection du satellite est transmis, la mise à feu des deux inflammateurs 12 et 13 est assurée par deux circuits indépendants, aussi le dispositif peut-il fonctionner même en cas de défaillance d'un circuit ou d'un inflammateur. Les gaz produits par l'inflammation s'établissent alors dans la petite chambre 27 et agissent sur le piston 7 en le repoussant vers le bas. Ce mouvement libère l'écrou fendu 5 dont les parties filetées peuvent s'écarter et libérer l'axe 6. Au cours de son mouvement de descente le piston va entraîner ensuite l'axe de mise en tension 6 dès qu'il est venu en butée sur la bague 9, puisque l'écrou 8 supportant la bague est vissé sur ledit axe. En fin de course de l'axe 6, son échancrure tronconique 21 s'engage sur l'ergot tronconique 26 de l'amortisseur 10, et ainsi se trouve amorti l'axe 6 avant son coincement et son immobilisation. La flexibilité du disque de l'amortisseur participe aussi à cette opération d'amortissement. L'embase 2 n'étant plus maintenue au corps d'éjecteur 1 par le déverrouilleur, le ressort 3 exerce une poussée sur l'embase et le satellite se sépare de la plateforme avec la vitesse requise. Grâce à la plaque de retenue 16, l'écrou fendu 5 reste lié à l'embase et n'est pas projeté à l'extérieur. REVENDICATIONS 1. Déverrouilleur à écrou fendu pour éjecteur de microsatellite dans lequel un piston de déverrouillage en forme de manchon maintient, par l'intermédiaire d'un écrou fendu, un organe de verrouillage du corps d'éjecteur d'une plate-forme de fusée à une embase de satellite, et dans lequel un ressort en appui sur ladite plate-forme assure l'éjection du satellite après son déverrouillage sous l'action d'un inflammateur pyrotechnique, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage est un axe de mise en tension (6) s'étendant à l'intérieur d'un puits (20) prévu au dessous du corps d'éjecteur (1), en ce que l'axe de mise en tension porte une butée (8,9) sur laquelle le piston de déverrouillage (7) vient s'appliquer lors du déclenchement de l'inflammateur pyrotechnique (12,13) et en ce que ledit axe est amorti en fin de course dans le puits par un amortissseur (10) maintenu à la base du puits (20). 2. Déverrouilleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de mise en tension (6) est creusé à sa base d'une échancrure axiale (21) analogue au profil d'un ergot (26) porté par l'amortisseur (10). 3. Déverrouilleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston de déverrouillage (7) présente un rebord venant en appui contre un épaulement (22) d'un puits central (20) faisant partie du corps d'éjecteur (1), et obture de façon étanche le puits. 4. Déverrouilleur selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que la butée de l'axe de mise en tension (6) est constituée par une bague (9) susceptible de coulisser dans le puits (20) et traversée par l'extrémité inférieure de l'axe, un écrou de mise en tension (8) étant vissé sur l'axe et prenant appui sur la face inférieure de la bague. 5. Déverrouilleur selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'amortisseur (10) est logé à l'intérieur d'un chapeau (11) qui ferme le puits central (20). 6. Déverrouilleur selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'amortisseur est constitué d'un disque flexible de faible épaisseur. 7. Déverrouilleur selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'au moins un inflammateur pyrotechnique (12,13) communique avec une petite chambre (27) au niveau de l'épaulement (22), au-dessus de la base du piston de déverrouillage (7).