Brevet FR2818239A1 — publié le 20020621

La présente invention se rapporte à une structure d'assemblage destinée à maintenir ensemble des parties séparables d'un véhicule spatial, en particulier pendant le lancement de ce dernier. Plus précisément, l'invention concerne une structure d'assemblage comprenant plusieurs pinces qui, au moyen d'un lien les encerclant, sont fermement appliquées contre des brides situées sur les parties séparables du véhicule spatial et les maintient ainsi ensemble. Des dispositifs d'assemblage permettant de joindre, sans mouvement relatif notable, des parties séparables d'un véhicule spatial, par exemple une fusée porteuse et un satellite, sont des unités structurelles importantes destinées à absorber les forces qui se développent entre lesdites parties au cours du lancement du véhicule spatial. Dans le document SE 511 762, on décrit une structure d'assemblage de brides sur une fusée interplanétaire. La structure d'assemblage de brides comporte un guide orienté en direction axiale, sur une première bride, et une fente correspondante ménagée dans la deuxième bride, pour l'absorption d'efforts tranchants. Les dispositifs d'assemblage doivent être d'un faible poids et être conçus pour atteindre un très haut degré de fiabilité, à cause du coût extrêmement élevé du lancement ainsi que de l'impossibilité de corriger tout défaut ou incident qui peut survenir lorsque le véhicule spatial a quitté le sol. La condition d'un faible poids est particulièrement importante pour la partie satellite du véhicule spatial. Des véhicules spatiaux et leurs parties séparables sont soumis à des efforts, par exemple à des couples de flexion et de torsion, à des vibrations et à de fortes pressions. Lorsque le véhicule spatial est soumis, par exemple, à un couple de flexion, ceci engendre une contrainte de tension, d'un côté du véhicule spatial, et une contrainte de compression de l'autre côté du véhicule spatial. Du côté o la contrainte de tension se développe, sont produites des forces qui interviennent pour repousser fermement vers le véhicule spatial, la région de la partie satellite la plus proche de la structure d'assemblage. La présente invention s'est fixé pour but de résoudre les problèmes ou inconvénients mentionnés ci-dessus. Pour atteindre ce but, l'invention propose une structure d'assemblage pour un véhicule spatial, destinée à maintenir ensemble une première partie du véhicule et une deuxième partie du véhicule séparable de la première partie, cette structure d'assemblage comprenant une première bride, fixée sur la première partie du véhicule, et une deuxième bride fixée sur la deuxième partie du véhicule, ainsi que plusieurs pinces comportant un premier et un deuxième bec de serrage, lesdites pinces, réparties sur le pourtour des brides, étant conçues pour transférer des forces radiales depuis un dispositif de serrage, adapté sur les pinces, de façon à assujettir l'une à l'autre les deux brides, la première bride étant serrée entre une première surface de serrage, définie sur le premier bec de serrage, et une surface de séparation définie sur la deuxième bride, lesdites surfaces formant entre elles un angle aigu, le sommet de cet angle étant dirigé vers le véhicule spatial. En équipant la structure d'assemblage d'une bride serrée par des pinces qui présente un angle aigu dirigé vers le véhicule spatial, on empêche la bride de se déplacer vers l'extérieur. Avantageusement, la surface de séparation, définie sur la deuxième bride, forme une partie d'un cône dont le sommet est logé à l'intérieur de la première partie du véhicule, ce cône formant, de préférence, un angle de 10 à 35 avec un plan coupant le véhicule spatial transversalement à sa direction longitudinale. Selon une autre caractéristique préférée, la première surface de serrage, définie sur le premier bec de serrage, forme un angle compris entre et 30 avec un plan coupant le véhicule spatial transversalement à sa direction longitudinale. Selon encore une autre caractéristique, le deuxième bec de serrage 7c présente une surface de serrage qui, de préférence, forme un angle de 5 à 30 avec un plan coupant le véhicule spatial transversalement à sa direction longitudinale. Un mode de réalisation préféré de la présente invention va maintenant être décrit plus en détail, mais uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence à la figure 1 du dessin annexé, qui représente une vue en coupe schématique d'une structure d'assemblage conforme à ce mode de réalisation, avec les deux parties séparables de véhicule spatial qu'elle réunit. Un véhicule spatial est désigné par 1 sur le dessin. Ce véhicule spatial comprend deux parties 2, 3 séparables l'une de l'autre, par exemple une partie satellite 2 mise en place sur une fusée porteuse 3, également dénommée partie lanceur. Une structure d'assemblage 4 maintient ensemble les deux parties 2, 3 pendant tout le temps o la structure d'assemblage est en service. Cette structure d'assemblage comporte une première bride 5, fixée à une région inférieure de la première partie 2 du véhicule spatial, et une deuxième bride 6 fixée à une région supérieure de la deuxième partie 3 du véhicule spatial. Pour le reste, la structure d'assemblage 4 se compose d'une ou de plusieurs pinces 7, réparties sur le pourtour des brides 5, 6, et d'un dispositif de serrage 8, qui s'étend tout autour ou à travers les pinces 7 et les repousse fermement en direction radiale, vers l'intérieur, contre les brides 5, 6. Les pinces 7 sont ainsi conçues pour transmettre une force radiale, développée par le dispositif de serrage 8, sous forme d'une force de serrage destinée à repousser fermement l'une contre l'autre les brides 5, 6. A cette fin, les pinces 7 comportent un premier bec de serrage 7a, qui présente une première surface de serrage 7b, et un deuxième bec de serrage 7c qui présente une deuxième surface de serrage 7d. Les surfaces de serrage 7b, 7d défminissent chacune un angle ai, a2 avec un plan S, qui coupe le véhicule spatial transversalement à la direction longitudinale, et de chaque côté de ce plan. Sur la bride 5, se trouve une surface de serrage 7b correspondant à la surface 5a et, sur la bride 6, se trouve une surface de serrage 7d correspondant à la surface 6a, de sorte que les brides 5, 6 sont fermement repoussées l'une contre l'autre lorsque la structure d'assemblage 4 est mise en place. Les angles (l, a2 se situent entre 5 et 30 et ont, de préférence, une valeur de 9 à 20 environ. Une petite valeur pour les angles al, a2, par exemple de 8 ou moins, engendre une force de serrage intense, mais accroît en même temps le risque d'un auto-verrouillage, qui peut survenir par suite du frottement entre les surfaces de serrage 7b, 7d et les: surfaces correspondantes Sa, 6a des brides. L'auto-verrouillage peut conduire à ce que la structure d'assemblage 4 ne réussisse pas à s'ouvrir lorsque le dispositif de serrage 8 est relâché. Ainsi, la première surface de bride 5a présente un angle commun avec la surface de serrage 7b, et la deuxième surface de bride 6a présente un angle commun avec la surface de serrage 7d. Les angles cal, a2 sont exemplifiés, sur la figure 1, comme ayant tous deux une valeur de 15 . La première bride présente, en outre, une surface 5b et la deuxième bride présente, en outre, une surface 6b, lesdites surfaces étant fermement appliquées l'une contre l'autre lorsque l'assemblage est réalisé. Ces surfaces 5b, 6b sont des surfaces de séparation et défminissent un angle [ de 10 à 35 et, de préférence, de 20 , avec le plan S, comme le montre la figure 1. Les surfaces de séparation forment ainsi une partie d'un cône dont le sommet est logé à l'intérieur de la première partie 2 du véhicule spatial. L'angle [ est plus grand que l'angle cl, ce qui signifie que lorsque la structure d'assemblage 4 est mise en place, la première bride 5 est serrée entre la première surface de serrage 7b, défminie sur le premier bec de serrage 7a, et la surface de séparation 6b définie sur la deuxième bride 6. Conformément à la présente invention, ces surfaces 7b, 6b présentent entre elles un angle aigu 8 dont le sommet est dirigé vers le véhicule spatial 1. Il s'ensuit qu'une structure d'assemblage 4, une fois fortement serrée, conduit la première bride 5 à être repoussée vers l'extérieur depuis le véhicule et, de cette manière, s'oppose aux forces agissant vers l'intérieur, qui sont issues, par exemple, du couple de flexion M s'exerçant sur le véhicule spatial 1. La présente invention n'est bien entendu pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus. Par exemple, les surfaces des becs de serrage peuvent être positionnées de façon asymétrique autour du plan S. REVENDICATIONS 1. Structure d'assemblage (4) pour un véhicule spatial (1), destinée à maintenir ensemble une première partie (2) du véhicule et une deuxième partie (3) du véhicule séparable de la première partie (2), cette structure d'assemblage (4) comprenant une première bride (5), fixée sur la première partie (2) du véhicule, et une deuxième bride (6) fixée sur la deuxième partie (3) du véhicule, ainsi que plusieurs pinces (7) comportant un premier (7a) et un deuxième (7c) bec de serrage, lesdites pinces, réparties sur le pourtour des brides (5, 6), étant conçues pour transférer des forces radiales depuis un dispositif de serrage (8), adapté sur les pinces (7), de façon à assujettir l'une à l'autre les deux brides (5, 6), la première bride (5) étant serrée entre une première surface de serrage (7b), définie sur le premier bec de serrage (7a), et une surface de séparation (6b) définie sur la deuxième bride (6), lesdites surfaces (7b, 6b) formant entre elles un angle aigu (5), caractérisée en ce que le sommet de cet angle (8) est dirigé vers le véhicule spatial (1). 2. Structure d'assemblage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface de séparation (6b), définie sur la deuxième bride (6), forme une partie d'un cône dont le sommet est logé à l'intérieur de la première partie (2) du véhicule. 3. Structure d'assemblage selon la revendication 2, caractérisée en ce que le cône forme un angle (f) de 10 à 35 avec un plan (S) coupant le véhicule spatial transversalement à sa direction longitudinale (L). 4. Structure d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la première surface de serrage (7b), défminie sur le premier bec de serrage (7a), forme un angle (c1) compris entre 5 et 30 avec un plan (S) coupant le véhicule spatial transversalement à sa direction longitudinale (L). 5. Structure d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le deuxième bec de serrage (7c) présente une surface de serrage (7d), qui forme un angle (Oc2) de 5 à 30 avec un plan (S) coupant le véhicule spatial transversalement à sa direction longitudinale (L).