INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
L’étape (d) permet à la paire de languettes de préhension et les parois latérales (et par conséquent l’ensemble de l’élément de guidage) de reprendre sa forme initiale avant compression de l’étape (b). Le procédé d’assemblage peut comprendre en outre, après l’étape (d), une étape (e) d’ajout d’au moins un dispositif de fixation sur au moins une des première et seconde extrémités longitudinales de l’élément de guidage et/ou sur ladite au moins une paire de languettes de préhension.
Avantageusement, le procédé d’assemblage comprend une étape (f) d’insertion d’un second élément au moins en partie dans l’ouverture de l’élément de guidage, par exemple par translation.
la est une vue schématique partielle en coupe axiale d’un ensemble de guidage selon l’art antérieur,
la est une vue schématique en perspective d’un élément de guidage de l’ensemble de guidage de la ,
Encore un autre avantage du procédé de l’invention est qu’il permet de tester le véhicule spatial en vol, et de télétransmettre de multiples paramètres de fonctionnement du propulseur pour en comprendre le comportement en conditions opérationnelles.
La présente invention permet donc d’améliorer la compréhension de l’évolution des caractéristiques, notamment électriques, thermiques ou liées aux matériaux, d’un propulseur ionique à grilles qui est utilisé à bord d’un véhicule spatial durant toute la durée de vie de ce véhicule spatial. Elle fournit en effet des mesures de certaines caractéristiques du propulseur durant la mission du véhicule spatial.
Enfin, encore un autre avantage de l’invention réside dans la précision supérieure des tests et mesures qui sont réalisés pendant que le véhicule spatial est dans l’espace extraterrestre, par rapport à des tests et mesures réalisés sur Terre. En effet, de nombreuses caractéristiques du propulseur ont des valeurs très différentes sur Terre en comparaison de leurs valeurs effectives dans l’espace extraterrestre, notamment à cause du manque de représentativité des paramètres d’environnement, e.g. pression, étroitesse des chambres à vide, etc., qui sont utilisés sur Terre pour simuler le vide spatial. Ainsi, le procédé de test de l’invention procure une connaissance plus juste du comportement des propulseurs ioniques à grilles dans l’espace extraterrestre tout au long de leur exploitation. Cette connaissance permet notamment de mieux ajuster les paramètres électriques d’un propulseur ionique à grilles, i.e. courants et tensions électriques, et aussi fluidiques, i.e. débits et pressions des gaz qui sont utilisés dans ce propulseur. Un tel ajustement qui est amélioré permet à son tour une exploitation optimisée des grilles du propulseur, notamment en minimisant leur érosion.
Avantageusement, la tension électrique positive peut être variée à l’étape /3/ automatiquement par l’ensemble d’alimentation électrique, conformément à une programmation de cet ensemble d’alimentation électrique.
Possiblement, et afin que des résultats d’exécution du procédé de test de l’invention puissent être étudiés et/ou exploités sur Terre, le procédé peut comprendre en outre de transmettre à partir du véhicule spatial à une station qui est située sur Terre, certains au moins des résultats de mesure et valeurs enregistrés à l’étape /3/. Une telle transmission peut être incluse dans une procédure de télémétrie qui est utilisée pour le véhicule spatial.
Dans certaines mises en œuvre de l’invention, notamment celles dans le but de réduire l’érosion de la grille d’accélération, le procédé peut comprendre en outre l’étape suivante : /4/ déterminer une valeur minimale du courant de grille d’accélération parmi les résultats de mesures enregistrés à l’étape /3/ pour ce courant de grille d’accélération, ainsi que les valeurs correspondantes respectives de la tension électrique positive et de la tension électrique négative.
Lorsque l’étape /4/ est exécutée, le procédé peut aussi comprendre en outre de : - mettre à jour le point de fonctionnement identifié du propulseur conformément aux valeurs respectives de la tension électrique positive et de la tension électrique négative qui correspondent à la valeur minimale du courant de grille d’accélération, telles que déterminées à l’étape /4/, possiblement avec une marge d’écart prédéterminée entre la valeur de la tension électrique positive qui a été déterminée pour la valeur minimale du courant de grille d’accélération et la valeur de la tension électrique positive du point de fonctionnement identifié mis à jour ; puis - activer un nouveau fonctionnement du propulseur qui est conforme au point de fonctionnement identifié mis à jour. Une telle mise à jour et activation du point de fonctionnement du propulseur peut être commandée à distance à partir de la station qui est située sur Terre, ou exécutée automatiquement à bord du véhicule spatial.
Aussi lorsque l’étape /4/ est exécutée, et lorsque la tension électrique positive a été diminuée à l’étape /3/ à partir de la valeur de limite de début de balayage jusqu’à ce que le courant de grille d’accélération atteigne la limite maximale fournie, le procédé peut comprendre en outre les étapes suivantes : /5/ déterminer une valeur de seuil pour la tension électrique positive qui correspond à un coude dans une courbe des valeurs mesurées du courant de grille d’accélération en fonction des valeurs de la tension électrique positive, du côté des valeurs les plus faibles de cette tension électrique positive ; et /6/ calculer une différence entre la valeur de la tension électrique positive qui correspond à la valeur minimale du courant de grille d’accélération, telle qu’elle a été déterminée à l’étape /4/, et la valeur de seuil déterminée à l’étape /5/ pour la tension électrique positive. Le résultat de différence calculé à l’étape /6/ est une mesure de l’état d’érosion de la grille d’accélération, et constitue donc une mesure du vieillissement du propulseur. La séquence des étapes /1/ à /6/ peut être répétée plusieurs fois, chaque fois à un instant différent pendant que le véhicule spatial est dans l’espace extraterrestre, puis une nouvelle valeur est déterminée pour la différence entre la valeur de la tension électrique positive qui correspond à la valeur minimale du courant de grille d’accélération, et la valeur de seuil de cette tension électrique positive, par extrapolation des valeurs de différence calculées à chaque exécution de la séquence des étapes /1/ à /6/. En effet, ces valeurs de différence calculées à chaque exécution de la séquence des étapes /1/ à /6/ caractérisent un profil d’érosion de la grille d’accélération, en fonction du temps d’exploitation du propulseur, et ce profil temporel peut être prolongé par extrapolation pour fournir une prévision de la valeur de différence qui est relative à une date future.
L’ensemble d’alimentation électrique peut comprendre un dispositif d’asservissement d’une puissance électrique de génération de plasma qui est délivrée à l’enceinte à plasma par cet ensemble d’alimentation électrique, ce dispositif d’asservissement étant conçu pour maintenir constante une valeur de différence entre le courant électrique qui circule de l’ensemble alimentation électrique à la grille d’écran et le courant de grille d’accélération. Un tel dispositif d’asservissement correspond à la boucle de contrôle du courant de faisceau, ou BCC pour «Beam Current Control» en anglais. Alors, dans des premières mises en œuvre possibles du procédé de test de l’invention, l’étape /3/ peut être exécutée pendant que la valeur de la différence entre le courant électrique qui circule de l’ensemble alimentation électrique à la grille d’écran et le courant de grille d’accélération est maintenue constante par le dispositif d’asservissement. Cette valeur de différence est égale au courant de faisceau en l’absence de courant supplémentaire dit de rétro-circulation.
Alternativement, dans d’autres mises en œuvre possibles du procédé de test de l’invention, l’étape /3/ peut être exécutée pendant que la puissance électrique de génération de plasma qui est délivrée à l’enceinte à plasma par l’ensemble d’alimentation électrique est maintenue constante. Pour cela, et s’il est présent, le dispositif d’asservissement de la puissance électrique de génération de plasma est maintenu désactivé pendant que l’étape /3/ est exécutée. La valeur de la différence entre le courant électrique qui circule de l’ensemble alimentation électrique à la grille d’écran et le courant de grille d’accélération n’est alors plus constante, à cause du profil adopté par le courant de grille d’accélération sous l’effet de la variation de la tension électrique positive qui est fournie à la grille d’écran.
Un deuxième aspect de l’invention propose un ensemble d’alimentation électrique pour propulseur ionique à grilles, le propulseur comprenant : une enceinte à plasma, une grille d’écran qui est située devant ou au niveau d’une ouverture de sortie de l’enceinte à plasma, et une grille d’accélération qui est parallèle à la grille d’écran et située d’un côté de celle-ci qui est opposé à l’enceinte à plasma, l’ensemble d’alimentation électrique comprenant : - le nœud commun de référence ; - une unité d’alimentation électrique positive, qui est destinée à être connectée à la grille d’écran du propulseur pour fournir à cette grille d’écran, lors du fonctionnement du propulseur, une tension électrique positive par rapport au nœud commun de référence ; - une unité d’alimentation électrique négative, qui est destinée à être connectée à la grille d’accélération du propulseur pour fournir à cette grille d’accélération, lors du fonctionnement du propulseur, une tension électrique négative par rapport au nœud commun de référence ; - un module de variation, qui est agencé pour varier, de préférence automatiquement, la tension électrique positive fournie par l’unité d’alimentation électrique positive ; - des modules de mesure et d’enregistrement, agencés pour mesurer et enregistrer des valeurs du courant de grille d’accélération ; et - un contrôleur, qui est configuré pour activer le module de variation et les modules de mesure et d’enregistrement, de sorte que des valeurs variables soient produites successivement pour la tension électrique positive alors que la tension électrique négative est gardée constante, et qu’une valeur du courant de grille d’accélération soit mesurée et enregistrée pour au moins une valeur fournie de la tension électrique positive, lorsque l’ensemble d’alimentation électrique est connecté au propulseur pour permettre un fonctionnement de ce propulseur. Un tel ensemble d’alimentation électrique est adapté pour exécuter un procédé de test qui est conforme au premier aspect de l’invention.
Chacun des modules de variation, de mesure et d’enregistrement de l’ensemble d’alimentation électrique peut être du type logiciel ou programme enregistré, désigné par «software» en anglais, ou bien du type matériel, désigné par «hardware».
Possiblement, l’ensemble d’alimentation électrique peut comprendre en outre : - un dispositif d’asservissement de la puissance électrique de génération de plasma qui est délivrée à l’enceinte à plasma, conçu pour maintenir le courant de faisceau constant, et tel que désigné par boucle de contrôle du courant de faisceau, ou BCC.
Un troisième aspect de l’invention propose un système de propulsion à plasma qui comprend : - le propulseur ionique à grilles ; et - un ensemble d’alimentation électrique qui est conforme au deuxième aspect de l’invention, et qui est connecté au propulseur pour produire un fonctionnement de ce dernier.
Enfin, un quatrième aspect de l’invention propose un véhicule spatial qui comprend un système de propulsion à plasma conforme au troisième aspect.
13 C NMR (75 MHz, DMSO-d 6 ), δ (ppm): 169.87 ( C =O), 145.37 ( C(i) Tosyl), 137.74 ( C(p) Tosyl), 128.03 ( C(m) Tosyl), 125.48 ( C(o) Tosyl), 65.57 ( C H 2 -O), 50.61 ( C H-NH), 39.20 ( C H 2 -(CH 3 ) 2 ), 31.30, 29.04, 29.01, 28.94, 28.92, 28.71, 28.55, 27.87, 25.21, 23.78, 22.09, 21.84, 20.73, 13.88.
Exemple 33 :
Sel de tosylate d'ammonium du L-leucinate d'octadécyle
La préparation a été réalisée selon la méthode A en utilisant l'octadécan-1-ol et le L-Leu disponibles dans le commerce.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ), δ (ppm): 8.33 (s, 3H, N H 3 ), 7.51 (d, J = 7.8 Hz, 2H, Ar- H ), 7.12 (d, J = 7.8 Hz, 2H Ar- H ), 4.14 (m, J = 11.1, 6.4 Hz, 2H, C H 2 -O), 3.97 (t, J = 6.9 Hz, 1H, NH 3 -C H ), 2.30 (s, 3H, Ar-C H 3 ), 1.83-1.48 (m, 5H, (CH 3 ) 2 -C H -C H 2 + C H 2 -CH 2 -O), 1.24 (m, 30H, (C H 2 ) 15 ), 0.87 (m, 9H, C H 3 ).
13 C NMR (75 MHz, DMSO-d 6 ), δ (ppm): 169.87 ( C =O), 145.41 ( C(i) Tosyl), 137.71 ( C(p) Tosyl), 128.02 ( C(m) Tosyl), 125.48 ( C(o) Tosyl), 65.56 ( C H 2 -O), 50.60 ( C H-NH), 39.20 ( C H 2 -(CH 3 ) 2 ), 31.30, 29.05, 29.02, 28.95, 28.93, 28.72, 28.57, 27.87, 25.21, 23.77, 22.08, 21.84, 20.73, 13.86.
Partie 6 : Sels d'ester d'ammonium préparé à partir d’acide aspartique
Exemple 34 :
Sel de chlorure de diéthyl L-aspartate ammonium
La préparation a été réalisée selon la méthode B en utilisant de l'éthanol et du L-Asp disponibles dans le commerce.
1 H NMR (300 MHz, DMSO-d 6 ), δ (ppm): 8.85 (s, 3H, N H 3 ), 4.37-3.98 (m, 5H, C H 2 -O + C H ), 3.01 (m, 2H, C H 2 ), 1.20 (td, J = 7.1, 1.8 Hz, 6H, C H 3 ).
13 C NMR (75 MHz, DMSO-d 6 ), δ (ppm): 169.02 ( C =O), 168.14 ( C =O), 61.91 ( C H 2 -O), 60.84 ( C H 2 -O), 48.44 ( C H), 34.18 ( C H 2 ), 13.91 ( C H 3 ), 13.79 ( C H 3 ).
Exemple 35 :
Sel de tosylate de dihexyl L-aspartate ammonium
La préparation a été réalisée selon la méthode A en utilisant de l'hexan-1-ol et du L-Asp disponibles dans le commerce.
1 H NMR (300 MHz, DMSO-d 6 ), δ (ppm): 8.41 (s, 3H, N H 3 ), 7.50 (d, J = 8.1 Hz, 2H, Ar- H ), 7.12 (d, J = 7.8 Hz, 2H Ar- H ), 4.35 (t, J = 5.4 Hz, 1H, C H ), 4.22-3.95 (m, 4H, C H 2 -O), 2.91 (m, 2H, C H 2 ), 2.29 (s, 3H, Ar-C H 3 ), 1.56 (m, J = 7.1 Hz, 4H, C H 2 -CH 2 -O), 1.28 (m, 12H, (C H 2 ) 3 ), 0.87 (t, 6H, C H 3 ).
montre, de façon schématique et simplifiée, un véhicule spatial qui est équipé d’un propulseur ionique à grilles de type GIT, et à bord duquel le procédé de test de l’invention peut être utilisé ;
correspond à pour un propulseur ionique à grilles de type RIT ;
est un exemple de diagramme de présentation de résultats qui sont obtenus par le procédé de test de l’invention, selon un premier déroulement possible du procédé ;
correspond à pour un second déroulement possible du procédé ;
illustre une situation de sur-pervéance ;
illustre une situation optimale de pervéance ; et
illustre une situation de sous-pervéance.
Dans et , la référence 100 désigne un véhicule spatial, quel que soit le type de ce véhicule, par exemple un satellite ou une sonde spatiale. A l’intérieur de ce véhicule spatial 100, la référence 10 désigne un système de propulsion à plasma, communément désigné par l’acronyme PPS pour «Plasma Propulsion Subsystem» en anglais. Ce système de propulsion à plasma 10, qui est parfois qualifié de sous-système par rapport au véhicule spatial 100, comprend lui-même au moins un ensemble d’alimentation électrique 1, communément désigné par l’acronyme PPU pour «Power Processing Unit» en anglais, et au moins un propulseur ionique à grilles 2. L’ensemble d’alimentation électrique 1 et le propulseur ionique à grilles 2 qui sont représentés dans chacune de ces deux figures sont associés l’un avec l’autre pour que le propulseur 2 soit alimenté en énergie électrique de façon appropriée par l’ensemble d’alimentation électrique 1, afin de produire la force de poussée qui est voulue à chaque instant de fonctionnement du propulseur à plasma, alors que le véhicule spatial 100 est dans l’espace extraterrestre. D’une façon usuelle, l’ensemble d’alimentation électrique 1 est connecté entre un bus de puissance électrique et une masse électrique (non-représentés) du véhicule spatial 100, alors que les différents composants du propulseur 2 sont alimentés en courants et tensions électriques par l’intermédiaire de l’ensemble d’alimentation électrique 1. Lors d’un fonctionnement de chacun des propulseurs ioniques à grilles de et , la force de poussée qui est produite par ce propulseur et appliquée au véhicule spatial 100 résulte de la production, par le propulseur ionique à grilles, d’un faisceau d’ions qui est noté ions sur les figures.
Pour raison de clarté de la présente description, les composants du système de propulsion à plasma 10 qui sont montrés dans et sont limités à ceux concernés par l’invention. En particulier, chacun des propulseurs ioniques à grilles 2 de et comprend une ou plusieurs unités d’alimentation électrique de neutraliseur, ainsi qu’un système de gestion de gaz, qui ne sont pas représentés, et l’ensemble d’alimentation électrique 1 comprend des unités d’alimentation additionnelles et des interfaces correspondantes, qui ne sont pas représentées non plus.
Pour le véhicule spatial 100 de , le propulseur ionique à grilles 2 est du type à décharge continue désigné par GIT pour «Gridded Ion Thruster», ou dit de type Kaufman. Il comprend une enceinte à plasma 20, qui est munie d’une anode 21 et d’une cathode 22. L’anode 21 peut être située autour d’une ouverture de sortie de l’enceinte à plasma 20, par laquelle les ions sont destinés à sortir lors du fonctionnement du propulseur 2. La cathode 22 peut être située au niveau du fond de l’enceinte à plasma 20, à l’opposé de son ouverture de sortie. De façon connue, l’enceinte à plasma 20 est munie d’un électro-aimant 23, couramment appelé «magnet», qui participe à confiner le plasma à l’intérieur de l’enceinte 20. Pour produire le plasma dans l’enceinte 20, et constituer ainsi une source des ions qui sont éjectés vers l’extérieur du véhicule 100, une décharge électrique continue est créée dans l’enceinte 20 entre l’anode 21 et la cathode 22, en même temps qu’un gaz ionisable y est introduit.
Le propulseur ionique à grilles 2 comprend en outre au moins deux grilles conductrices électriquement, qui sont disposées parallèlement et à distance l’une de l’autre devant l’ouverture de sortie de l’enceinte à plasma 20. La première grille, appelée grille d’écran et désignée par la référence 24 a pour fonctions principales de contrôler la quantité d’ions qui sortent de l’enceinte à plasma 20 et de participer à accélérer les ions qui sortent de l’enceinte à plasma 20. Pour cela, la grille d’écran 24 est portée à une tension électrique positive qui est notée V PHV . La seconde grille, appelée grille d’accélération et désignée par la référence 25, contribue à accélérer les ions qui sortent de l’enceinte à plasma 20, en coopération avec la grille d’écran 24, et crée une barrière de potentiel électrique entre la grille d’écran et le neutraliseur 27 décrit plus loin, pour des électrons émis par ce dernier. Pour cela, la grille d’accélération 25 est portée à une tension électrique négative qui est notée V N HV . La grille d’écran 24 est intermédiaire entre l’ouverture de sortie de l’enceinte à plasma 20 et la grille d’accélération 25. Possiblement, le propulseur 2 peut comprendre au moins une troisième grille additionnelle. Une telle troisième grille, dite grille de décélération, peut être connectée électriquement à la masse électrique du véhicule spatial 100.
L’ensemble d’alimentation électrique 1 comprend une première unité d’alimentation qui est dédiée à l’alimentation de l’enceinte à plasma 20, désignée par la référence 11 et notée DC-plasma, une deuxième unité d’alimentation qui est dédiée à la polarisation de la grille d’écran 24, désignée par la référence 12 et notée PHV pour «positive high voltage» en anglais, et une troisième unité d’alimentation qui est dédiée à la polarisation de la grille d’accélération 25, désignée par la référence 13 et notée NHV pour «negative high voltage». Dans la partie générale de la présente description, l’unité d’alimentation 12 a été appelée unité d’alimentation électrique positive, et l’unité d’alimentation 13 a été appelée unité d’alimentation électrique négative. L’ensemble d’alimentation électrique 1 comporte un nœud commun de référence qui est communément désigné par CRP pour «Cathode Return Potential» en anglais, ou parfois NRP pour «Neutralizer Return Potential» en anglais. Ce nœud commun de référence CRP est lui-même connecté électriquement à la masse électrique du véhicule spatial 100 par un système conducteur de charges 19, parfois appelé «bleed resistor» en anglais. Les tensions électriques positive V PHV et négative V NHV sont définies par rapport à ce nœud commun de référence CRP. Pour cela, l’unité d’alimentation 12, qui est dédiée à la polarisation de la grille d’écran 24, possède une borne de sortie positive qui est connectée électriquement à cette grille d’écran 24, et une borne de sortie négative qui est connectée électriquement au nœud commun de référence CRP. Ainsi, la tension électrique V PHV qui est appliquée à la grille d’écran 24 est positive. Le courant électrique qui circule par la borne de sortie positive de l’unité d’alimentation 12 en direction de la grille d’écran 24 est noté I PHV , et appelé courant de grille d’écran. De façon similaire mais en inversant la polarité, l’unité d’alimentation 13, qui est dédiée à la polarisation de la grille d’accélération 25, possède une borne de sortie négative qui est connectée électriquement à cette grille d’accélération 25, et une borne de sortie positive qui est connectée électriquement au nœud commun de référence CRP. Le courant électrique qui circule par la borne de sortie négative de l’unité d’alimentation 13 en provenance de la grille d’accélération 25 est noté I N HV , et appelé courant de grille d’accélération. La tension électrique V N HV qui est appliquée ainsi à la grille d’accélération 25 est négative.
L’unité d’alimentation 11, qui est dédiée à l’alimentation de l’enceinte à plasma 20, possède une borne de sortie positive qui est connectée électriquement à l’anode 21, et une borne de sortie négative qui est connectée au nœud commun de référence CRP. Le courant électrique qui circule par la borne de sortie positive de l’unité d’alimentation 11 en direction de l’anode 21 est noté I d et appelé courant de décharge de plasma. La cathode 22 est connectée électriquement au nœud commun de référence CRP. La puissance électrique de génération du plasma, qui est fournie par l’unité d’alimentation 11 à l’enceinte à plasma 20, à travers l’anode 21 et la cathode 22, est égale au produit de la valeur du courant de décharge I d par la valeur d’une tension électrique V d de l’anode 21, déterminée par rapport au nœud commun de référence CRP. Cette puissance de génération de plasma peut être déterminée de façon interne à l’unité d’alimentation 11.
Le propulseur ionique à grilles 2 comprend en outre un neutraliseur 27, noté NEUTR., dont la fonction est d’émettre des électrons vers l’extérieur du propulseur 2 afin de neutraliser les ions qui sont émis pour produire la poussée. De façon connue, ce neutraliseur 27 est alimenté électriquement par plusieurs unités d’alimentation dédiées qui sont intégrées dans l’ensemble d’alimentation électrique 1, mais sans être représentées dans les figures. Une connexion électrique dédiée relie le neutraliseur 27 au nœud commun de référence CRP pour conduire à ce nœud un courant de retour de neutraliseur qui est noté I NEUTR . Le neutraliseur 27 détermine ainsi le potentiel électrique du nœud commun de référence CRP. De façon générale, le courant de faisceau, noté I beam , est donné par la formule : I beam = I PHV - I NHV - I PHV_EBS , où I PHV_EBS est un courant supplémentaire qui est fourni par l’unité d’alimentation 12 à la grille d’écran 14, sans participer à la poussée qui est produite parce qu’il est consommé par la rétro-circulation d’électrons à partir du neutraliseur 27 jusqu’à la grille d’écran 14. Le courant de faisceau I beam est le courant électrique qui correspond au faisceau des ions qui sont émis par le propulseur 2 vers l’extérieur du véhicule spatial 100. Lors d’un fonctionnement nominal du propulseur 2, c’est-à-dire lors d’un fonctionnement pour lequel la rétro-circulation d’électrons est très faible et négligeable, le courant de faisceau I beam est sensiblement égal à la différence entre le courant de grille d’écran et le courant de grille d’accélération : I beam ≈ I PHV - I NHV .
Les autres références qui sont indiquées dans , et qui seront reprises éventuellement dans , seront décrites ultérieurement.