ES2628484T3

ES2628484T3 - Mástil desplegable de despliegue espontáneo autónomo y satélite que incluye al menos dicho mástil

Info

Publication number: ES2628484T3
Application number: ES15182588.2T
Authority: ES
Inventors: Yannick Baudasse; Stéphane VEZAIN; Robain LACROIX; François Guinot
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2035-08-26
Also published as: CA2902034C; US20160068281A1; EP2993131A1; JP2016056947A; EP2993131B1; JP6623004B2; FR3025498A1; US9764857B2; FR3025498B1; CA2902034A1

Abstract

Mástil desplegable de despliegue espontáneo autónomo que incluye al menos un bloque (10) estructural elemental que tiene un eje X de despliegue longitudinal, incluyendo el bloque estructural elemental dos plataformas respectivamente (13) inferior y (12) superior paralelas a un plano YZ ortogonal al eje X y N etapas (E1,..., Ei, Ei+1,..., EN) apiladas unas encima de otras paralelamente al eje X de despliegue longitudinal, en la que N es superior a 1 y en la que i está comprendido entre 1 y N-1, incluyendo cada etapa (Ei) al menos seis brazos (11) de enlace longitudinales flexibles articulados por resortes de cinta métrica, que en posición desplegada están en unos planos paralelos al eje X y están inclinados con relación al eje X; las N etapas se fijan entre sí de dos en dos por medio de plataformas (15) de enlace paralelas al plano YZ, estando desfasadas angularmente dos etapas (Ei, Ei+1) inferior y superior contiguas relativamente entre sí por un giro alrededor del eje X de despliegue, e incluyendo unos medios de regulación de la velocidad de despliegue del mástil que comprenden una polea (160) principal motorizada fijada a la plataforma (13) inferior, y unas poleas (161a, 161b) secundarias no motorizadas adecuadas para ser arrastradas por la polea (160) principal por medio de al menos un cable (162a, 162b) o de una cinta.

Description

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DESCRIPCION

Mastil desplegable de despliegue espontaneo autonomo y satelite que incluye al menos dicho mastil

La presente invencion se refiere a un mastil desplegable de despliegue espontaneo autonomo y a un satelite que incluye al menos un mastil de ese tipo. Se aplica principalmente al campo de los equipos espaciales que deben desplegarse en orbita y mas particularmente a los equipos espaciales para satelites, tales como unos captadores o unas antenas o unos instrumentos de distancia focal larga tales como unos telescopios, por ejemplo.

Un mastil desplegable destinado a unir dos equipos espaciales alejados varios metros tal como se divulga en el documento EP 1 676 776 esta constituido generalmente por una pluralidad de segmentos de mastil apilados unos encima de otros, articulados entre sf y cuyo despliegue esta motorizado. Cada segmento de mastil esta compuesto generalmente por varias vigas ngidas articuladas por unas bisagras y bloqueadas por unos cerrojos. Este tipo de mastil presenta el inconveniente de necesitar la utilizacion de un motor para el despliegue y presenta un gran problema de masa y de fiabilidad de las articulaciones. Ademas, al ser ngidas las vigas, el mastil ocupa, en posicion almacenada, un volumen importante bajo la ojiva de un lanzador. Al ser limitado el espacio asignado a las estructuras desplegables bajo la ojiva de un lanzador, es importante reducir el volumen del mastil cuando esta en posicion almacenada, de manera que se optimice la superficie en posicion desplegada. De ese modo, el mastil debe presentar una relacion longitud desplegada/volumen apilado lo mas alta posible mientras se asegura una masa reducida, una estabilidad y una rigidez del mastil en posicion desplegada suficientemente elevadas para ser compatibles con unas aplicaciones espaciales.

Del objeto de la invencion el realizar un mastil desplegable que no incluya los inconvenientes de los mastiles desplegables existentes, que presente la ventaja de ser poco voluminoso, ligero, simple de realizar, que presente una optimizacion del volumen del mastil cuando esta almacenado bajo la ojiva de un lanzador, que permita un despliegue fiable en orbita sobre una gran longitud y el control del despliegue sin utilizacion de un motor y que permita una rigidez y una estabilidad del mastil cuando esta desplegado.

Para ello, la invencion se refiere a un mastil desplegable de despliegue espontaneo autonomo que incluye al menos un bloque estructural elemental que tiene un eje X de despliegue longitudinal, incluyendo el bloque estructural elemental dos plataformas respectivamente inferior y superior paralelas a un plano YZ ortogonal al eje X y N etapas apiladas unas encima de otras paralelamente al eje X de despliegue longitudinal, en donde N es superior a 1 y donde i esta comprendido entre 1 y N-1. Cada etapa incluye al menos seis brazos de enlace longitudinales flexibles articulados por resortes de cinta metrica, que en posicion desplegada estan en unos planos paralelos al eje X y estan inclinados sobre el eje X; las N etapas se fijan entre sf de dos en dos por medio de plataformas de enlace paralelas al plano YZ, estando desfasadas angularmente dos etapas inferior y superior contiguas relativamente entre sf por un giro alrededor del eje X de despliegue. El mastil incluye unos medios de regulacion de la velocidad de despliegue del mastil que comprenden por ejemplo una polea principal motorizada fijada a la plataforma inferior, y unas poleas secundarias no motorizadas adecuadas para ser arrastradas por la polea principal por medio de al menos un cable o de una cinta.

Las poleas secundarias pueden fijarse a la plataforma superior y a cada plataforma de enlace con un mismo cable o cinta que une las poleas secundarias de las diferentes plataformas a la polea principal.

Segun una alternativa, las poleas secundarias se fijan a la plataforma inferior, la polea principal esta escalonada e incluye tantas etapas como poleas secundarias, y los medios de regulacion de la velocidad comprenden tantos cables o cintas como poleas secundarias, respectivamente fijas a la plataforma superior y a cada plataforma de enlace.

Segun otra alternativa, las poleas secundarias se fijan a la plataforma inferior, la polea principal esta escalonada e incluye tantas etapas como poleas secundarias, y los medios de regulacion de la velocidad comprenden tantos cables o cintas como poleas secundarias, respectivamente fijas a la plataforma superior solamente.

Segun una caractenstica de la invencion, se fijan dos etapas contiguas respectivamente inferior y superior, entre sf mediante una plataforma de enlace comun a las dos etapas contiguas.

Preferentemente, cada plataforma superior, inferior y de enlace incluye unas patillas de fijacion reagrupadas por pares regularmente repartidas, estando dedicada cada patilla de fijacion a la fijacion del extremo de un brazo de enlace.

Segun otra caractenstica de la invencion, las patillas de fijacion estan orientadas hacia el exterior del mastil y para cada par de patillas de fijacion, los brazos de enlace en configuracion plegada estan orientados con un angulo comprendido entre 0° y 45° en el plano YZ, tangencialmente con relacion a la plataforma.

Cada brazo de enlace presenta ventajosamente unas zonas de pliegue (= zonas articuladas por resortes de cinta metrica) y unas zonas de no pliegue de seccion en arco de cfrculo, tales que el arco de cfrculo de las zonas de no pliegue sea mas largo que el de las zonas de pliegue.

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Las zonas de pliegue se situan tipicamente hacia los dos extremos del brazo de enlace y en una zona intermedia, y las secciones en arco de drculo de las zonas hacia los extremos pueden estar invertidas (diametralmente opuestas) con relacion a la seccion de la zona intermedia.

Se reparten al menos tres pares de patillas de fijacion alrededor de las plataformas inferior y superior, se reparten al menos seis pares de patillas de fijacion alrededor de cada plataforma de enlace. Cuando las plataformas son triangulares los pares de patillas de fijacion se reparten generalmente en los vertices de los triangulos pero esto no es indispensable.

Todos los brazos de enlace son ventajosamente identicos y de las mismas longitudes.

El mastil desplegable puede incluir varios bloques estructurales identicos apilados unos encima de otros.

Se posiciona ventajosamente un dispositivo de enclavamiento-liberacion del despliegue en cada plataforma de enlace para permitir despues del despliegue de dicha plataforma, la liberacion de la plataforma contigua que es superior a ella.

Los extremos del brazo de enlace bajo la forma de resortes de cinta metrica tienen un perfil que vana segun la posicion desplegada o plegada de los brazos de enlace; segun una caractenstica de la invencion, el dispositivo de enclavamiento-liberacion incluye unos medios de enclavamiento-liberacion en funcion de dicho perfil.

La invencion tiene tambien por objeto un satelite caracterizado porque incluye al menos un mastil desplegable de despliegue espontaneo autonomo tal como se ha descrito anteriormente.

Surgiran otras caractensticas y ventajas de la invencion con la lectura de la descripcion detallada que sigue, realizada a modo de ejemplo no limitativo y con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

la figura 1 representa esquematicamente un ejemplo de mastil segun la invencion de seis etapas, en posicion desplegada,

la figura 2 representa esquematicamente en perspectiva un ejemplo de mastil segun la invencion de tres etapas en curso de despliegue,

las figuras 3 representan esquematicamente un ejemplo de mastil segun la invencion en posicion almacenada, vista en perspectiva (fig. 3a) y visto desde arriba (fig. 3b),

las figuras 4 representan esquematicamente en perspectiva unos ejemplos de brazos de enlace equipados con resortes de cinta metrica segun la invencion, de seccion continua (figs. 4a y 4b), y unas secciones evolutivas mostradas en configuraciones plegada y desplegada (figs. 4c y 4d),

las figuras 5 representan esquematicamente visto en seccion un primer ejemplo de medios de regulacion de la velocidad del despliegue de un mastil segun la invencion de cuatro etapas, en configuracion almacenada (fig. 5a) y en curso de despliegue (fig. 5b), para un despliegue sincronizado de las diferentes etapas del mastil, la figura 6 representa esquematicamente visto en seccion un segundo ejemplo de medios de regulacion de la velocidad del despliegue del mastil segun la invencion de cuatro etapas, en curso de despliegue, para un despliegue sincronizado de las diferentes etapas del mastil,

las figuras 7 representan esquematicamente visto en seccion un ejemplo de medios de regulacion de la velocidad de despliegue del mastil segun la invencion, de cuatro etapas, en configuracion almacenada (fig. 7a), en curso de despliegue (figs. 7b y 7c) y desplegado (fig. 7d), para un despliegue secuencial de las diferentes etapas del mastil.

De una figura a otra, los mismos elementos se referencian con las mismas referencias.

En lo que sigue de la descripcion, las expresiones “inferior”, “superior”, “bajo”, “alto” se utilizan con referencia a la orientacion de las figuras descritas. En la medida en la que el dispositivo puede posicionarse segun otras orientaciones, la terminologfa direccional esta indicada a modo de ilustracion y no es limitativa.

La figura 1 ilustra un ejemplo de mastil desplegable de acuerdo con la invencion, en posicion desplegada segun un eje X de despliegue longitudinal, incluyendo el mastil un bloque estructural elemental de varias etapas. Un bloque 10 estructural elemental esta constituido al menos por una plataforma 13 inferior, una plataforma 12 superior, una o varias plataformas 15 de enlace y N etapas E1,..., Ei, Ei+1,..., EN, en las que N es un numero entero superior a uno e i esta comprendido entre 1 y N-1 incluidos, apiladas unas encima de otras paralelamente al eje X de despliegue longitudinal y fijadas ngidamente entre sf de dos en dos. Dos etapas contiguas Ei y Ei+1 pueden fijarse entre sf por medio de una plataforma 15 de enlace comun a las dos etapas contiguas. Las dos plataformas 13 inferior y 12 superior y las plataformas 15 de enlace son paralelas a plano YZ ortogonal al eje X; son ngidas y tienen una forma preferentemente simetrica alrededor del eje X tal que como por ejemplo una forma de disco o de anillo, o pueden tener un contorno periferico poligonal (triangular por ejemplo tal como se muestra en las figuras) o circular.

Una etapa del bloque 10 estructural elemental incluye al menos seis brazos de enlace equipados con resortes de cinta metrica (en ingles: tape-spring) 11 que desplegados se extienden en unos planos paralelos al eje X, y cuyos extremos se fijan respectivamente a la plataforma 12 superior, o una plataforma 13 inferior o a una plataforma 15 de enlace. Los resortes de cinta metrica son todos identicos, todos tienen la misma longitud y la misma forma. Cada

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brazo de enlace equipado con resorte de cinta metrica incluye un extremo inferior fijado ngidamente a una plataforma de una etapa inferior Ei y un extremo superior fijado ngidamente a una plataforma de una etapa superior Ei+1 contigua a la etapa inferior Ei. Con este fin, cada plataforma superior e inferior y cada plataforma de enlace incluye unas patillas 14 de fijacion repartidas sobre su periferia, estando dedicada cada patilla de fijacion a la fijacion de un extremo de un brazo de enlace equipado con un resorte de cinta metrica.

Es posible incrementar la longitud del mastil apilando varios bloques estructurales elementales unos encima de otros.

El presente solicitante ha descrito en la Solicitud de Patente EP 14160636.8 un mastil desplegable de despliegue espontaneo autonomo que incluye las plataformas unidas entre sf por al menos tres resortes de cinta metrica. En posicion desplegada, los resortes de cinta metrica son paralelos al eje X del mastil y en posicion agrupada estan plegados de dos en dos en el sentido de la longitud radialmente hacia el interior del mastil o hacia el exterior. Esta estructura ofrece sin embargo algunos problemas de estabilidad durante el despliegue: las cintas pueden desplegarse de una manera no sincronizada y no regular debido a la posicion y la orientacion de las cintas. En el despliegue, la orientacion de las cintas no permite oponer resistencia a la torsion.

Segun la invencion, en posicion desplegada los brazos de enlace articulados por resortes de cinta metrica estan en unos planos paralelos a la direccion X de despliegue, pero como se ilustra en la figura 2, no se despliegan paralelamente al eje X del mastil; desplegados estan inclinados con relacion a X como se puede ver en la figura 1. Esta inclinacion permite a los brazos de enlace equipados con resortes de cinta metrica recuperar las cargas y los momentos aplicados sobre las plataformas bajo la forma de una fuerza segun su eje de despliegue (es decir segun su propia fibra neutra) lo que es mas favorable en terminos de recuperacion de la carga. Entre dos plataformas contiguas, y cuando se despliegan, forman pares de figuras que se asemejan a unas V y/o a unas V invertidas, pudiendo ser la punta de las V mas o menos puntiaguda segun la separacion de las patillas de fijacion de los extremos de los brazos de enlace. Cuanto mas reducida es esta separacion mas directo es la transmision del esfuerzo, lo que permite equilibrar el empuje de los brazos de enlace equipados con resortes de cinta metrica y tambien incrementar la rigidez. En configuracion agrupada (o almacenada) mostrada en las figuras 3a y 3b, los brazos de enlace equipados con cintas no estan plegados radialmente; estan plegados de dos en dos segun su longitud hacia el exterior y cada cinta plegada forma tfpicamente con una de las dos plataformas a las que esta fijada, un angulo a comprendido entre 0° y 45°, lo que ofrece una mejor estabilidad de despliegue y es menos voluminoso. El angulo a se define por la direccion de un brazo de enlace plegado con relacion a la tangente de un cfrculo que pasa en un plano YZ por las zonas de anclaje de las patillas de fijacion. Este angulo a se determina tfpicamente en funcion de la longitud del mastil, de su volumen en configuracion almacenada y de la rigidez deseada.

Los resortes de cinta metrica son conocidos en el campo espacial como unas cintas o unas laminas flexibles que tienen una primera cara 114 convexa, una segunda cara 115 concava y que tienen una seccion en arco de cfrculo de radio de curvatura R, como se ha representado por ejemplo en las figuras 4a y 4b. Los resortes de cinta metrica tienen una tendencia natural a desplegarse longitudinalmente de manera autonoma, esencialmente gracias a su energfa elastica propia, sin utilizacion de un motor.

En el marco de la invencion, se pueden utilizar unos brazos de enlace equipados con resortes de cinta metrica comerciales de seccion constante en toda la longitud del resorte de cinta metrica. Como se han mostrado en las figuras 4c y 4d para cada caso con el brazo de enlace en configuracion plegada y desplegada, se pueden utilizar tambien unos resortes de cinta metrica que tienen una seccion evolutiva en su longitud con el fin de optimizar los rendimientos; tfpicamente la necesidad de seccion en arco de cfrculo no es indispensable mas que en las zonas de los pliegues. Cada brazo de enlace presenta unas zonas 112 de pliegue articuladas por resortes de cinta metrica, que se situan hacia los dos extremos 111 y una zona intermedia, y unas zonas 113 de no pliegue. Segun un modo de realizacion de la invencion, las zonas 113 de no pliegue presentan una seccion en arco de cfrculo mas larga que el angulo del cfrculo de las zonas 112 de pliegue como se muestra en la figura 4d, y que puede ser maxima formando entonces un cfrculo completo que define entonces unas zonas tubulares como se muestra en las figuras 4c: esto favorece la resistencia a la oscilacion. Ademas, las secciones en arco de cfrculo de las zonas de pliegue los extremos 111 pueden invertirse con relacion a la seccion de la zona intermedia de pliegue como se muestra en la figura 4c: se obtiene de ese modo una misma fuerza de despliegue en todas las zonas plegadas. Cuando las secciones en arco de cfrculo son identicas para todas las zonas de pliegue, se obtienen unas fuerzas de despliegue diferentes segun las zonas plegadas. En el ejemplo de la figura 4d, el brazo de enlace incluye un resorte de cinta metrica en toda su longitud.

Los resortes de cinta metrica pueden orientarse de manera que presenten su cara concava orientada hacia el exterior del mastil, pero es posible igualmente orientarlos en sentido contrario de manera que presenten su cara concava orientada hacia el interior del mastil.

Se hace referencia a la figura 1. Cada etapa incluye al menos seis brazos 11 de enlace equipados con resortes de cinta metrica que se extienden en posicion desplegada, en unos planos paralelos al eje X de despliegue longitudinal e inclinados con relacion al eje X, equipados los seis brazos 11 de enlace con resortes de cinta metrica 11 que incluyen dos extremos opuestos respectivamente fijados sobre unas plataformas 15 de enlace o sobre la plataforma

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12 superior o sobre la plataforma 13 inferior. Para asegurar la fijacion de los extremos de los brazos 11 de enlace de las dos etapas contiguas Ei, Ei+1, el numero de patillas 14 de fijacion de cada plataforma 15 de enlace es dos veces mayor que el numero de brazos 11 de enlace de una etapa Ei del bloque 10 estructural elemental. De ese modo, en el caso de que cada etapa Ei del bloque estructural elemental incluye seis brazos 11 de enlace, cada plataforma 15 de enlace incluye doce patillas de fijacion reagrupadas en seis pares preferentemente repartidos de modo regular alrededor de la plataforma: tres pares sobre los que se fijan respectivamente seis brazos 11 de enlace de la etapa inferior Ei y tres pares sobre los que se fijan respectivamente seis brazos 11 de enlace de la etapa contigua superior Ei+1. Preferentemente estos seis pares se reagrupan a su vez en tres cuartetos 141 de patillas de fijacion que se pueden ver en la figura 3b. Una etapa que incluya ocho brazos de enlace incluira dos veces cuatro pares de patas de fijacion, preferentemente reagrupadas en cuatro cuartetos, etc.

Las patillas 14 de fijacion estan realizadas de manera que se extiendan hacia el exterior del bloque 10 estructural elemental y por tanto hacia el exterior del mastil. Son solidarias con cada plataforma de enlace y se montan tfpicamente sobre la periferia externa de cada plataforma.

Estas patillas de fijacion pueden fijarse directamente a la plataforma. Las patillas 14 de fijacion solidarias con cada plataforma 15 de enlace pueden situarse en el plano YZ de la plataforma 15 de enlace correspondiente o inclinarse con relacion al plano YZ de esta plataforma, estando orientada la inclinacion en unos sentidos opuestos para los brazos de enlace de la etapa superior Ei+1 con relacion a la etapa inferior Ei. Las patillas de fijacion de los brazos de enlace de la etapa inferior Ei pueden estar inclinadas hacia la parte alta del mastil mientras que las patillas de fijacion de los brazos del enlace de la etapa superior Ei+1 estan inclinadas hacia la parte baja del mastil, de manera que se cree una zona 17 de solape longitudinal entre dos etapas contiguas Ei y Ei+1, lo que presenta la ventaja de incrementar la rigidez del mastil y mejorar la compacidad del bloque 10 estructural elemental cuando se repliega en posicion almacenada. Dos plataformas 15 de enlace consecutivas, que pertenecen por tanto a una misma etapa Ei, incluyen de ese modo unas patillas de fijacion orientadas en unos sentidos opuestos con relacion al plano YZ de las dos plataformas de enlace.

Segun una alternativa, las patillas 14 de fijacion de un cuarteto se fijan a la plataforma por medio de una zona de anclaje por ejemplo de 5 ramas repartidas en estrella, una en la prolongacion del contorno de la plataforma, las otras dedicadas a las cuatro patillas de fijacion como se puede ver en la figura 3b, con dos ramas dedicadas a la fijacion de los resortes de cinta metrica de la etapa inferior Ei, y las dos otras ramas dedicadas a la fijacion de los resortes de cinta metrica de la etapa superior Ei+1.

Los extremos de los brazos 11 de enlace de cada etapa Ei pueden fijarse por insercion por medio de bridas montadas sobre las patillas 14 de fijacion de las plataformas 15 de enlace o sobre las patillas 14 de fijacion de las plataformas 12 superior o 13 inferior, o pueden fijarse por remache, atornillado o por encolado. En el caso de que el mastil incluya varios bloques 10 estructurales elementales, las plataformas 13 inferior y 12 superior situadas en la base y en la cima de cada bloque 10 estructural elemental aseguran el enlace entre el brazo 11 de enlace de dos bloques estructurales elementales consecutivos.

Preferentemente, para que el mastil este equilibrado, las patillas 14 de fijacion y los brazos 11 de enlace equipados con resortes de cinta metrica 11 que se fijan en ellos, estan regularmente espaciados alrededor del eje X de despliegue longitudinal y para cada plataforma de enlace, los angulos que separan dos cuartetos de patillas de fijacion pueden tener unos valores identicos.

Dos etapas contiguas se desfasan regularmente una con relacion a otra por un giro alrededor del eje X de despliegue de manera que se intercale el brazo de enlace equipado con resortes de cinta metrica de una etapa inferior Ei entre los brazos de enlace equipados con resortes de cinta metrica de una etapa contigua superior Ei+1, y se intercalen las patillas de fijacion de una etapa inferior Ei entre las patillas de fijacion de una etapa contigua superior Ei+1 y para que entre dos plataformas consecutivas, los brazos de enlace equipados con resortes de cinta metrica formen unas figuras en V y/o en V invertida.

Cuando un bloque 10 estructural elemental se repliega en posicion almacenada, se encuentra en un estado compacto y todas las plataformas 12 superior, 13 inferior y 15 de enlace que separan las diferentes etapas del bloque estructural elemental se apilan unas por encima de otras como se ha representado en las vistas de las figuras 3a y 3b en las que puede verse el brazo de enlace equipado con resortes de cinta metrica replegado hacia el exterior del mastil. En la figura 1, el bloque 10 estructural elemental incluye seis etapas con seis brazos de enlace equipados con resortes de cinta metrica por etapa, es decir un total de 36 brazos de enlace regularmente repartidos sobre la circunferencia de una corona anular constituida por un apilado de todas las plataformas superior, inferior y de enlace del bloque estructural elemental en el estado agrupado. En el estado compacto, los brazos 11 de enlace se repliegan de dos en dos sobre sf mismos en el sentido de su longitud, siendo realizado el plegado hacia el exterior del mastil con las patillas de fijacion extendiendose hacia el exterior del mastil como se ha representado en las figuras 3a y 3b. Dos plataformas 15 de enlace consecutivas, que pertenecen por tanto a una misma etapa Ei, incluyen unas zonas de anclaje cuya separacion se determina de manera que se asegure un plegado elastico maximo de los brazos de enlace equipados con resortes de cinta metrica. Esta separacion es identica para cada par de zonas de anclaje.

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Los brazos 11 de enlace equipados con resortes de cinta metrica se realizan en un material compatible con un entorno espacial y pueden realizarse en un material metalico o en un material compuesto tal como, por ejemplo unas fibras de carbono embebidas en una resina epoxi o en una resina de cianato. Los materiales compuestos se prefieren porque tienen un coeficiente de dilatacion con la temperatura mucho mas reducido que los materiales metalicos. Las plataformas superior e inferior y las plataformas de enlace son preferentemente de carbono.

El mastil no incluye ninguna articulacion en tanto que tal, ni ninguna bisagra, ni ningun pivote, ni ningun motor de despliegue. En posicion almacenada, todos los brazos 11 de enlace equipados con resortes de cinta metrica 11 de todas las etapas estructurales elementales Ei almacenan energfa elastica debido a las restricciones que los mantienen en posicion plegada de dos en dos. El mantenimiento de los brazos 11 de enlace equipados con resortes de cinta metrica en posicion plegada se asegura mediante un sistema de apilamiento. El despliegue del mastil se inicia por la liberacion del sistema de apilamiento. El despliegue se realiza entonces de manera pasiva por relajacion de las restricciones sobre los resortes de cinta metrica durante su extension y por la liberacion de la energfa elastica almacenada por los resortes de cinta metrica. Para que el despliegue no sea demasiado violento, se utilizan preferentemente unos medios de regulacion de la velocidad que permiten controlar el despliegue del mastil. Por ejemplo, la velocidad de extension de los resortes de cinta metrica puede controlarse mediante un desenrollado progresivo de un cable administrado por un motor.

Estos medios de regulacion de la velocidad de despliegue se reparten ventajosamente en al menos tres dispositivos de regulacion de la velocidad identicos; incluyen tres en nuestro ejemplo repartidos sobre la periferia de las plataformas. Estos medios de regulacion de la velocidad se describen con relacion a las figuras 5, 6 y 7 en las que se pueden ver en seccion dos dispositivos 16a y 16b de regulacion de la velocidad. Cada dispositivo 16a o 16b de regulacion de la velocidad incluye tipicamente:

- una unica polea 160 principal motorizada fijada a la plataforma inferior y comun a todos los dispositivos 16a, 16b de frenado, y

- unas poleas 161a, 161b secundarias no motorizadas adecuadas para ser arrastradas por la polea 160 principal por medio de al menos un cable 162a, 162b de enlace. Se puede sustituir el cable por una cinta es decir una banda de seccion plana. Es posible igualmente desenrollar simultaneamente sobre la misma etapa de polea varios cables o bandas como se ha representado en las figuras 5a y 5b. La polea principal puede incluir varias gargantas para arrastrar varios cables.

Se distinguen unos medios de regulacion de la velocidad de despliegue sincronizado, todas las etapas se despliegan de manera sincronizada y unos medios de regulacion de la velocidad de despliegue secuencial, desplegandose entonces la primera etapa antes que la segunda que se despliega antes que la tercera, etc.

Segun un primer modo de realizacion del que se muestra un ejemplo en las figuras 5a y 5b, un dispositivo 16a o 16b de regulacion sincronizado de la velocidad de medios de despliegue que incluye una o dos poleas 161a, 161b secundarias fijadas a la plataforma 12 superior y a cada plataforma 15 de enlace; un mismo cable o cinta 162a, 162b une las polea secundarias de diferentes plataformas a la polea 160 principal.

Segun otra configuracion descrita con relacion a la figura 6, un dispositivo 16a o 16b de regulacion sincronizado de la velocidad de medios de despliegue incluye:

- unas poleas 161a, 161b secundarias fijadas a la plataforma 13 inferior, y respectivamente dedicadas a la plataforma 12 superior y a cada plataforma 15 de enlace,

- unos cables o cintas 162a, 162b que unen respectivamente la polea 160 principal a dicha plataforma superior o de enlace, a traves de la polea secundaria correspondiente. Esta polea principal esta escalonada y los diametros de las diferentes etapas de polea se calculan para permitir un despliegue homogeneo de las diferentes etapas. En el caso de una configuracion de 4 etapas, la plataforma superior debe recorrer una distancia 4 veces superior a la de la 1a etapa, los diametros de la polea 160 escalonada principal debenan por tanto incluir la separacion correspondiente.

Segun otro modo de realizacion del que se muestra un ejemplo en las figuras 7a a 7d, un dispositivo 16a o 16b de regulacion secuencial de la velocidad de los medios de despliegue incluye:

- una unica polea 161a, 161b secundaria fijada a la plataforma 13 inferior,

- un mismo cable o cinta 162a, 162b que une la polea 160 principal a la plataforma 12 superior a traves de esta polea secundaria, y

- un dispositivo de enclavamiento/liberacion de las plataformas 15 de enlace y 12 superior.

Este dispositivo de enclavamiento/liberacion mostrado en las figuras 7a y 7b en ampliacion, incluye para cada etapa Ei un gancho 163a, 163b vinculado a la plataforma 12 superior o a la plataforma 15 de enlace superior de esta etapa Ei (salvo eventualmente la plataforma de enlace superior de la etapa E1, estando controlado el despliegue de esta primera etapa por la liberacion del sistema de apilamiento que mantiene la estructura en configuracion almacenada durante la fase de lanzamiento, y mantenido a continuacion, posteriormente regulado en velocidad por la polea principal segun que este en parada como se ha simbolizado por una X en las figuras 7a y 7d, o en marcha como se ha simbolizado por una flecha redondeada en las figuras 7b y 7c). El otro extremo del gancho esta destinado a

engancharse durante el enclavamiento a la plataforma de enlace inferior de esta etapa Ei de la manera siguiente. Este otro extremo tiene una forma en “U” en el plano YZ de esta plataforma inferior. Las ramas de la “U” llegan a engancharse en unas muescas previstas con este fin en el extremo 111 superior del brazo 11 de enlace (este extremo esta bajo la forma de un resorte de cinta metrica) fijado por sf mismo a esta plataforma inferior. Cuando esta 5 plataforma inferior esta en posicion almacenada, este extremo 111 se aplana y las ramas de la “U” se enganchan en el resorte de cinta metrica bloqueando asf su despliegue: la plataforma inferior esta entonces enganchada a su plataforma superior por el gancho. El despliegue del brazo de enlace equipado con resortes de cinta metrica implica la deformacion de estos extremos que retoman su forma curvilmea (posicion de reposo). Desde que este extremo 111 se curva hacia el interior de la “U” gracias a su energfa elastica, las ramas de la “U” se liberan de las muescas: 10 el gancho ya no bloquea el despliegue del resorte de cinta metrica. Los ganchos se liberan de ese modo poco a poco de manera secuencial asf como las plataformas 15 de enlace y la plataforma superior 12 correspondientes. Este dispositivo de enclavamiento-liberacion puede instalarse tambien sobre el mastil independientemente de otros elementos (poleas, cables, etc.) de los medios de regulacion de la velocidad.

Para unas aplicaciones espaciales, el mastil puede utilizarse por ejemplo para alejar un aparato o una antena de la 15 carcasa de un satelite. En este caso, la plataforma 13 inferior de la etapa inferior del mastil esta fijada sobre la carcasa del satelite y el aparato a alejar se fija a la plataforma 12 superior de la etapa superior del mastil.

Aunque la invencion se haya descrito en conexion con unos modos de realizacion particulares, es evidente que no esta limitada por ello y que comprende todos los equivalentes tecnicos de los medios descritos asf como sus combinaciones si estas entran en el marco de la invencion.

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Claims

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REIVINDICACIONES

1. Mastil desplegable de despliegue espontaneo autonomo que incluye al menos un bloque (10) estructural elemental que tiene un eje X de despliegue longitudinal, incluyendo el bloque estructural elemental dos plataformas respectivamente (13) inferior y (12) superior paralelas a un plano YZ ortogonal al eje X y N etapas (E1,..., Ei, Ei+1,..., EN) apiladas unas encima de otras paralelamente al eje X de despliegue longitudinal, en la que N es superior a 1 y en la que i esta comprendido entre 1 y N-1, incluyendo cada etapa (Ei) al menos seis brazos (11) de enlace longitudinales flexibles articulados por resortes de cinta metrica, que en posicion desplegada estan en unos planos paralelos al eje X y estan inclinados con relacion al eje X; las N etapas se fijan entre sf de dos en dos por medio de plataformas (15) de enlace paralelas al plano YZ, estando desfasadas angularmente dos etapas (Ei, Ei+1) inferior y superior contiguas relativamente entre sf por un giro alrededor del eje X de despliegue, e incluyendo unos medios de regulacion de la velocidad de despliegue del mastil que comprenden una polea (160) principal motorizada fijada a la plataforma (13) inferior, y unas poleas (161a, 161b) secundarias no motorizadas adecuadas para ser arrastradas por la polea (160) principal por medio de al menos un cable (162a, 162b) o de una cinta.
2. Mastil desplegable segun la reivindicacion anterior, caracterizado porque al menos se fija una polea (161a, 161b) secundaria a la plataforma (12) superior y a cada plataforma (15) de enlace y porque un mismo cable (162a, 162b) o cinta une las poleas secundarias de las diferentes plataformas a la polea (160) principal.
3. Mastil desplegable segun la reivindicacion 1, caracterizado porque las poleas (161a, 161b) secundarias se fijan a la plataforma (13) inferior, la polea (160) principal incluye tantas etapas como poleas secundarias y porque los medios de regulacion de la velocidad comprenden tantos cables (162a, 162b) o cintas como poleas secundarias, respectivamente fijas a la plataforma (12) superior y a cada plataforma (15) de enlace.
4. Mastil desplegable segun la reivindicacion 1, caracterizado porque las poleas (161a, 161b) secundarias se fijan a la plataforma (13) inferior, la polea (160) principal incluye tantas etapas como poleas secundarias, y porque los medios de regulacion de la velocidad comprenden tantos cables (162a, 162b) o cintas como etapas de la polea (160) principal y/o plataformas (15) moviles y (12) superior, fijandose los cables o cintas a la plataforma (12) superior.
5. Mastil desplegable segun la reivindicacion anterior, caracterizado porque dos etapas contiguas (Ei, Ei+1) respectivamente inferior y superior, se fijan entre sf mediante una plataforma (15) de enlace comun a las dos etapas (Ei, Ei+1) contiguas.
6. Mastil desplegable segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada plataforma (12) superior, (13) inferior y (15) de enlace incluye unas patillas (14) de fijacion reagrupadas por pares regularmente repartidas, estando dedicada cada patilla de fijacion a la fijacion del extremo (111) de un brazo de enlace.
7. Mastil desplegable segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las patillas (14) de fijacion estan orientadas hacia el exterior del mastil y porque para cada par de patillas de fijacion, los brazos de enlace en configuracion plegada estan orientados con un angulo comprendido entre 0° y 45° en el plano YZ, tangencialmente con relacion a la plataforma.
8. Mastil desplegable segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada resorte de cinta metrica (11) presenta unas zonas (112) de pliegue de seccion en arco de cfrculo y unas zonas (113) de no pliegue de seccion en arco de cfrculo y porque el arco de cfrculo de las zonas de no pliegue es mas largo que el de las zonas de pliegue.
9. Mastil desplegable segun la reivindicacion anterior, caracterizado porque las zonas (112) de pliegue se situan en los dos extremos (111) del brazo de enlace y en una zona intermedia, y porque las secciones en arco de cfrculo de las zonas en los extremos estan diametralmente opuestas con relacion a la seccion de la zona intermedia.
10. Mastil desplegable segun la reivindicacion 8, caracterizado porque las zonas (112) de pliegue se situan en los dos extremos (111) y en una zona intermedia y tienen una seccion en arco de cfrculo, y porque las secciones de las zonas (113) de no pliegue tiene una seccion tubular.
11. Mastil desplegable segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada plataforma (15) de enlace incluye al menos seis pares de patillas (14) de fijacion.
12. Mastil desplegable segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque todos los brazos (11) de enlace son identicos.
13. Mastil desplegable segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye varios bloques (10) estructurales identicos apilados unos encima de los otros.
14. Mastil desplegable segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se posiciona un dispositivo (111, 114, 163a, 163b) de enclavamiento-liberacion del despliegue sobre cada plataforma (15) de enlace para permitir despues del despliegue de dicha plataforma, la liberacion de la plataforma contigua que es superior a ella.
15. Mastil desplegable segun la reivindicacion anterior, caracterizado porque los extremos (111) del brazo de enlace bajo la forma de resortes de cinta metrica tienen un perfil variable segun la posicion desplegada o plegada de los brazos de enlace, y porque el dispositivo de enclavamiento-liberacion incluye unos medios de enclavamiento- liberacion en funcion de dicho perfil.

5 16. Satelite caracterizado porque incluye al menos un mastil desplegable de despliegue espontaneo autonomo,

segun una de las reivindicaciones anteriores.