Sistema de tirante activo que permite la sujeción y la liberación sin golpes de apéndices espaciales.

Dispositivo de tirante activo que permite la sujeción y la liberación sin golpes de apéndices espaciales (AP),

comprendiendo dicho dispositivo de tirante activo:

* una base fija (4);

* un tirante activo (10) atornillado en dicha base fija (4);

* un mecanismo retráctil de liberación (11a, 11b, 12a, 12b) del tirante activo (10) que permite, en su posiciónrecogida, la sujeción, en su lugar, de dicho tirante activo (10);

* una tuerca (3) de tensado del conjunto,

caracterizado porque dicho tirante activo (10) comprende un calentador interno (13) o externo, y porque dichotirante activo (10) está constituido al menos parcialmente por un material con un alto coeficiente de dilatación térmica(AI), superior o igual a aproximadamente 20x10-6, por ejemplo aluminio o aleaciones con memoria de forma, de talmodo que, bajo la acción del calentador interno (13) o externo, el tirante activo (10) se puede dilatar, retrayendo elmecanismo retráctil de liberación (11a, 11b, 12a, 12b) del tirante activo (10) y permitiendo, por lo tanto, la liberaciónsin golpes de dichos apéndice espaciales (AP).

Sistema de tirante activo que permite la sujeción y la liberación sin golpes de apéndices espaciales La presente invención se refiere al campo espacial y, de manera más precisa, consiste en un sistema de tirante activo que permite la sujeción y la liberación sin golpes de apéndices espaciales.

Por apéndices espaciales se entienden los equipos espaciales destinados a desplegarse en el espacio, como generadores solares o antenas, por ejemplo. La invención consiste en una solución simple y robusta que permite la liberación sin golpes de este tipo de apéndices espaciales.

Este tipo de sistema tiene como función, en primer lugar, mantener en posición recogida uno o varios apéndices espaciales, es decir, de forma general, los elementos móviles desplegables a ambos lados del cuerpo del satélite, y, en segundo lugar, liberar sin golpes dichos apéndices. La invención se refiere principalmente, pero no de manera exclusiva, al caso en el que los apéndices espaciales son unos generadores solares. El sistema de sujeción en la posición recogida y de liberación de los apéndices está principalmente constituido de forma tradicional por una tuerca rompible y por un tirante de tensado. En concreto, en los sistemas conocidos, el tirante participa, con la tuerca, en el tensado de una serie de elementos apilados, como unos generadores solares plegados unos sobre otros con el objetivo de minimizar el volumen del satélite de cara al lanzamiento, y que permiten el paso de las cargas de lanzamiento por fricción.

Sin embargo, es sabido que, en este tipo de dispositivo, el tirante presenta unos defectos geométricos que pueden ser importantes, en particular si el número de elementos apilados es elevado. Como se muestra en la figura 2, dichos defectos geométricos pueden ser unos defectos de inclinación o de desplazamiento por ejemplo. Estos defectos geométricos pueden generar unos defectos dinámicos que se traducen en unas fuerzas radiales o unos momentos de empotramiento que se ejercen en los extremos del tirante.

No tener en cuenta estos defectos puede generar graves averías, llegando incluso a no desplegarse los apéndices espaciales, y pudiendo implicar por lo tanto la pérdida de la misión.

Otro problema conocido reside en el golpe que se puede producir durante la liberación del tirante. El dispositivo de tuerca, mencionado con anterioridad, se encarga de liberar el tirante. Ahora bien, dicho tirante se encuentra, en el momento de su liberación, en un estado contraído y su brusca liberación puede causar unos golpes que pueden alterar los apéndices espaciales o al propio satélite. En el caso de determinados dispositivos actuales, el problema es doble. En efecto, en primer lugar, el tirante se libera mediante un cierre pirotécnico cuya explosión genera un primer golpe. A continuación, al tensarse el tirante antes de liberarse, su liberación brusca, ya comentada, puede generar daños al nivel de los apéndices espaciales o de la estructura portadora. Con el objetivo de minimizar este problema, se han desarrollado unas tuercas denominadas de bajo impacto, o « low shock » de acuerdo con la expresión anglosajona específica. Este tipo de tuercas, complejas, son por lo general de un solo uso y se pueden reacondicionar. Sin embargo, la característica « low shock » de estas tuercas solo se puede aplicar a la liberación del tirante, y no a la liberación de los apéndices propiamente dichos. En efecto, los defectos geométricos del tirante realmente no se compensan y, de manera particular, en el caso en el que el tirante es de gran tamaño, se sigue produciendo una expansión brusca del tirante que puede generar una sacudida a veces importante, llegando el tirante a golpear los apéndices espaciales. Esto se explica en particular por el hecho de que la liberación del tirante tensado sigue siendo sensible a las desviaciones angulares de dicho tirante.

En resumen, no existe ninguna solución satisfactoria en el estado de la técnica para superar a la vez los defectos geométricos del tirante y permitir su liberación sin golpes. La invención propone una solución simple y robusta para resolver este doble problema. Esta se basa esencialmente en el uso de un dispositivo de tirante activo, controlado por medio de un calentador interno a dicho tirante o externo.

Para este propósito, la invención tiene por objeto un dispositivo de tirante activo que permite la sujeción y la liberación sin golpes de apéndices espaciales, comprendiendo dicho dispositivo de tirante activo:

• una base fija;

• un tirante activo atornillado en dicha base fija;

• un mecanismo retráctil de liberación del tirante activo que permite, en posición recogida, la sujeción, en su lugar, de dicho tirante activo;

• una tuerca de tensado del conjunto, caracterizado porque dicho tirante activo comprende un calentador interno

o externo, y porque dicho tirante activo está constituido al menos parcialmente por un material con un alto coeficiente de dilatación térmica, superior o igual a aproximadamente 20x10-6, por ejemplo aluminio o aleaciones con memoria de forma, de tal modo que, bajo la acción del calentador interno o externo, el tirante activo se puede dilatar, replegando el mecanismo retráctil de liberación del tirante activo, y que permite en consecuencia la liberación sin golpes de dichos apéndices espaciales.

En un modo de implementación de la invención, el tirante está constituido por varias capas de materiales que alternan unas capas de materiales con un bajo coeficiente de dilatación térmica, inferior o igual a 1, 5x10-6, como el Invar™, y unas capas de materiales con un alto coeficiente de dilatación térmica, superior o igual a

aproximadamente 20x10-6, por ejemplo aluminio o aleaciones con memoria de forma.

El material con bajo coeficiente de dilatación térmica puede ser Invar™.

El material con un alto coeficiente de dilatación térmica puede ser aluminio o cualquier material con memoria de forma.

Los apéndices espaciales son, por ejemplo, unos generadores solares o unas antenas.

De manera ventajosa el mecanismo retráctil de liberación del tirante activo está constituido por un conjunto de pinzas retráctiles sujetas en su posición por medio de unos muelles.

De manera ventajosa, la base fija puede comprender una rótula en la cual está atornillado el tirante activo, para facilitar la liberación sin golpes de dicho tirante activo.

La invención consiste, además, en un procedimiento de liberación sin golpes de apéndices espaciales, caracterizado porque comprende el uso de un dispositivo de tirante activo como el que se ha descrito con anterioridad, y que implementa las siguientes etapas:

• una etapa de liberación a lo largo de la cual el calentador interno o externo del tirante activo se activa y provoca el alargamiento de dicho tirante activo, y, bajo el efecto en particular del alargamiento del tirante activo, el mecanismo retráctil de liberación del tirante activo se contrae y deja el paso libre al tirante activo;

• una etapa de despliegue a lo largo de la cual se lleva a cabo la apertura completa de los apéndices espaciales.

De manera ventajosa, el procedimiento de acuerdo con la invención puede comprender, además, una etapa de reacondicionamiento de dicho dispositivo de tirante activo.

De manera ventajosa, al estar constituido el tirante activo por un material con memoria de forma, la etapa de reacondicionamiento se traduce en:

• el calentamiento del tirante por la acción del calentador interno o externo;

• la compresión del tirante por medio de una prensa;

• el enfriamiento del tirante activo, que recupera su forma inicial;

• el reposicionamiento de los apéndices espaciales y la recolocación del mecanismo retráctil de liberación del tirante activo.

Se mostrarán otras características y ventajas de la invención por medio de la descripción que sigue, que se hace en referencia a los dibujos adjuntos, que representan:

• la figura 1a: la vista esquemática de un satélite que comprende unos apéndices espaciales en posición recogida;

• la figura 1b: la vista esquemática de un satélite que comprende unos apéndices espaciales en proceso de despliegue;

• la figura 1c: la vista esquemática de un satélite que comprende unos apéndices espaciales en posición desplegada;

• la figura 2: la representación de forma simplificada del tipo de defectos geométricos y dinámicos que puede presentar un tirante:

• la figura 3: el esquema de un ejemplo de sistema de tirante activo de acuerdo con la invención, en... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de tirante activo que permite la sujeción y la liberación sin golpes de apéndices espaciales (AP) , comprendiendo dicho dispositivo de tirante activo:

• una base fija (4) ;

• un tirante activo (10) atornillado en dicha base fija (4) ;

• un mecanismo retráctil de liberación (11a, 11b, 12a, 12b) del tirante activo (10) que permite, en su posición recogida, la sujeción, en su lugar, de dicho tirante activo (10) ;

• una tuerca (3) de tensado del conjunto,

caracterizado porque dicho tirante activo (10) comprende un calentador interno (13) o externo, y porque dicho tirante activo (10) está constituido al menos parcialmente por un material con un alto coeficiente de dilatación térmica (AI) , superior o igual a aproximadamente 20x10-6, por ejemplo aluminio o aleaciones con memoria de forma, de tal modo que, bajo la acción del calentador interno (13) o externo, el tirante activo (10) se puede dilatar, retrayendo el mecanismo retráctil de liberación (11a, 11b, 12a, 12b) del tirante activo (10) y permitiendo, por lo tanto, la liberación sin golpes de dichos apéndice espaciales (AP) .

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el tirante activo (10) está constituido por varias capas de materiales que alternan unas capas de materiales con un bajo coeficiente de dilatación térmica (Inv) , inferior o igual a 1, 5x10-6, como Invar™, y unas capas de materiales con un alto coeficiente de dilatación térmica (AI) , superior o igual a aproximadamente 20x10-6, por ejemplo aluminio o aleaciones con memoria de forma.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el material con bajo coeficiente de dilatación térmica (Inv) es Invar™.

4. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el material con un alto coeficiente de dilatación térmica (AI) es aluminio o cualquier material con memoria de forma.

5. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los apéndices espaciales (AP) son unos generadores solares, unas antenas o unos paneles de protección térmica.

6. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el mecanismo retráctil de liberación (11a, 11b, 12a, 12b) del tirante activo (10) está constituido por un conjunto de pinzas retráctiles (11a, 11b) sujetas en posición por medio de muelles (12a, 12b) .

7. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la base fija

(4) comprende una rótula en la cual está atornillado el tirante activo (10) , para facilitar la liberación sin golpes de dicho tirante activo (10) .

8. Procedimiento de liberación sin golpes de apéndices espaciales, caracterizado porque comprende el uso de un dispositivo de tirante activo (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, y porque implementa las siguientes etapas:

• una etapa de liberación a lo largo de la cual el calentador interno (13) o externo del tirante activo (10) es activado y provoca el alargamiento de dicho tirante activo (10) , y, bajo el efecto en particular del alargamiento del tirante activo (10) , el mecanismo retráctil de liberación (11a, 11b, 12a, 12b) del tirante activo (10) desaparece y deja el paso libre al tirante activo (10) ;

• una etapa de despliegue a lo largo de la cual se lleva a cabo la apertura completa de los apéndices espaciales (AP) .

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende, además, una etapa de reacondicionamiento de dicho dispositivo de tirante activo (10) .

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque al estar constituido el tirante activo (10) por un material con memoria de forma, la etapa de reacondicionamiento se traduce en:

• el calentamiento del tirante (10) por la acción del calentador interno (13) o externo;

• la compresión del tirante activo (10) por medio de una prensa;

• el enfriamiento del tirante activo (10) , que recupera su forma inicial;

• el reposicionamiento de los apéndices espaciales (AP) y la colocación de nuevo del mecanismo retráctil de liberación (11a, 11b, 12a, 12b) del tirante activo (10) .