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" Stabilisateur."
La présente invention se rapporte un appa- reil de commande automatique pour avions; elle a pour but principal de réaliser le perfectionnement général des dispositifs de ce genre.
Les buts es plus importants de la présente invention consistent dans l'adaption de divers disposi- tifs stabilisateurs, qui sont plus simples que ceux actuellement en usage, et qui peuvent être mis en ac- tion ou hors marche, à volonté, du siège de l'opérateur de sorte que celui-ci peut choisir une direction et faire
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fonctionner ensuite un ou plusieurs des stabilisateurs afin de maintenir la direction suivie, tout en pouvant être averti des déviations de la direction choisie, dès que celle-ci se produisent et avant même que les dispos- sitifs de commande automatiques aient été actionnés. @ La description ci-après fera ressortir da autres buts en- core de l'invention, buts qui sont spécifiés dans les revendications .
Aux dessins,
La fig. 1 représente une vue en plan du fuselage d'un aéroplane, avec les dispositifs de commande approximativement en place.
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La fig. est un schéma de connexions, ne renfermant pas les fils pour le mécanisme commandant le contact à oassin pour le gyroscope à axe vertical
La fig. 3 est un schéma de connexions des fils omis à la fig. 2.
La fig. 4 montre une vue en élévation du gyroscope à axe horizontal.
La fig. 5 en est une vue en plan.
La fig. 6 est une coupe verticale par le gyroscope vertical.
La fig. 7 en est une vue en plan.
La fig. 8 est une élévation arrière du mécanisme à tambour pivotant destiné à commander la position du contact à bassin balançant.
La fig. 9 est une coupe à travers une des soupapes
La fig. 10 est un schéma des connexions du gyroscope 'Les dispositifs de direction sont reliés à des pis- tons travaillant à l'intériaur de cylindres CI/et C2; les ailerons sont raccordés à des pistons placés'dans les cylindres C3 C4, tandis que la commande de l'élévateur est reliée à des pistons semblables fonctionnant dans des cylindres C5 C6 Chacun de ces six cylindres est com- mandé automatiquement au moyen de soupapes actionnées par solémode, qui, toutes, sont raccordées en parallèle à un tube de distribution central 10 Qui reçoit de l'air com- primé du réservoir principal il, par l'intermédiaire d'une conduite 12, portant une soupape de réglage 14, montée sur le tableau principal à portée de l'opérateur,
de sorteue celui-ci peut en fermant/simplement la soupape 14, mettre l'ensemble de l'appareillage de stabilisation mécanique, décrit ici, hors marche, tout en maintenant les dispositifs de signalisation électriques en ordre de marche, qui peu- vent être également dé-connectés au moyen d'interrupteurs
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se trouvant à la partie de l'opérateur, ainsi qu'il sera décrit ci.-après.
L'ait est fourni au réservoir principal 11 au moyen d'un petit compresseur 16 actionné d'une façon quel- conque, par exemple, par l'arbre principal de l'avion; ce compresseur est réglé de manière à maintenir la pression dans le réservoir II à un degré déterminé; on a trouvé que pratiquement une pression de 50 livres par pouce carré est suffisante. Les soupapes V1 à V6 sont semblables et, cornue représenté à la fig. 9, elles sont très simples;elles se composent d'un tube principal 20 pourvu de trois ouver- tures: l'ouverture 21 pour l'admission de l'air du tube de distribution, l'ouverture 22 pour débiter l'air au cy- lindre, l'ouverture de sortie 23 conduisent à l'atmosphère.
Ainsi que le montre la fig. 9, le piston 25 empêche, dans sa position normale, la rentrée de l'air dans le cylindre qui, comme représenté, est relié à l'atmosphère par l'ou- verture de sortie 23. Lorsqu'un des solénoïdes M'/à M Est excité, la tige 27 se trouve poussée à gauche, à la fige 9;
elle amène l'arrêt 28 au-delà (passé) de l'ouverture de sortie 23, fermant ainsi cette dernière, tandis qu'elle déplace le piston 25 à gauche de l'ouverture d'admission 21, établissant ainsi une communication entre le réservoir dé distribution 10 et le cylindre de commande, l'air poussant ensuite le piston à l'extrémité éloignée du cylin- dre, dans chaque cas . Lorsque le solénoïde n'est plus par- couru par le courant, en ressort (non représenté) ramène l'induit du solénoïde et la soupape dans la position nor- male montrée à la fig. 9 .
Le gynoscope 30 tourne autour d'un axe horizon- tal; il est du type usuel dans lequel l'élément rotatif 31 est le rotor d'un moteur à courant alternatif: le gyros- cope est monté dans des paliers balançants, comme c'est
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le cas généralement/ L'arceau ou étrier 33 est fixé à la base 34 au moyen d'un arore court 35, sur lequel est mon- té un manchon 36 portant une petite poulie, au fond, et plusieurs bras courbés 38, au sommet, ls dits bras suppor- tant l'organe de contact de forme sphérique 40 qui gouver- ne le dispositif de direction de l'aion par l'entremise des solénoYdes M1 & M2
L'organe de contact 40 est composé de cinq plaques parallèles courbées P'/à p5 et-conductrices d'électricité,
isolées l'une de l'autre " et reliées chacune 4 une lampe placée sur le tableau de l'opérateur; les lampes L'et L sont, de préférence, vertes et indiquent respectivement le gouvernail de gauche et le gouvernail de droite, les lampes L4 & L5 sont rouges de préférence et désigenti la gauche et la droite respectivement, tandis que la lampe centrale L3 est blanche et signifie qu'il n'y a pas de changement de direction.
Le courant destiné à alimenter ces lampes provient d'un génrateur tel que celui indiqué en 45, qui fournit le courant, par le fil 46, aux lampes et aux plaques de contact, et donne du courant ,par la conduite 47, à un baisai 48 en prise avec une bague 49 pla- cée sur la monture balançante du gyroscope, d'où le cou- rant est conduit à une bille 50, de préférence, en argent, qui se trouve placée dans un tube sur le gyroscope et sus- ceptible d'entrer, au choix, en contact avec les cinq pla- ques montées sur l'organe 40
Le gyroscope 55 qui tourne autour d'un axe verti- cal est semblable, quant à sa construction générale et son montage , , au gyroscope horizontal 30, qui possède aussi un contact à bille d'argent 56;
bille qui est en prise avec l'organe de contact sphérique 58, consistant en un certain nombre de plaques conductrices isolées les unes des autres et espacées autour d'un bouchon isolant central 5
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normalement en contact avec la oille 56. Les contacts sont en deux séries: les plaques Q/et Q4 sont relativement petites, tandis que les plaques S at S sont beaucoup plus grandes et forment la majeure partie du bassin qui, ainsi que représenté, est fixé à une demi-bague 60 pivotant dans l'anneau extérieur plein 61 qui, de même que l'anneau plein 62 du gyroscope, pivote sur des arbres 63, en four- nissant de ce fait une monture universelle pour l'organe de contact sphérique ou bassin 58.
Le gyroscope 55 porte, au sommet, une petite boite 64supportant un niveau à alcool 65 qui facilite le réglage du gyroscope 55, dont l'arbre 66 doit être absolu- ment vertical, le centre du verre de couverture sphérique 67 étant placé de façon à se trouver dans l'axe de l'ar- bre du rotor 66.
Les secteurs S3 à s6 sont raccordés aux solé- noïdes M3 à. M6 respectivement, fonctionnant de la même façon que les solénqdes M/'et M . C'est ainsi que, lorsque la bille de contact en argent 56 sur'le gyroscope touche le secteur S3, le solémoïde M3 est excité et actionne la soupape V3 pour admettre de l'air dans le cylindre C3 d'où les ailerons sont influencés eh vue veremetre l'aé- roplane dans la position normale; de même, si l'avion ve- nait à pencher de l'autre côté , le secteur S4 re lierait le solénode M4 avec la soupape V4 agissant' sur le géné- rateur et sur les ailerons par l'entremise du cylindre C4.
Les secteurs S5 S6 rélaisent également l'équilibre de l'avion, le font revenir dans une position de niveau s'il a légèrement piqué vers le haut ou vers le bas.
Le courant destiné à chacune des billes de con- tact en argent est amené du générateur par le fil 47 et l'interrupteur bipolaire 75 placé sur le tableau de
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l'appareil; ce dernier interrupteur est prévu pour que l'opérateur puisse mettre hors marche tout l'appareillage de signalisation. Cependant, lorsqu'il le désire, le pi- lote peut déconnecter l'un ou l'autre des gyroscopes sans affecter l'autre, en tirant l'un ou l'autre des interrup- teurs 76 et 77 menant aux gyroscopes 30 et 55 respectives ment .
Le courant destiné à actionner les induits de moteur à courant alternatif, qui constituent les volants des gyroscopes, est fourni par le générateur 80 débitant du courant aux interrupteurs 81 et 8 qui connectent et . déconnectent les gyroscopes 55 et 30, le courant étant,, dans chaque cas, conduit à des balais 84 et 85, qui sont en contact mobile avec les anneaux 86 et 87 placés sur les montures de gyroscopes.
On trouve préférable de com- biner le générateur de courant continu 45 et le générateur de courant alternatif 80 pour n'en faire qu'un seul ap- pareil, qui, comme représenté, est un transformateur rota- tif à bobinage spécial actionné directement par le moteur à explosion de l'avton.Les différents interrupteurs sont tous montés sur le tableau de l'appareil et sont à la por- tée du pilote de telle faon que le moteur de l'un ou l'autre gyroscope peut être déconnecté à volonté; de même le système de signalisation actionné par les deux gyros- copes peut être déconnecté à volonté et indépendamment de la source d'énergie du gyroscope.
En se référant particulièrement aux figs. 76,7 et 8, l'organe de contact sphérique 58 qui forme une espèce de bassin, est, ainsi que dit antérieurement, librement mobile, de dispositif est conçu de la sorte afin d'empê- cher le mécanisme de stabilisation automatique de provo- quer que l'appareil ne pique du nez après un long vol
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continu. Au commemcemment du vol, on met l'axe du gyroscope en sens vertical, mais il ne/restera pas vertical, naturel- lement; puisque suivant la loi, il reste parallèle à sa position initiale dans l'espace et sans aucun égard pour la terre.
Après un vol de 3000 milles environ, par exem- ple, l'avion se sera déplacé de 45 au-dessus de la surfa- ce du sol, et étant donné que l'axe du gyroscope est tou- jours parallèle à sa position originale,son axe décrira un angle de 45 , l'avion étant parallèle à la surface de la terre. Si on n'établissait pas de compensation, les dispositifs de stabilisation décrits provoqueraient mn piquage du nez de l'avion, de 45 , afin de rendre l'axe longitudinal de l'avion perpendiculaire à l'arore 66.
Les organes de contact en forme de quart de- zone Q1 à Q4 sont placés à proximité du disque non conducteur 59 et'sont isolés l'un de l'autre ainsi que des organes secteurs do contact environnants S3 à S6 Chacun do ces or- ganes de contact Q'à Q4 est respectivement raccordé à des solénoïdes X'/'à x4, dont le mécanisme de fonctionnement sera décrit'plus loin ; ces quatre solénoïdes se trouvent dans un circuit qui renferme un cinquième solénoïde X5 raccordé au générateur 45 au moyen du fil 90.
L'induit 91 dû solénoïde X5 porte'un organe de contact 29-susceptible, lorsqu'il est en prise avec l'or- gane de contact 93, de court-circuiter le solénoïde X5 et de connecter l'un des solenoïdes X1 à X4 direêtemënt avec le générateur 45 au moyen du fil de shuntage 95. Une soupape 96 à retordement est reliée à l'induit 91 du solé- noïde X5; elle est adaptée pour retarder le contact antre 92 et 93 jusqu'après expiration d'un temps, mettons, de vingt secondes, afin que le mécanisme commandé par les solénoïdes x1 à X4 ne soit pas actionné par les faibles fluctuations de l'avion.
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Les mécanismes commandés par les solénoïdes x1 à x4 sont exactement semblables ; ils consistent en un pi- vot 100 portant une base 101 sur laquelle est monté le solénoïde à l'un des côtés'de montants 102 supportant un tambour rotatif103 fixé à un arbre 104 qui, sur l'un des cotes du montant 102, porte une roue à rochet 105 ac- tionnée par un cliquet 106 placé sur un bras 107 attaché, à l'arbre 104 et relié également par pivot à, l'induit 108 du solénoÎde. Un cliquet 110 pressé par un ressort retient la roue à rochet 105 ; on peut régler la force du ressort. au moyen de la vis 112.
Un ressort spiral 114 est raccor- dé à l'arore 104 et au montant 102; il a tendance à enrou- ler, sur le tambour 103, la cordé 116 ; à l'encontre dela tensions exercée par le cliquet 110 qui se trouve sous l'influence d'un ressort, le ressort 114 cependant n'étant pas suffisamment fort pour remonter le tambour sans l'aide du solénoïde LoBsque la oille d'argent 56 étaolit le con- tact avec l'organe de contact Q1 parexemple le courant arrive par le fil 120 du solénoïde x5 et de là se rend, .par le fil 123, au fil '90 relié au générateur.
Le soénoïde S5 tend à agir de suite; mais le courant traversant les res des solénoïdes 1 n'est pas suffisant pour l'actionner avant que la résistance dans les bobinages des solénoïdes X et dans le fil 123 n'ait été vaincu, en coupant cette partie du circuit par le contact des organes 92 et 93.
Aussitôt que X1 est directement connecte au générateur 45 c'est-à-dire, après expiration des vingt secondes requises, l'induit 108 est abaissé et le tambour 103 tourne d'un 24me de tour,'grâce au cliquet 105., en . enroulant donc la corde 116 sur le tambour 103 et faisant reculer le disque isolant 59 en contact avec'la bille d'argent 56 . De ce fait, là tige 130 suspendue au demi-
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anneau 60 est poussée vers le solénoide qui entre en action. Il s'ensuit que la corde est tirée de chacun des trois autres tambours, à l'encontre de la tension du cliquet 110 influencé par le ressort se trouvant sur ces tambours.
Chaque induit de solénoide est pourvu d'un res- sort (non figuré) destiné à remettre l'induit dans sa positionnormale, comme cela se pratique habituellement et le cliquet 106 n'agit qu'à la descente du bras 107
Par suite de cette action, le centre de l'or- gane de contact sphérique 58 est maintenu dans l'axe du gyroscope, ce qu permet, sans autre réglage des instru- ments, des vols beaucoup plus grands que ceux tentés jusqu'à ce jour .
Si l'aéroplane oscille, pendant un court laps de temps, vers le haut ou le bas; à gauche ou à droi- te pendant une durée de quelques secondes seulement, ou bien si l'avion oscille en décrivant un grand angle, le contact s'établit avec les organes de contact plus petits, mais il n'a aucun effet, par suite de l'action de l'organe à retardement 96, tandis que si le contact se fait avec les organes secteurs, la réponse est pratiquement instan- tanée .
On trouve convenable d'ajouter aux organes de contact commandant le vol, des lampes et interrupteurs placés sur le tableau de l'appareil, ces dispositifs sont représentés à la fig. 3 seulement. Les organes de contact
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()1 à Q4 sont raccordés 'aux lumières-,UI à U4 ainsi qu'à ds interrupteureewl à'V)l de sorte que, lorsque la pla- que par exemple, se'trouve en contact avec la bille d'argent 56, le coursât parcourt non seulement les solé- noides X2 & mais alimente aussi la lampe U2 et passe par le fil 122 au fil 90 connecté au générateur, ce qui provoque l'allumage de la lampe U32.
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Pour le cas où le fonctionnement du mécanisme commandé par le solénode X n'aurait pas été suffisant pour amener le disque isolant 59 en contact avec la bille d'argent, la lampe U2 qui continue à brûler avertirait le pilote de cet état de choses; après quoi, il pourrait fer- mer l'interrupteru W2 qui ferait instantanément fonctionner le mécanisme commandé pa le solénoïde X2, le courant, dans ce cas, affectant le solémo,de X5, ainsi qu'on le voit par le schéma des connexions. Ces interrupteursWe et W4 con- viennent également pour permettre au pilote de faire pren- dre à l'avion un angle quelconque, à son choix, en exci- tant plusieurs fois les solénoïdes appropriés .
Sur la tableau de l'opérateur 130 est montée une carte dé boussole 131, à travers le centre de laquelle passe un arbre 132 portant, à une extrémité, un volant 133, et,sur l'autre extrémité, un manchon 134 pourvu d'une cor- de sans fin 135 guidée au moyen de galets (poulies)-non représentées- qu'elle traverse pour se rendre à la poulie 37 placée sur la manchon 36. Ce mécanisme permet au pilote de se rendre compte de la direction en tournant le volant 133 jusqu'au moment o la lampe s'allumera, momant où il pourra lire sa direction en observant les positions rela- tives de l'aiguille 138 et l'indicateur N placé sur le vo- lant.
Si l'axe du gyroscope 30 montre le Nord (bille d(ar- gent 50 vers le Sud) et n' cët axe est parallèle à l'axe avant ét arrière-de l'avion, N sur le volant 133 se trou- vera en face de l'aiguille 138 et la lampe l3 s'allumera Le pilote peut aussi régler sa direction au moyen de l'ai- guille et peut manuellement amener l'avion dans la posi- tion voulue, de sorte que, la lampe s'allumera et, à ce moment, l'avion se trouvera dans la diraction désirée.
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Il y a lieu de noter que, lorsque la poulie 37 tourne, le manchon 36, le moyeu 33, le bras courbé 38 ainsi que les organes de contact 40 tournent avec elle.
La t'ig. 10 montre le mode d'amener le courant aux moteurs et billé de contact: le disque isolant 65'/ est fixé sur l'arbre creux 63, l'arbre 63 est monté dans la palier de support 6G. Sur le disque isolant 65/'sont montés deux anneaux en ctivre 86 et 87. Le balai 84 est monté sur le support 66 dont il est isolé. La connexion électrique est établie avec le stator du moteur au moyen du balai 84, de @ anneau en cuivre 86, du fil 67 qui traverse le disque isolant 65'/deux fois pour s'en- rouler autour de l'anneau 87, l'arbre creux 63 pour at- teindre le trou 69, puis passe, le long de l'anneau ba- lançant 62, au balai 70.
La balai 70 est en contact avec l'anneau de cuivre 71 qui est monté'sur le disque iso- lant 72, ce dernier étant fixé à l'anneau 73. L'anneau 73 est fixé aux lamelles du stator et porté les paliers pour le gyroscope .L'anneau 73 est monté dans l'anneau balançant 62, aux paliers 74 et 78. De l'anneau en cuivre 71, un fil direct au bobinage du stator (non figuré) mène lé courant. Du balai 79, par 87, l'arbre creux 63, le trou 88 (en face de 69), le courant passe par fil, sur le côté inférieur de l'anneau balançant 62, au balai 89 (balai diamétralement opposé 70), puis par l'anneau 64, à l'autre côté du bobinage, du'stator.
Le fonctionnement du dispositif,succintement décrit, est le suivant: Avant de commancer le vol, le gyroscope 55 est mis, au"moyen du niveau à alcool 65, dans la position'parfaitement verticale, tandis que le gyros- cope 30 est mis avec son axe sur une ligne Nord-Sud.
Après montée, lke pilote : qui a choisi sa direction de la manière manuelle ordinaire, ferme tous les interrupteurs
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électrique s , saufle 81 et le 82 qui étaient ferméset sont maintenus en cet étatpendant le vol.
L'organe de contact sphérique pour le gyroscope à axe vertical est alors tiré en place par le fonction- nement des interrupteurs correspondants W; et w4 jusqu'au moment où la bille d'argent sur le gyroscope 55 soit en contact avec l'organe non conducteur 59 et jusqu'à ce que l'organe de contact 40 soit placé par le volant 133 dans la direction voulu. , ce qui, si l'avion se trouvé déjà dans cette direction, amènera l'organe de contact central p3 en contact avec la bille d'argent 50, qui provoquera l'allumage de la lampe L3 indiquant que la direction choi- sie est bien gardée. La commande de l'avion est maintenant entièrement automatique .
En cas de tangage et de roulis de l'avion, les organes de contact L'ou L ou les organes secteurs s3 à S6 ou encore un organe de chaque série, sont amenés et contact avec la bille d'argent des gyroscopes respectifs et viennent exciter un ou plusieurs d's solénoïdes M'/à M6 actionnant la commande de direction et les ailerons ou le mécanisme élévateur, suivant le cas, ce qui redresse immédiatement l'aéroplane et amène la bille de contact du gyroscope à axe vertical en contact avec l'organo iso- lateur 59 et la bille de contact du gyroscope à axe hori- zontal en contact avec l'organe de contact central p3 pour réaliser ainsi l'allumage de la lampe L3.
ette manoeuvre est répétée Jusqu'au moment ou le vol continu de l'avion a forcé l'axe du gyroscope 55 de décrire un angle appréciable par rapport à la verticale A ce moment,la bille d'argent du gyroscope 55 est amenée en contact avec l'un dt s organes Q'/ à Q4, ce qui n'exerce aucun effet sur la direction de Paviori, mais met l'organe
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non conducteur 59 en alignement avec l'axe du gyroscope
55, pour empêcher que le mécanisme stabilisateur ne provo- que un piquage du nez de l'appereil vers le haut, ce qui se produirait si on omettait les organes Q' et Q4;
Si, à un moment quelconque, on'désirait chan- ger de direction, on ouvrirait alors l'interrupteur 140 pour mettre hors service les solénodes M'et M2, tout en. laisant les lampes L'/à L5 dans le circuit. Après avoir pris la nouvelle direction, le pilote règle cette direc- tion au moyen du volant 133 si la direction est conforme avec la boussole; ou si la direction est choisie d'après un objet terrestre, sans tenir compte de la direction de la boussole , le pilote tourne le volant 133 jusqu'au mo- ment où la lampe le'lui indique, autres quoi il ferme l'interrupteur 140 et rend la stabilisation et le gui- *age de l'avion tout à fait automatiques.