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Dispositif combiné avec un télémètre pour faci- liter les mesures de distances d'objectifs mobiles.
On sait qu'une des difficultés d'emploi d'un' télémètre monostatique ordinaire, pour mesurer la distan- ce entre l'instrument et un objectif mobile tel qu'un avion, réside dans le fait que la distance de ce dernier varie très vite. Il s'ensuit que le télémétriste, c'est- à-dire l'opérateur chargé de déterminer la distance, tout en effectuant des séries de mesures, est obligé de suivre constamment son but en distance en faisant tourner le bou- ton qui actionne le système déviateur. Puur obvier à cet inconvénient, il existe des dispositifs, constitués par certains types d'altimètres, dans lesquels la rutation du boutun de mesure est fonction, non plus de la distance
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D, mais de l'altitude H du but.
Ces dispositifs combi- nent, selon des procédés divers, la rotation dudit bouton de mesure avec la rotation du télémètre, dans ses colliers de roulement, laquelle matérialise l'angle de sjte s du but, de manière que le système déviateur se place automa- tiquement dans la position de mesure de la distance D qui correspond, d'une part à l'altitude H déterminée par la rotation du bouton de mesure, d'autre part à l'an- gle de site s sous lequel le télémètre se trouve pointé.
En utilisant un télémètre muni d'un tel dispo- sitif, pour un objectif tel qu'un avion volant à altitu- de constante, il est clair que le télémétriste, après avoir effectué une première mesure, n'a plus besuin de poursuivre l'avion, puisque le jeu du site place automa- tiquement le système déviateur dans la position de mesure de la distance correcte. Si l'avion ne vole pas à alti- tude constante, il ne s'écarte généralement pas beaucoup de cette condition. La tâche du télémétriste se trouve donc grandement facilitée du fait qu'il n'a plus à suivre que les variations de l'altitude, lesquelles sont presque toujours très faibles comparativement aux variations de la distance.
Toutefois, l'avantage ainsi réalisé par les dispositifs rappelés ci-dessus, n'est obtenu qu'au prix des inconvénients suivants .
1 - On sait que, pour effectuer une mesure précise, le télémétriste, après avoir placé le système déviateur au voisinage de la position correcte, fait osciller son bouton de mesure de manière à lui faire in- diquer des distances alternativement trop longues et trop courtes par rapport au but, d'une quantité tout juste appréciable à l'oeil, puis arrête le bouton de mesure au milieu de ses deux dernières positions.
Au point de vue de l'observation, ces balancements correspondent à une variation déterminée de la parallaxe du but, c'est-
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à-dire de l'angle sous lequel du but on voit la base du télémètre, lequel angle est proportionnel à 1.' Dans le
D cas d'un télémètre ordinaire, où le bouton de mesure actionne directement un prisme déviateur mobile en 1, ces
D balancements se traduisent donc par des rotations du bou- ton de mesure, ayant toujours la même amplitude. Il n'en est plus de même avec un dispositif où le bouton de mesu- re tourne en fonction de l'altitude H.
Dans ce cas, en effet, pour réaliser une variation déterminée de la quan- tité 1 = 1 sinus, s il faut faire subir au boutcn de
D H mesure une rotation beaucoup plus grande en cas de sites faibles, qu'en cas de sites élevés ; et, quand le site devient très petit, les balancements prennent une telle valeur qu'il devient impossible d'effectuer des mesures précises.
2 Le défaut précédent entraîne, comme consé- quence, que le dispositif altimétrique doit pouvoir être embrayé ou débrayé à volonté pour prévoir le cas où l'on veut employer l'instrument comme télémètre ordinaire sur des buts à site très faible. C'est le cas, en particulier, pour effectuer les mesures sur mire, nécessaires au contrû- le du réglage. On a vu, en effet, qu'aux sites très fai- bl.es, la manoeuvre du bouton d'altitude n'a plus guère d'ac- ti.on sensible sur le système déviateur. En outre, le dé- brayage doit être assuré automatiquement dans certains ty- pes d'altimètres où la limite inférieure des altitudes mesurables est plus basse que la limite inférieure des distances, cette dernière ne pouvant descendre au-dessous d'une certaine valeur.
Il est nécessaire d'éviter, en ef- fet, que, lorsque l'altimètre marque une altitude très basse, le pointage en site ne tende à entraîner le système déviateur au-delà de sa limite de course possible, au ris- que de détériorer l'instrument, ce qui se produirait si l'on amenait le télémètre à pointer vers le zénith.
Le débrayage ne présente pas d'inconvénient,surtout s'il est
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réalisé automatiquement, mais l'embrayage exige la remise en position relative correcte des pièces qui assurent la liaison entre l'altimètre et le système déviateur,
La présente invention a pour objet un nouveau dispositif, basé sur un principe différent, et grâce au- quel on réalise également l'avantage de n'avoir à tourner le bouton de mesure que lorsque l'avion change d'altitude, tout en conservant la propriété qu'une rotation déterminée dudit bouton de mesure produit toujours, sur le système déviateur, une même variation de la parallaxe mesurée, donc une même variation de la quantité 1. Ce dispositif
D n'a besoin d'aucune manoeuvre d'embrayage ou de débrayage car, sur un but fixe, à un site quelconque,
il fonctionne exactement comme un télémètre ordinaire.
Sa conception repose sur les considérations théoriques et les moyens exposés ci-après :
Sur un télémètre ordinaire, à prisme déviateur mobile entre l'un des objectifs et l'image correspondante, le mouvement de ce prisme déviateur étant commandé par un bouton dont la rotation est proportionnelle à la paralla- xe mesurée, donc proportionnelle à 1 , on intercale, coh- formément à l'invention, entre le bouton et le prisme dé- viateur, un différentiel qui permet de transmettre audit prisme déviateur la somme de deux mouvements : le premier de ces mouvements est produit par la rotation du bouton ;
le second de ces mouvements est commandé par la rotation en site de manière que si, à partir d'un certain site s pour lequel le déviateur occupe la position de mesure d'u- ne distance D, ce site vient à subir une variation élémen- taire ds,il en résulte, pour le déviateur, un déplacement tel que sa nouvelle position correspond à la mesure de la distance à laquelle se trouverait un but mobile qui, en partant de la distance D et du site s, passerait au site s + ds sans changer d'altitude..
Or, le mouvement du prisme déviateur étant
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proportionnel à 1 = 1 sin s, le déplacement qu'il doit su-
D H bir, quand l'angle de site du but varie de ds sans que son altitude changé, est proportionnel à : d(1/D) = 1/H d (sin, s ).
D H
Cette expression peut s'écrire, en remplaçant H par D sin. s : d (1/D)=1/D sin.s xd(sin.s) ou : d (1)= 1 x d (L sin.s), (le symbole L repréD D sentant, selon la notation classique, le logarithme népé- rien).
Telle est, à un facteur de proportionnalité près, la loi différentielle du second mouvement que subit le prisme déviateur sous l'action du site.,
Dans ces conditions, lorsqu'on a effectué une première mesure de distance d'un avion volant à une altitu- de constante, on n'a plus besoin de poursuivre le but en .manoeuvrant le bouton, puisque le jeu dû site place automa- tiquement le déviateur dans la position de mesure cprrecte.
Si l'altitude vient à varier, il faut, pour rétablir la me- sure, faire tourner ledit bouton, lequel transmet directe- ment son mouvement au prisme déviateur sans passer par l'intermédiaire du site; il en résulte qu'une rotation dé- terminée correspond toujours à une même variatiun de la pa- rallaxe mesurée et, par suite, les balancements, nécessai- res au télémétriste pour effectuer des mesures précises, conservent la même amplitude quel que soit le site.
Plus généralement lorsqu'on maintient le télémêtre constamment pointé sur un avion parcourant une trajectoire quelconque, et que le télémétriste manoeuvre son.bouton de mesure pour que le déviateur occupe, d'une façon continue,.la position de mesure de la distance correcte, la rotation dudit bou- ton de mesure ne traduit pas les variations de l'altitude de l'avion; mais, elle est, à chaque instant, proportion- nelle à la différence entre la variation de la parallaxe
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de l'avion et la variation que devrait subir cette paral- laxe si l'altitude de l'avion devenait constante à l'ins- tant considéré.
La réalisation d'un dispositif, basé sur la théorie qui précède, exige la construction d'un mouvement qui, à une variatiun élémentaire ds du site, fasse corres- pondre un déplacement proportionnel à la quantité
1 d (L sin s )
D
Dans cette expression différentielle toute valeur de s doit pouvoir être associée une valeur quelcon- que de 1 , laquelle dépend de la trajectoire incunnue que
D parcourra l'avion. On ne peut donc connaître, a priori, l'intégrale qui représente la loi du mouvement à réaliser, et le problème ne peut être résolu que par l'emploi d'un intégrateur qui construira ladite intégrale en fonction du déplacement que subira le prisme déviateur lorsque le té- lémétriste effectuera les mesures des distances successi- ves de l'avion.
Une forme de réalisation de l'invention est re- présentée, à titre d'exemple, sur le dessin annexé. La figure 1 représente une coupe longitudinale, la figure 2 une coupe suivant 2-2 de la figure 1, la figure une cou- pe suivant 3-3 de 1a figure 1 et la figure 4 une vue en plan d'un détail du mécanisme.
Le tube télémétrique A (fig. 1) peut tourner dans ses colliers de roulement dont un seul B est repré- senté, lesdits colliers faisant corps avec le support C de l'instrument. A l'intérieur du tube A, est fixée la poutrelle E. dans laquelle sont montés les objectifs dont un seul F est représenté, cet objectif étant tenu dans une monture G, fixée à l'une des extrémités de la poutrelle E. Le prisme déviateur de mesure I est tenu dans une pièce J qui fait partie d'un chariot comprenant une pièce analogue à J, non représentée, ces deux pièces étant'réunies par une crémaillère a et deux barrettes b
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dont une seule est visible sur la figure. L'ensemble de ce chariot portant le prisme déviateur I peut coulisser sans tourner'dans la poutrelle E grâce au guide c so- lidaire de ladite poutrelle, dans lequel s'engage la bar- rette b.
Le mouvement est transmis à la crémaillère a au moyen d'un pignon droit e, qui engrène avec elle, et ce pignon e fait corps avec un axe f pouvant tourner dans une pièce K fixée sur le tube télémétrique A.
Dans cette même pièce K peut tourner, concentriquement à l'axe f, une pièce L solidaire du bouton de mesure M, ladite pièce L portant un axe g, perpendiculaire à l'axe f, autour duquel peut tourner un pignon conique h.
La pièce L sert en même temps de guide à la partie su- périeure de l'axe f, lequel peut tourner librement dans cette pièce L. Le pignon conique h engrène avec deux autres pignons coniques, 1 et 1 montés autour de l'axe f le pignon 1 étant fou autour de cet axe et le pignon- j faisant corps avec lui. L'ensemble constitué par le bouton de mesure M et la pièce solidaire L, les pignons coniques h,i et et les axes f et g forme un dif- férentiel qui permet de transmettre au prisme déviateur I, par l'intermédiaire du pignon droit e et de la crémail- lère a, la résultante de deux mouvements produits res- pectivement l'un par la rotation du bouton de mesure M, l'autre par la rotation du pignon conique i Le second de ces mouvements est celui qui doit être commandé par le site.
A cet effet, le pignon conique fait corps avec une roue à denture hélicoïdale k qui est en prise avec une vis N (fig. 3) pouvant tourner librement, sans coulisser, dans la pièce K. La rotation de la vis N est solidaire de la rotation d'une tige qui peut à la fois tourner et coulisser dans un support m fixé à l'inté- rieur du tube A. La liaison entre la vis N et la tige est assurée par une tige de cardan n dont une extrémité
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est prisonnière à l'un des bouts de la tige ss et dont l'autre extrémité peut coulisser dans le prolongement de la vis N, ce dernier ayant la forme d'un cylindre creux, fendu le long de deux génératrices opposées, pour permet- tre le passage du petit axe qui traverse la houle d'extré- mité de la tige de cardan n.
A l'autre bout de la tige ss se trouve un frotteur circulaire 0, centré sur cette tige et faisant corps avec elle, ce frotteur 0 appuyant, par sa tranche rugueuse, sur un plateau circulaire P. Le plateau P est disposé de telle sorte que, lorsque la ti- ge ss coulisse dans le support m le point de contact du frotteur 0 parcourt un diamètre du plateau P. Le plateau P est solidaire d'une roue à denture conique Q pouvant tourner à billes autour d'un support R (fig, 1) fixé à l'intérieur du tube A.
Le coulissement de la tige ss qui fixe la position du frotteur 0 sur le plateau r, est commandé par la rotatiun de l'axe f, de la façon sui- vante . l'axe ± entraîne un pignon conique S, Valsant corps avec lui, lequel engrène avec un pignon conique p qui peut tourner librement autour d'un axe o, solidaire de la pièce K, cet axe étant parallèle à la tige ss Ce pignon p entraîne la rotation d'une vis q, située dans le prolongement de son axe, cette vis q pouvant tourner, sans coulisser, dans le même support m que la tige ss
La liaison entre la vis q et le pignon p se fait par l'intermédiaire d'une tige de cardan r. Autour de la vis q est monté un écrou t, raversé par la tige ss, et em- prisonné entre deux collerettes u (fig.
3) de cette tige ss Il s'ensuit que l'écrou t ne peut pas tourner, et que son seul mouvement possible, quand la vis q tourne, est un déplacement, le long de cette dernière, déplacement qui entraîne la tige ss et le frotteur 0.
La roue Q, solidaire du plateau P, engrène avec un pignon conique T (f ig. 2) qui peut tourner dans un carter U fixé sur le tube A. La rotation du pignon
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T est commandée par le volant de pointage en site V qui fait corps avec lui. Un pignon droit W, solidaire du.. pignon conique 'T, engrène avec un deuxième pignon droit
X qui fait corps avec une vis V pouvant tourner, sans coulisser, dans le carter U. Cette vis v est en prise avec une roue à denture hélicoïdale Y (fig. 1), montée folle autour d'un axe w1 fixé sur le tube A A côté de cette roue Y, est monté fou, autour d'un axe w2 fixé également sur le tube A et parallèle à l'axe wl, un pi- gnon conique Z, lequel engrène avec une denture conique z portée par le collier de roulement B.
La rotation du pignon Z est liée à la rotatiun de la roue Y, par l'in- termédiaire d'un engrenage spiral formé par les pièces x et y, fixées respectivement sur le pignon Z et la roue Y, et représentées en plan sur la figure 4. Quand on fait tourner le volant V, on entraîne la rotation du pignon Z par l'intermédiaire des pignons droits W et X, de la vis v de la roue Y et des dentures portées par les pièces x et y Ce pignon Z roule donc sur la denture z portée par le collier B, en entraînant ainsi la rotation en s'ite du télémètre. La forme des pièces x et y est calculée de telle sorte- que, pour faire suivre au télémè- tre la variation du site s, la rotation à faire subir au volant V soit proportionnelle à la variation du loga- rithme de sinus s.
(Toutefois, cette loi est faussée, dans les régions avoisinant les sites 0 et 90 , pour que la rotation du volant V permette d'amener le télémè- tre à pointer sous ces angles de site).
Comme le volant V entraîne en même temps la ro- tation du plateau P, par l'intermédiaire du pignon coni- que T et de la roue Q, on voit qu'à une variation ds du site, correspondra une rotation du plateau P, proportion- nelle à d (L sin. s), qui exprime la variativn du logarith- me de sinus s produite par la variation ds du site.
D'autre part, la position du frotteur 0 sur le plateau
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P est déterminée, comme on l'a vu, par la rotation de l'a- xe f et ne dépend, par conséquent, que de la position du prisme déviateur de mesure I. Le réglage est fait de telle sorte que, lorsque le prisme déviateur est 8 la po- sition de mesure de la distance le frotteur 0 soit en contact avec le plateau P au centre de ce dernier., c'est-à-dire sur l'axe de rotation de P.
Quand le prisme déviateur se déplace, à partir de la position ci-dessus, pour venir occuper la position de mesure d'une distance D, il subit un déplacement proportionnel à 1 , et il en est
D de même du frotteur 0, lequel se trouve donc toujours à une distance du centre du plateau P proportionnelle à 1,
D si D désigne la distance correspondant à la position occu- pée par le prisem déviateur I. La rotation du frotteur 0 est évidemment proportionnelle, à chaque instant, d'une part à la rotation du plateau P, d'autre part à la distan- ce du frotteur 0 au centre du plateau P. Donc, pour une variation élémentaire ds du site, cette rotation est pru- portionnelle au produit 1 d (L sin.s) conformément à la
D théorie exposée précédemment.
Cette rotation fait dépla- cer le prisme déviateur I d'une quantité proportionnelle par l'intermédiaire de la tige ,: de la tige de cardan n, de la vis N; de la roue k des pignons coniques i h et j de l'axe f, du pignon e et de la crémaillère a.
La lecture de la distance, non représentée sur le dessin, peut être réalisée, comme dans beaucoup de télé-. mètres connus, au moyen d'une échelle rectiligne, solidaire du prisme déviateur I, cette échelle se déplaçant devant un index fixe. Pour permettre, en outre, la lecture de l'al- titude, qu'il est intéressant de connaître, on peut complé- ter l'ensemble du mécanisme par un dispositif connu tel,par exemple, que celui indiqué dans le'-brevet belge n 335.781, du 15 Juillet 1926.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au @ dispositif particulier décrit ci-dessus, lequel peut faire
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l'objet de multiples variantes. Par exemple, on peut choisir un système déviateur de mesure d'un type diffé- rent, pourvu que ce système puisse être commandé par un mouvement proportionnel à 1 D'autre part, la rotation,
D en site, du télémètre peut être commandée par un volant tournant proportionnellement au site et entraînant la rotation du plateau P, proportionnellement au logarithme de sinus s, par l'intermédiaire d'un mécanisme comportant soit un engrenage spiral, tel que celui décrit, soit une came.