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Dispositif pour déterminer la direction du mouvement d'une cible mobile.
Pour corriger le réglage d'appareils d'écoute et d'autres dispositifs de repérage de cibles mobiles il est toujours nécessaire de déterminer la direction du mouvement de la cible, par exemple la direction du vol d'un avion. On y procédait jusqu'ici en traçant en projection centrale, sur un hémisphère ou sur une plaque plane, la trajectoire de l'avion.
Cette manière de procéder présente l'inconvénient que le support d'enregistrement (une sphère ou une plaque cotangentielle) doit avoir des dimensions relativement importantes afin que toute la trajectoire de la cible puisse être tracée à une échelle suf- fisamment grande, requise pour assurer un tracé clair et une
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précision suffisante quand on détermine la direction du mouvement (la route).
En outre, quand on l'emploie dans la pratique, par exemple pour des usages militaires, le dispositif d'enregis- trement présente en soi de grands inconvénients, car il faut y fixer un crayon ou une plume et les remplacer quand ils sont usés, de sorte qu'on néglige le travail d'observation. Il faut aussi effacer la trajectoire de la cible, tracée sur le support.
Suivant l'invention, pour écarter tous ces défauts, on part d'un nouveau principe basé sur la notion géométrique d'une trajectoire de cible tracée au moyen d'un point de simili- tude. Pour mieux faire comprendre l'invention on exposera ci- après quelques considérations théoriques en se référant aux
Figs. 1 et 2 des dessins annexés.
Dans ce qui suit on emploie les grandeurs suivantes: m1 est une échelle constante à laquelle on réduit sur le plan du tracé la vraie distance dans l'espace. Ó est un angle de déviation horizontale de la cible. est l'angle d'orientation ou direction du mouvement de la cible (angle de route); pour un petit élément de la trajectoire de la cible on peut considérer cet angle comme un angle constant. ( est un angle de déviation verticale de la cible.
La Fig. 2 représente schématiquement dans l'espace, à l'échelle de réduction choisie m1, la trajectoire s de la cible, dont la projection horizontale s1 est égale à 1211, La cible se déplace de 12 vers 1 et la projection horizontale de son trajet fait avec l'axe de référence c,o choisi, par ex. la direction nord, un angle (5 qui indique la direction du mouvement de la cible. Si on considère comme fixe par rapport à l'appareil le vecteur c112 = v2 (Fig. 1) de longueur m1. cotg 2, un autre vecteur v1 de longueur m1. cotg 1 aboutira
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en un point subséquent 11 de la projection horizontale s1 de la trajectoire.
Les vecteurs v2 et v1 font respectivement avec l'axe de référence c1o des angles 2 et 1 De ce fait la projection chorizontale s1 de la trajectoire de l'avion dévie du vecteur v2, considéré comme fixe, d'un angle w - 2 +(fig,2)
Suivant l'invention, on trace au moyen d'un point de similitude z une trajectoire s2, semblable à la trajectoire s1, qui commence au centre d'observation ci.
On a
EMI3.1
si on pose c1z = q.m1.cotg 1' où g désigne un rapport pantographique (réducteur ou ampli- ficateur), on obtient le rapport constant:
EMI3.2
Par conséquent les points 12 et z sont les points de suspension d'un pantographe dont le rapport est g et le point 1'2 est l'extrémité du pantographe, qui trace la tra- jectoire réduite ou amplifiée s2 de l'avion.
Cette trajectoire s2 dévie du vecteur v2 de l'angle w =y2 +6, Les points b2 et z du pantographe sont reliés à deux systèmes, un système v2 de longueur m1.cotg 2 considéré comme système fixe et un système v1 de longueur m1.cotg 1 qui est un système tournant, et on choisit la disposition de telle manière qu'on puisse faire coïncider passagèrement le système v1 de longueur m1.cotg 1 avec le système fixe v2 de longueur m1.cotg 2, cest-à-dire le régler de telle manière que le point 1'2 coin- cinde avec le point el. C-ette position est alors la position d'origine du dispositif entier.
Quand on maintient fixe le @
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vecteur v2 et quand on fait tourner le vecteur v1 de l'angle horizontal dont on intervertit toutefois le sens ( x, l'ex- trémité 1'2 du pantographe quitte le centre c1 et décrit la trajectoire s2 qui dévie de la direction du vecteur v2 d'un angle W = s2 +6. En outre le rapport entre c1z et la lon- geur totale m1.cotg 1 reste constant.
Pour déterminer l'angle de direction(:5 on dispose au point c1, une plaque transparente 19 à laquelle on adapte un index i (Fig. 4). Cette plaque transparente tourne con- tinuellement de l'angle par exemple sous l'action du dis- positif de pointage horizontal, par l'intermédiaire d'une transmission positive appropriée quelconque, de sorte que l'angle entre la trajectoire s2 et l'index i sera l'angle d'orientation 6 recherché.
On peut choisir à volonté le rapport de réduction ou d'amplification q du pantographe. Une certaine réduction peut être avantageuse pour la manipulation de l'appareil car toute déviation due à une oscillation de la ligne de pointage se trouve elle aussi réduite.
Les Figs. 5 et 4 montrent schématiquement un exemple d'exécution d'un. appareil construit suivant l'invention.
Dans un bottier fixe 23 de l'appareil tourne un arbre 5 comportant un bras 6 dans lequel est montée une vis 7 tour- nant sous l'action d'un couple d'engrenages coniques 8, 9, et la roue d'engrenage 9 est reliée à la roue planétaire d'un dif- férentiel 11 dont une des roues coniques est reliée rigidement à une roue à vis 12 et dont une autre roue dentée est calée sur l'arbre 5. On peut faire tourner la roue à vis 12 au moyen d'un volant à main 13 monté de façon accessible sur la face avant de l'appareil. La vis 7 porte un écrou 10 qui matérialise
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le point z (point de similitude intérieur) du pantographe.
Cet écrou porte le centre 14 du pantographe muni du bras 12 1'2. L'extrémité 12 du pantographe est articulée à une cré- maillère 15 qui peut être commandée par l'intermédiaire d'un pignon 16 par un dispositif bipolaire à came 17 actionné à son tour par l'appareil de pointage en hauteur qui le fait tourner continuellement de l'angle de déviation verticale 1.
L'autre extrémité 1'2 du pantographe est munie d'un repère bien visible, par exemple d'un galet 18 dont le diamètre est égal à la largeur de l'index de direction 1 de la plaque transparente 19, fixée à un couvercle 22, qui peut tourner sur le bottier 23 et qui masque les organes enfermés dans le bottier.
L'arbre 5 est commandé par l'intermédiaire d'un différentiel 1 et d'un train d'engrenages 2 par un arbre 30 qui est actionné par l'appareil de pointage en azimut, et on peut actionner le différentiel 1 au moyen d'un volant à main 4, par l'intermédiaire d'une roue à vis 3, indépendamment de l'appareil de pointage en azimut.
L'arbre 30 commandé par l'appareil de pointage en azimut actionne en même temps le couvercle 22 avec la plaque transparente 19 par l'intermédiaire d'un couple d'engrenages comprenant une couronne dentée prévue à la périphérie du couvercle. La commande est transmise par un différentiel 20 qui peut être actionné par un volant à main 21.
L'appareil décrit fonctionne de la manière sui- vante :
L'arbre 5 et le bras 6 sont commandés par l'in- termédiaire de l'arbre 30 par l'appareil de pointage en azimut et tournent de l'angle de déviation horizontale 9'. Cette ro- tation du bras 6, correspondant à l'angle de déviation hori- @
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zontale #, est transmise par! l'écrou 10 au centre z du pan- tographe. L'extrémoité 12 du pantographe se déplace par rapport à l'axe A-B correspondant à l'origine c1, de telle manière que l'écartement entre le point 12 et l'axe A-B ait la valeur m1.cotg 2. Ceci est assuré par la commande que l'appareil de pointage en hauteur communique aux transmissions 17, 16 et 15.
Sous l'action du bras 6 commandé par l'appareil de pointage en azimut et de la crémaillère portant le bras 12 12' du pantographe et commandée par l'appareil de pointage en hau- teur,le galet 18 décrit un mouvement correspondant à la tra- jectoire s2. Pour déterminer alors l'angle d'orientation 6 (l'angle de route de l'avion) par rapport à la direction d'origine clo, il faut mesurer l'angle que fait la trajectoire s du galet 18 avec la direction c1o.
Pour mesurer cet angle, on fait tourner au moyen du volant 21 le couvercle 22 auquel l'appareil de pointage en azimut a déjà imprimé un déplacement angulaire égale à é, jusqu'à ce que l'index i coïncide avec la tra- jectoire du galet 18; le déplacement angulaire que le volant
21 doit imprimer au couvercle 22 et à la plaque 19 est trans- mis au moyen du différentiel 20 à l'engrenage entre l'arbre 30 et le couvercle 22 et est égal à l'angle d'orientation re- cherché , de sorte que le couvercle 22 et la plaque 19 tour- nent de l'angle total W =g+6, On pourrait lire sur une échel- le appropriée quelconque adaptée au couvercle 22 l'angle W, ou bien, en employant deux échelles dont une tourne par rapport à la plaque 19 de l'angle #. on pourrait lire directement sur cette échelle l'angle de route recherché 6.
Quand la plaque 19 portant l'index i est réglée pour un certain angle(5 et que cet angle d'orientation ne change pas au cours du vol de l'avion, le galet 18 du bras du panto- graphe se déplace dans la direction de l'index i. Mais si le galet dévie de cet index, l'avion a changé la direction de
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son vol et on détermine alors le nouvel angle@ en tournant le volant 21. On produit les mouvements de réitération, c'est- à-dire les mouvements qui serventà ramener l'appareil dans la position initiale, en manoeuvrant les volants 4 et 13 qui actionnent les différentiels 1 et 11 tout-à-fait indépendam- ment des appareils de pointage en hauteur et en azimut. Au moyen de ces volants on ramène le point 1'2 au point c1.
Le volant 13 fait tourner par l'intermédiaire de la roue à vis 12, du différentiel 11 et de l'engrenage 9, 8 la vis 7 qui provoque un mouvement de réitération de l'écrou 10, c'est-à-dire son mouvement de retour dans la position ini- tiale (mouvement de réitération en hauteur), tandis que le volant 4 assure au moyen du différentiel 1 un mouvement de réitération latéral indépendant de l'appareil de pointage en azimut.
En choisissant convenablement l'échelle m2 et le rapport de réduction ou d'amplification pantographique q, on arrive à donner à l'appareil de très petites dimensions et une construction ramassée.
Il est évident qu'on peut employer le même dispositif pour déterminer la vitesse quand on connait l'altitude. On marque alors sur la plaque 19 perpendiculairement à l'index i des traits transversaux indiquant la vitesse et on mesure celle- ci au moyen d'un chronomètre.
On peut aussi employer le dispositif décrit pour faire des observations optiques journalières en vue de mesurer la vitesse et le trajet. A cet effet il faut régler d'une ma- nière correspondante le dispositif 17 ou l'ajuster de manière qu'il règle la position du point 12 en rapport avec le pro- duit y.cotg #, par exemple au moyen d'un renvoi logarithmique. y représente la distance de la cible à l'échelle ml.