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BREVET D'INVENTION.
" Perfectionnements apportés aux procédés et appareils pour déterminer, sur les engins de navigation, notamment aérienne, les caractéristiques de route et autres variables en décou- lant ".
L'invention est relative aux procédés et appareils pour déterminer, sur les engins de navigation, et en particu- lier sur les aéronefs, les caractéristiques de route et autres variables en découlant
Elle a pour but, surtout, de rendre ces procédés et appareils tels qu'ils répondent, mieux que jusqu'à présent,aux divers desiderata de la pratique, notamment qu'ils permettent de conduire plus rapidement et plus.simplement aux résultats cherchés.
Elle consiste, en premier lieu -- en ce qui concerne les moyens pour permettre d'établir les relations entre les divers angles intervenant dans la navigation, c'est-à-dire no-
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tancent l'angle de route, l'angle au compas, la déclinaison et la dérive --, à agencer de façon telle ces moyens, que lesdits angles soient portés par des graduations concentriques ménagées sur des éléments dont certains sont mobiles les uns par rapport aux autres sur un même appareil, et que, grâce à une inversion de certaines au moins desaites graduations par rapport au sens géographique normal, on puisse, disposant des valeurs de (n-1) desdits angles, faire apparaître directement, c'est-à-dire en évitant aes reports, la valeur du nème angle par un seul dé- placement desdits éléments concentriques.
Elle comprend, mise à part cette disposition princi- pale, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préfé- rence en même temps et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, notamment, une deuxième disposition consistant -- pour calculer di- verses caractéristiques à bord d'un aéronef, en particulier sa vitesbe, et l'angle de tir ou de bombardement --, à baser les calculs sur la détermination du temps de passage de l'aéronef sur une base égale ou proportionnelle à sa hauteur de ehate, l'angle de bombardement étant notamment fonction du rapport au temps de chute de la bombe au temps de passage sur ladite base, une troisième disposition -- relative aux moyens pour me- surer la temps de passage d'un aéronef sur une base de lon- gueur déterminée -- consistant,
pour réaliser lesdits moyens, à avoir recours à un viseur auquel, en continuant à viser un repère déterminé, on fait décrire un angle égal à celui compris entre les deux côtés d'un triangle passant par ledit point de repère et par les extrémités de la susdite base constituant le troisième côté, et à combiner à cet ensemble des moyens propres à actionner automatiquement un chronomètre au début et à la fin de la course angulaire dudit viseur, une quatrième disposition, consistant à combiner en un même appareil, d'une part, un dispositif pour la mesure des
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caractéristiques de toute, notamment tel que celui décrit dans la première des susdites dispositions, et, d'autre part, un dispositif pour la détermination de l'angle de bombardement.
ou un cinémomètre, ce dernier dispositif étant porté par le cercle de dérive que comprend le premier dispositif, et une cinquième disposition consistant, pour mesurer les rapports tels que ceux exprimant la vitesse ae l'aéronef ou l'angle de bombardement, à disposer, sur l'appareil même sur lequel on fait apparattre les termes desdits rapports, des échelles logarithmiques permettant de mesurer rapidement les- dits rapports, l'ensemble étant de préférence combiné, en ce qui concerne la mesure dudit angle de bombardement, à d'autres échelles mobiles permettant de faire la correction de l'angle de trainage pour les divers types ae bombes.
L'invention vise plus particulièrement certains modes d'application (notamment ceux pour lesquels on l'applique aux appareils du genre en question pour aéronefs), ainsi que cer- tains modes de réalisation, desdites dispositions; et elle vi- se, plus particulièrement encore et ce à titre de produits in- dustriels nouveaux, les appareils du genre en question compor- tant application de ces mêmes dispositions, ainsi que les éle- ments spéciaux propres à leur établissement et les engins com- prenant de semblabbs appareils.
Et elle pourra, de toute façon, être tien comprise a l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins ne sont, bien entendu, donnés surtout qu'à titre d'indication.
La fig. 1, de ce dessin, montre la disposition d'en- semble d'un appareil pour mesurer les camctéristiques de rou- te et éventuellement les angles de bombardement, sur un aéro- nef, ledit appareil étant établi conformément à l'invention.
Les fig. 2 et 3 montrent respectivement, en plan et en coupe par III-III fig. 2, la partie dérivomètre-calculateur
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de cap ou de route auait appareil, l'ensemble étant étapli conformément à l'invention.
Les fig. 4 et 5 sont deux schémas illustrant le fonc-
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tionnement de ce dérivomètreccalculateur de cap ou de route conformément à l'invention.
La fig. 6 montre en perspective la partie dudit appa- reil plus spécialement destinée au calcul de 'la vitesse de l'a- éronef ou ae l'angle de bombardement, l'ensemble étant conforme à l'invention.
La fig. 7 est un schéma illustrant le principe de fonctionnement de l'appareil de la fig. 6.
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, ainsi que ceux des modes de réali- sation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant par exemple, sur un aéronef, de mesurer les caractéristiques de route et égale- ment, comme on le supposera dans la description, l'angle de bombardement, c'est-à-dire l'angle de visée du but au moment du lâcher de la bombe, on s'y prend comme suit ou de faon ana- logue, en se basant sur les considérations qui vont être préa- lablement exposées.
Il existe déjà, pour effectuer les opérations de na - vigation et de bombardement, des appareils spéciaux dévolus à ces diverses fonctions et généralement distincts, c'est-à-dire: des dérivomètres, des calculateurs de cap, des viseurs de bombardement.
Ces appareils, outre l'inconvénient d'être multiples et séparés, donc encombrants, présentent diverses autres incom- modités d'emploi dont les principales sont: l'obligation d'avoir recours à des reports d'éléments d'un appareil à un autre, voire à des calculs ou à l'usage a'a- baques,
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l'emploi, pour la solution du problème du bombardement, d'éléments qui laissent toute son importance à l'erreur prove- nant d'une altitude incertaine, l'absence de dispositifs permettant'd'évaluer les écarts de tir et de les corriger, les possibilités d'erreurs importantes du fait de l'in- tervention manuelle dans le calcul des angles de tir et au dé- clenchement de la bombe.
Pour éviter ces divers inconvénients, on établit, con- formément à l'invention, un ensemble qui réunisse sur un même appareil les diverses fonctions rappelées ci-dessus et qui évi- te les reports d'éléments, une telle combinaison étant possible grâce à diverses dispositions de principe qui vont être expli- citées ci-dessous et qui, bien entendu, peuvent s'utiliser iso- lément, c'est-à-dire même sur des dérivomètres, des calcula- teurs de cap ou des viseurs de bombardement distints.
Pour ce qui est tout d'abord de l'appareil, ou de la partie de l'appareil, destiné à mesurer les caractéristiques de route, lesquelles comprennent, notamment (fig. 4 et 5) : l'angle de route R, c'est-à-dire celui de la route avec le nord géographique, l'angle au compas C, c'est-a-aire celui de l'axe de l'a- vion avec le nord magnétique, l'angle de dérive D, c'est-à-dire celui de la route avec l'axe de l'avion, et la déclinaison d, ou l'angle formé par le nora magne- tique avec le nord géographique, on combine, conformément à l'invention, un dérivo- mètre et un calculateur de route ou de cap sous la forme a'un ensemble comprenant divers éléments concentriques,
munis d'é- chelles graduées sur lesquelles peuvent appanaître les susdits angles et dont certains au moins sont mobiles, et on fait cet ensemble tel que, grâce à une inversion de certaines au moins desdites échelles par rapport au sens géographique normal, on
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puisse, connaissant trois des susdites variables, faire appa- raître la quatrième directement, c'est-à-dire sans aucun re- port.
A cet effet, par exemple, on fait d'abord comprendre à cet ensemble un cercle de derive N, que, de préférence, on dispose au centre du bâti 1 de l'appareil, ledit cercle compor- tant d'une part, des lignes de foi 2 que l'on puisse amener, par la rotation de l'ensemble, à être parallèle au défilement d'un point du sol, et, d'autre part, un index K qui, ainsi qu'on le Montrera plus loin, pourra être utilisé pour marquer le cap au compas.
Le défilement du point visé peut être observé, soit a travers le c rcle de dérive si cela est possible, soit, de pré- rérence, par l'intermédiaire ae moyens optiques projetant l'i- mage du sol, ces moyens comprenant par exemple, ainsi que repré- senté schématiquement sur la fig. 1, au moins un miroir 3 qui, disposé à l'extérieur de l'habitacle, renvoie l'image du sol vers le centre du aérivomètre où est alors disposé un deuxième miroir 4.
Ces deux miroirs 3 et 4 seront maintenus approximati- ement parallèles par une monture fixe ou réglable 30, ou par des bras formant parallélogramme déformable.
Disposant d'un tel cercle de aérive N, dont de toute façon l'angle de la direction des lignes de foi 2 avec la ligne CY (fig. 2, 4 et 5) parallèle à l'axe longitudinal de l'avion représente la dérive D, c'est-a-dire l'un des quatre susdits angles, on combine ledit cerclevdérive de façon telle, à d'au- tres cercles sur lesquels on peut inscrire deux des autres an- gles, que le seul fait de prendre la dérive fasse apparaître le quatrième angle cherché (c'est-à-dire en pratique, soit le cap au compas, soit la route).
C'est ainsi que, par exemple, on vient disposer, sur le bâti de l'appareil, lequel bâti est porté par l'aéronef,
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d'une part, par exemple sur un rebord extérieur 5 dudit bâti, une échelle double et fixe L, sur laquelle on peut por- ter les déclinaisons à l'aide d'un index mobile A, cette écnel- le comprenant de part et d'autre de l'axe OY deux graduations en sens inverse du sens géographique normal, ce qui veut dire que les déclinaisons positives (à l'est) sont portées à l'aide dudit index à gauche de OY (dest-à-dire à l'ouest), tandis due due les déclinaisons négatives sont portées à droite, et, d'autre part, un cercle mobile M portant une échelle sur laquelle on pourra faire apparaître, respectivement à l'ai- de des index A et K, les angles de route et de cap R et C,
ces conditions étant remplies si l'on observe également, pour la- dite échelle, le sens inverse du sens géographique normal.
Cette dernière échelle peut par exemple comporter, soit, si la route doit s'évaluer sur 3600 à partir du nord géographique, une seule graduation s'étendant sur 3600 en sens inverse du sens géographique normal, c'est-à-aire dans le sens trigonométrique, soit, comme représenté mig.2, deux graduations s'étendant sur 180 , la graduation de gauche correspondant aux angles de route ou de cap du secteur est, et celle de droite aux angles du secteur ouest, un tel ensemble répondant, ainsi qu'on va le montrer a la lumière de deux exemples représentés sur les fig. 4 et 5,aux conditions ci-dessus posées.
Sur la fig. 4, on a représenté respectivement en ONG,
ONM et OR la direction du nord géographique, du nord magnéti- que et de la route à suivre par l'aéronef; on a suppose que la déclinaison d était positive (est), et que la route à suivre faisaut 60 à l'est du nord géographique, ces 60 étant repré- sentés dans le sens géographique normal, c'est-à-aire ici en
1 sens inverse du sens trigonométrique, sur un cercle fictif @ . .
Si on suppose maintenant que se manifeste une ùcrive
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négative (ouest) de par exemple 20 , représentée par une ligne OY parallèle à l'axe de l'avion, on voit que dans le cas pré- sent le cap au compas sera égal à:
C = 60 - d - D = 30 .
Or, on va pouvoir faire apparaître cet angle direc- tement sur le cercle mobile K de gauche, c'est-à-dire celui gradué dans le sens trigonometrique, et cela: en amenant l'index A à la division 10 de la graduation fixe L$, à gauche de OY, puis en déplaçant le cercle M de façon àamener la divi- sion 60 de sa graduation de gauche, vis-à-vis dudit index, et, enfin, en prenant la aerive à l'aide du cercle de dé- rive, son index K venant effectivement se placer aevant la di- vision 30 , indiquant le cap au compas.
Si maintenant la route était a l'ouest, les condi- tions précédentes resteraient vraies, mais on utiliserait la graduation de droite du cercle M. C'est ce qu'on a montré sur la fig. 5, ou, sans rien changer à la déclinaison ni à a la de- rive, on a supposé que la route était de 60 à l'ouest. On a alors C = 60 + 10 + 20 = 90 .
Finalement, on peut notamment,à l'aide du dispositif conforme à l'invention, soit, disposant d'une route et d'une dérive, faire mar- quer directement le cap par l'index K, soit, disposant d'un cap et d'une dérive, faire marquer directement la route par l'index A.
On évite ainsi les reports exigés par les dispositifs usuels. Bien entendu, l'invention s'étendrait au cas où, par une modification des diverses graduations, les rôles ces index A et K seraient inversés. Bien entendu aussi, l'inversion des sens ce déplacement des cercles ou index par rapport au sens des dé- placements adoptés pour ces mêmes organes en géographie pure pourraient être obtenus¯par des liaisons cinématiques appropri-
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ées prévues entre lesdits organes et ceux d'un appareil gradue à la manière usuelle. Enfin, l'origine des angles peut être quelconque, pouvant être choisie aussi au pôle sud.
Il semble indiqué en outre d'appliquer les disposi- tions précédentes à la correction résiduelle du comoas. A cet effet, il suffit par exemple de monter l'index K de façon amo- vible sur le cercle de dérive N, auquel on fait comporter en n des graduations qui seront elles-mêmes inverses des graduations normales et qui coagi.ront avec un curseur 6 solidaire de l'in- dex K. De cette façon, connaissant l'angle de correction rési- duelle, on amenera d'abord ledit index K à la position corres- pondante et on l'y fixera par une vis 7 qui pourra servir a la manoeuvre du cercle de dérive. Unesemblable vis 31 pourra être prévue pour déplacer et fixer momentanément le cercle M.
L'index A sera double, c'est-à-dire portant deux pointes coagissant respectivement avec les graduations L et M, et il pourra être fixé sur une bague 8, manoeuvrable par un bouton 9.
Pour ce qui est maintenant de la partie ce l'appareil destinée plus spécialement à la mesure des angles de bombarde- ment -- ainsi que de la vitesse de l'aéronef --, on l'agence de manière telle que soit mis en oeuvre un nouveau procede suivant lequel, pour la détermination de ces valeurs, on se base sur le calcul du temps T que met l'aéronef à franchir une distance ou base égale ou proportionnelle à son altitude au moment considé- ré.
Ce procédé est illustré sur la fig. 7, sur laquelle on a représenté respectivement en P et X la parabole de chute et l'angle de bombardement théoriques, c'est-à-dire sans tenir compte de l'angle de trainage. Si l'on désigne par B l'ordon- née au sol de la parabole, cette ordonnée est théoriquement égale à la distance parcourue par l'avion entre le lance,nent ue -La bombe et le moment de l'impact, c'est----dire dans le temps
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de enute t de la bombe ; a donc: (1) B = t x Va, Va étant la vitesse de l'aéronef
D'autre part, on a également, dans le triangle de coute, si h est l'altitude: (2) B = h tg X.
Enfin, si T est le temps mis par l'avion pour par- courir une base égale à l'altitude, on a: (3) h = T x Va, d'où il résulte, en portant dans (2) et en comparant avec ( )
Tg X = t/T ou coty X = T/t
Il est d'ailleurs éviaent que ce rapport peut aussi s'exprimer par Tg X = vitesse moyenne de la bombe s'exprimer par vitesse vraie ae l'aéronef '
De toute façon, on voit que le nouveau procédé con- sistera, pour ce qui est ae la mesure de l'angle X, à calcuer le rapport ² ou ! (ce qui sera plus facile à réaliser mécani- quement), rapports dans lesquels t est connu en fonction de l'altitude, tandis que T sera mesuré par un dispositif appro- prié :
l'avantage principal d'un tel procédé résiaera dans le fait que le calcul sera peu affecté par les erreurs sur l'alti- tude, étant donné que ces erreurs apparaissent sur T et t,c'est a-dire sur les deux termes d'unrapport, ae sorte que l'erreur résultante sera réduite à un quotient.
Ledit procédé permettra aussi de déterminer la vites- se de l'aéronef, puisque Va = h/T.
Pour mettre en oeuvre ce procédé, et, tout d'abord, pour mesurer T, on aura par exemple recours à un appareil agen- ce de façon à permettre de maintenir la visée sur un point du sol pendant le temps que met l'appareil à franchir la base égale à h, ledit appareil comportant donc un viseur mobile qui, penaant le temps T, doit tourner d'un angle [alpha] géométriquement défini, lequel viseur on combine à un chronomètre de faon tel- le que soient enregist és le début et la fin de la course an- gulaire
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On fera par exemple l'ensemble tel-- mais non ne- cessairement -- que les positions extrêmes prises par le viseur soient symétriques par rapport à'la verticale, auquel cas l'an- gle [alpha] est égal à 53 20' environ.
Et, pour répondre aux conditions posées au début ae la présente description, c'est--dire pour permettre de conden- ser les mesures sur un même appareil, on montera le viseur en question sur le cercle de dérive ci-dessus décrit, ce viseur étant matérialisé par exemple par un arceau 10 mobile autour d'axes 11, ledit arceau portant un oeilleton 12 ou lunette, avec lequel on peut suivre un point du sol dans sa course relative.
Les positions extrêmes ae l'arceau, limitant la cour- se angulaireo(, pourraient être simplement matérialisées par des repères tels que O1 O2, aevant lesquels .serait amenénà pas- ser un index Q de l'arceau, pour lesdites positions, mais il est avantageux, suivant une autre disposition de l'invention -- et pour supprimer l'erreur qui serait apportée par l'opérateur s'il 'agissait manuellement sur le cnronomè- tre --, de prévoir des moyens pour permettre au viseur de com- mander automatiquement, par le seul fait de ses déplacements, le déclenchement du chronomètre, de sorte que la fonction de l'opérateur se résume alors à suivre la trajectoire ou point du sol qui défile.
Lesdits moyens meuvent avoir recours à diverses sour- ces d'énergie (air comprimé, liquide, électricité etc. ). A ti- tre d'exemple, les repères O1 02 peuvent être agencés sous for- me de contacts électriques, de même que l'index Q, constitué par un autre contact escamotable, le tout réuni électriquement à un système de relais actionnant un chronomètre ou ciiroiiogra- 'phe (non représenté).
Disposant donc de cet ensemble, on lui combine en ou- tre des moyens propres à permettre de faire apparaître directe- ment sur l'appareil les valeurs à mesurer, c'est-à-dire notam- ment :
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cots X = T/t et va - il et on réalise ces moyens par des échelles logarithmiques mobiles relativement les unes par rapport aux autres et sur les quelles on puisse faire apparaître les termes des susdits rap- ports, ainsi que les résultats ou quotients.
C'est ainsi que l'on pourra prévoir, notaient soli- dairement du cercle de dérive, d'une part, avantageusement sur un secteur fixe tel que
13 (fig. 6), les échelles suivantes: une échele des temps, une échelle des angles X, une écheille des vitesses-minute, une échelle des vitesses-heure Va, et, d'autre part, par exemple sur un secteur 14 porté par une potence mobile 15, les échelles suivantes : une échelle des longueurs de base égales aux altitudes h, et une échelle des temps de chute t exprimée de préférence en altitude.
L'opérateur a donc à portée de sa main tous les élé- ments pour faire apparaître directement, sans aucun report, les valeurs cherchées.
Dans ce qui précède, on n'a envisagé que l'angle de bombardement tnérorique X; pour avoir l'angle vrai x, il fait déduire l'angle de trainage qui est variable avec chaque type de bombe.
A cet effet, conformément à un autre disposition de l'invention, on prévoit des moyens propres à permettre ae com- biner, à une échelle des angles X, une autre échelle sur la- quelle puisse apparaître l'angle de trainage, et éventuellement a'effectuer la soustraction de ce dernier, ladite seconde echel- le étant mobile de façon à l'adapter aux divers angles ae trai-
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nage correspondant à des bombes différentes.
La première échelle est par exemple portée par le secteur 13 tel que ci-dessus décrit, tandis que la seconde 16 est disposée sur un secteur mobile et réglable 17.
Ces deux secteurs étant concentriques et disposés par exemple de part et d'autre de l'appareil, on petit les faire coagir de façon telle, avec une double potence 18, que, lors- que l'une des potences marque l'angle X, l'autre marque l'an- gle x correct.
Suivant une autre disposition, visant toujours la suppression de l'erreur due au coefficient personnel de l'opéra- teur, onop.:rera la visée du but et le déclenchement de la bombe à l'aide des mêmes organes viseurs déjà décrits ci-dessus, le déclenchement pouvant s'opérer automatiquement par des contacts électriques. Le principe resterait le même s'ils'agissait de mettre en fonction un contacteur à temps déterminant une relaxa- tion successive des bombes pour obtenir un tir en traînée.
Suivant une autre disposition, on opère la correction de dérive de la bombe par un déplacement latéral de l'objectif de la lunette servant à la visée ou par déplacement ae l'ocu- laire de cet instrument.
C'est ainsi, par exemple, que l'oeilleton 12 pourrait être porté par un coulisseau 19, l'ensemble étant alors comoine à des moyens propres, par une simple lecture, à aéterminer la position correcte dudit coulisseau.
On sait en effet que la dérive de la bombe sera égale à celle de l'avion multipliée par le rapport des deux vitesses, vitesse moyenne de la bombe et vitesse de l'avion; or on sait ca-culer ce dernier rapport, égal à T/t c'est-à-dire à 1/TgX.
On obtient donc la correction de dérive de la bombe par un rapport de deux angles, savoir de l'angle de derive de l'avion et l'angle X. Il suffira, par conséquent, d'avoir re- cours à un système d'écheiles mobiles logarithmiques represen-
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tant les angles D et X. On pourra même utiliser une s eule é- chelle 20 manoeuvrable par un bouton 21 et coagissant avec un repère fixe 22 et un repère mobile 23 porté par le coulisseau 19, lui-même manoeuvrable, par un bouton 24, l'ensemble permet- tant évidemment d'effectuer l'opération logarithmique en ques- tion.
Enfin, considérant qu'on sera amené à procéder au réglage des éléments du tir et à leur correction après une pre- mière salve, l'invention prévoit l'adjonction d'un système de mesure des écarts (repères micrométriques dans l'optique, par exemple).
Ainsi que représenté sur la fig. 6, on -fait appel a des fils de métal 25 tendus ou soudés sur la ligne de foi cen- trale et tels que leurs écartements et leurs longueurs (5 ou 10 millièmes par exemple) permettent d'apprécier approximative- ment les écarts pour les corriger en agissant sur les angles de trainage ou sur les angles de dérive de la bombe.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement a ceux de ses modes d'application, ainsi qu'à ceux des modes de réa- lisation de ses diverses parties ayant été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les varian- tes.
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PATENT.
"Improvements to methods and apparatus for determining, on navigation devices, particularly aerial vehicles, the characteristics of the route and other resulting variables".
The invention relates to methods and apparatus for determining, on navigation devices, and in particular on aircraft, the road characteristics and other variables resulting therefrom.
Its aim, above all, is to make these processes and apparatuses such as they respond, better than hitherto, to the various desiderata of practice, in particular that they make it possible to lead more quickly and more simply to the desired results.
It consists, in the first place - as regards the means to allow establishing the relations between the various angles intervening in navigation, that is to say no-
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the course angle, the compass angle, the declination and the drift -, to arrange such means, that said angles are carried by concentric graduations made on elements some of which are movable relative to each other to others on the same device, and that, thanks to an inversion of at least some of the graduations with respect to the normal geographical direction, we can, having the values of (n-1) of said angles, show directly, that is- that is to say by avoiding the transfers, the value of the nth angle by a single displacement of said concentric elements.
It comprises, apart from this main provision, certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be discussed more explicitly below, in particular, a second provision consisting - in order to calculate various characteristics on board an aircraft, in particular its speed, and the angle of fire or bombardment -, to base the calculations on the determination of the passage time of the aircraft on a basis equal or proportional to its height of ehate, the bombardment angle being in particular a function of the ratio of the time the bomb falls to the time of passage on said base, a third provision - relating to the means for measuring the time of passage of an aircraft on a base of fixed length - consistent,
to achieve said means, to have recourse to a sight which, by continuing to aim at a determined mark, an angle equal to that between the two sides of a triangle passing through said reference point and through the ends of the aforesaid base constituting the third side, and to combine with this set means suitable for automatically activating a stopwatch at the start and at the end of the angular travel of said sight, a fourth arrangement, consisting in combining in the same device, on the one hand , a device for measuring
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characteristics of any, in particular such as that described in the first of the aforesaid arrangements, and, on the other hand, a device for determining the angle of bombardment.
or a speedometer, the latter device being carried by the fin circle that the first device comprises, and a fifth arrangement consisting, in measuring the ratios such as those expressing the speed of the aircraft or the angle of bombardment, to be placed, on the device itself on which the terms of said ratios are shown, logarithmic scales making it possible to quickly measure said ratios, the whole being preferably combined, with regard to the measurement of said bombardment angle, with other Movable scales allowing the angle of drag to be corrected for the various types of bombs.
The invention relates more particularly to certain modes of application (in particular those for which it is applied to devices of the type in question for aircraft), as well as certain embodiments of said arrangements; and, more particularly still and this as new industrial products, the devices of the type in question comprising the application of these same provisions, as well as the special elements specific to their establishment and the common devices. - taking similar devices.
And it could, in any case, be understood with the aid of the additional description which follows, as well as the appended drawings, which supplement and drawings are, of course, given above all by way of indication.
Fig. 1, of this drawing, shows the overall arrangement of an apparatus for measuring the road characteristics and possibly the bombardment angles, on an aircraft, said apparatus being established in accordance with the invention.
Figs. 2 and 3 show respectively, in plan and in section by III-III fig. 2, the derivometer-calculator part
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course or course auait apparatus, the assembly being established in accordance with the invention.
Figs. 4 and 5 are two diagrams illustrating the func-
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operation of this heading or course calculating derivometer in accordance with the invention.
Fig. 6 shows in perspective the part of said apparatus more especially intended for calculating the speed of the aircraft or the angle of bombardment, the assembly being in accordance with the invention.
Fig. 7 is a diagram illustrating the principle of operation of the apparatus of FIG. 6.
According to the invention, and more especially according to that of its modes of application, as well as those of the embodiments of its various parts, to which it seems that preference should be given, proposing for example , on an aircraft, to measure the course characteristics and also, as will be assumed in the description, the bombardment angle, that is to say the angle of sight of the goal at the time of release of the bomb, we do it as follows or analogously, based on the considerations which will be explained beforehand.
To carry out navigation and bombardment operations, there are already special devices assigned to these various and generally separate functions, that is to say: derivometers, heading computers, bombardment sights.
These devices, in addition to the drawback of being multiple and separate, and therefore bulky, have various other inconveniences of use, the main ones of which are: the obligation to have recourse to transfers of elements from one device to one. other, even to calculations or to the a'a baques use,
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the use, for the solution of the bombardment problem, of elements which leave all its importance to the error coming from an uncertain altitude, the absence of devices allowing to evaluate the deviations of fire and to correct, the possibilities of significant errors due to manual intervention in the calculation of the firing angles and the triggering of the bomb.
To avoid these various drawbacks, in accordance with the invention, an assembly is established which combines the various functions mentioned above on a single device and which avoids the transfer of elements, such a combination being possible thanks to various principle provisions which will be explained below and which, of course, can be used in isolation, that is to say even on derivometers, heading computers or bombardment sights distints.
As regards first of all the apparatus, or part of the apparatus, intended to measure the road characteristics, which include, in particular (fig. 4 and 5): the road angle R, c 'is to say that of the route with geographic north, the angle to the compass C, that is to say that of the axis of the plane with magnetic north, the angle of drift D, that is to say that of the road with the axis of the plane, and the declination d, or the angle formed by the nora magne- tic with the geographic north, we combine, in accordance with the invention, a drift meter and a course or heading computer in the form of a set comprising various concentric elements,
provided with graduated scales on which the aforesaid angles can appear and at least some of which are movable, and this set is made such that, thanks to an inversion of at least some of said scales with respect to the normal geographical direction, we
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may, knowing three of the aforesaid variables, cause the fourth to appear directly, that is to say without any report.
To this end, for example, this assembly is first made to understand a drift circle N, which, preferably, is placed in the center of the frame 1 of the apparatus, said circle comprising on the one hand, faith lines 2 that we can bring, by the rotation of the assembly, to be parallel to the scrolling of a point on the ground, and, on the other hand, an index K which, as will be shown more away, can be used to mark the course with a compass.
The movement of the target point can be observed, either through the drift circle if this is possible, or, preferably, by means of optical means projecting the image of the ground, these means comprising for example , as shown schematically in FIG. 1, at least one mirror 3 which, placed outside the passenger compartment, returns the image of the ground to the center of the aerivometer where a second mirror 4 is then placed.
These two mirrors 3 and 4 will be kept approximately parallel by a fixed or adjustable mount 30, or by arms forming a deformable parallelogram.
Having such a circle of airfoil N, of which in any case the angle of the direction of the heading lines 2 with the line CY (fig. 2, 4 and 5) parallel to the longitudinal axis of the airplane represents the drift D, that is to say one of the four aforementioned angles, we combine said cerclevdrift in such a way, with other circles on which two of the other angles can be inscribed, that the sole fact of taking the drift shows the fourth angle sought (that is to say in practice, either the compass heading or the course).
This is how, for example, one comes to have, on the frame of the apparatus, which frame is carried by the aircraft,
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on the one hand, for example on an outer edge 5 of said frame, a double and fixed scale L, on which the variations can be carried using a movable index A, this spade comprising on the one hand and on the other side of the OY axis two graduations in the opposite direction of the normal geographical direction, which means that the positive declensions (to the east) are carried using said index to the left of OY (that is to say to the west), while due due the negative declensions are carried to the right, and, on the other hand, a mobile circle M carrying a scale on which we can show, respectively using the indexes A and K , the course and heading angles R and C,
these conditions being fulfilled if one also observes, for said scale, the opposite direction to the normal geographical direction.
This last scale can for example comprise, either, if the road is to be evaluated on 3600 starting from the geographic north, a single graduation extending on 3600 in the opposite direction of the normal geographic direction, that is-to-area in the counterclockwise, or, as shown in mig.2, two graduations extending over 180, the left graduation corresponding to the course or heading angles of the east sector, and the right one to the angles of the west sector, such a set responding, as will be shown in the light of two examples shown in FIGS. 4 and 5, under the conditions set above.
In fig. 4, we represented respectively in NGOs,
ONM and OR the direction of geographic north, magnetic north and the route to be followed by the aircraft; we have assumed that the declination d was positive (east), and that the route to follow is 60 east of geographic north, these 60 being represented in the normal geographic direction, that is to say, here in
1 direction opposite to the trigonometric direction, on a fictitious circle @. .
If we now suppose that there is a writing
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negative (west) of for example 20, represented by a line OY parallel to the axis of the airplane, we see that in the present case the compass heading will be equal to:
C = 60 - d - D = 30.
Now, we will be able to make this angle appear directly on the mobile circle K on the left, that is to say the one graduated in the trigonometric direction, and that: by bringing the index A to the division 10 of the graduation fixed L $, to the left of OY, then by moving the circle M so as to bring the division 60 of its left graduation, vis-à-vis said index, and, finally, by taking the aerive using the drift circle, its index K actually coming to be in front of the division 30, indicating the heading with the compass.
If now the road was to the west, the previous conditions would remain true, but we would use the right graduation of the circle M. This is what we have shown in fig. 5, or, without changing the declination or the deviation, the route was assumed to be 60 to the west. We then have C = 60 + 10 + 20 = 90.
Finally, it is possible in particular, using the device according to the invention, either, having a course and a drift, directly mark the heading by the index K, or, having a heading and a drift, have the course marked directly with the index A.
This avoids the delays required by the usual devices. Of course, the invention would extend to the case where, by modifying the various graduations, the roles of these indexes A and K are reversed. Of course also, the reversal of the senses this displacement of the circles or indexes with respect to the direction of the displacements adopted for these same organs in pure geography could be obtained by appropriate kinematic connections.
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ées provided between said members and those of a graduated device in the usual manner. Finally, the origin of the angles can be any, which can also be chosen at the south pole.
It also seems advisable to apply the previous provisions to the residual correction of the comoas. For this purpose, it suffices, for example, to mount the index K in a removable manner on the drift circle N, which is made to include at n the graduations which will themselves be the reverse of the normal graduations and which will coact with a cursor 6 integral with index K. In this way, knowing the residual correction angle, we will first bring said index K to the corresponding position and fix it there by a screw 7 which can be used to maneuver the fin circle. A similar screw 31 may be provided to move and temporarily fix the circle M.
The index A will be double, that is to say bearing two points coacting respectively with the graduations L and M, and it can be fixed on a ring 8, operable by a button 9.
As regards the part of the apparatus intended more specifically for measuring the angles of bombardment - as well as the speed of the aircraft -, it is arranged in such a way that is implemented a new method according to which, for the determination of these values, one is based on the calculation of the time T that the aircraft takes to cover a distance or base equal or proportional to its altitude at the moment considered.
This process is illustrated in fig. 7, on which the theoretical fall parabola and the theoretical bombardment angle have been represented at P and X respectively, that is to say without taking into account the drag angle. If we denote by B the ordinate on the ground of the parabola, this ordinate is theoretically equal to the distance traveled by the airplane between the lance, nent ue -the bomb and the moment of impact, c ' is ---- say in time
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of the bomb; a therefore: (1) B = t x Va, Va being the speed of the aircraft
On the other hand, we also have, in the cost triangle, if h is the altitude: (2) B = h tg X.
Finally, if T is the time taken by the airplane to cover a base equal to the altitude, we have: (3) h = T x Va, from which it results, by carrying in (2) and in comparing with ()
Tg X = t / T or coty X = T / t
It is moreover evident that this ratio can also be expressed by Tg X = average speed of the bomb expressed by true speed of the aircraft '
In any case, we see that the new method will consist, as regards the measurement of the angle X, in calculating the ratio ² or! (which will be easier to achieve mechanically), ratios in which t is known as a function of the altitude, while T will be measured by an appropriate device:
the main advantage of such a method will reside in the fact that the calculation will be little affected by the errors on the altitude, since these errors appear on T and t, that is to say on the two terms. of a report, so that the resulting error will be reduced to a quotient.
Said method will also make it possible to determine the speed of the aircraft, since Va = h / T.
To implement this method, and, first of all, to measure T, we will for example have recourse to an apparatus designed in such a way as to make it possible to maintain the sight on a point on the ground during the time taken by the apparatus. to cross the base equal to h, said apparatus therefore comprising a movable sight which, controlling the time T, must turn by a geometrically defined angle [alpha], which sight is combined with a chronometer in such a way that they are recorded the beginning and the end of the angular stroke
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For example, the assembly will be made such - but not necessarily - that the extreme positions taken by the viewfinder are symmetrical with respect to the vertical, in which case the angle [alpha] is equal to 53 20 ' about.
And, to meet the conditions set at the beginning of the present description, that is to say to allow the measurements to be condensed on the same device, the sight in question will be mounted on the drift circle described above. sight being materialized for example by a hoop 10 movable around axes 11, said hoop carrying an eyelet 12 or telescope, with which one can follow a point on the ground in its relative course.
The extreme positions ae the hoop, limiting the angular run o (, could simply be materialized by references such as O1 O2, before which. Would be brought to pass an index Q of the hoop, for said positions, but it It is advantageous, according to another arrangement of the invention - and in order to eliminate the error which would be made by the operator if he acted manually on the chronometer -, to provide means to allow the viewfinder to com - automatically command, by the sole fact of his movements, the triggering of the chronometer, so that the operator's function is then limited to following the path or point on the ground which is scrolling.
Said means move to have recourse to various energy sources (compressed air, liquid, electricity etc.). By way of example, the marks O1 02 can be arranged in the form of electrical contacts, as can the index Q, formed by another retractable contact, the whole connected electrically to a relay system actuating a stopwatch. or ciiroiiogra- 'phe (not shown).
Therefore, having this set, it is also combined with means suitable for allowing the values to be measured to appear directly on the device, that is to say in particular:
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cots X = T / t and va - il and we realize these means by logarithmic scales moving relatively to each other and on which we can show the terms of the aforesaid ratios, as well as the results or quotients.
This is how it will be possible to foresee, noted solidly from the drift circle, on the one hand, advantageously over a fixed sector such as
13 (fig. 6), the following scales: a time scale, an angle scale X, a minute speed scale, a hour speed scale Va, and, on the other hand, for example on a sector 14 carried by a mobile jib crane 15, the following scales: a scale of base lengths equal to altitudes h, and a scale of fall times t preferably expressed in altitude.
The operator therefore has all the elements at his fingertips to show the values sought directly, without any transfer.
In the above, only the tteroric bombardment angle X has been considered; to have the true angle x, he deduces the drag angle which is variable with each type of bomb.
To this end, in accordance with another arrangement of the invention, means are provided which are suitable for allowing a combination, with an angle scale X, another scale on which the drag angle can appear, and possibly a'perform the subtraction of the latter, said second scale being movable so as to adapt it to the various angles to be treated.
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swimming matching different bombs.
The first scale is for example carried by the sector 13 as described above, while the second 16 is placed on a movable and adjustable sector 17.
These two sectors being concentric and arranged for example on either side of the device, they can be made to coact in such a way, with a double bracket 18, that, when one of the brackets marks the angle X , the other marks the correct x angle.
According to another arrangement, always aiming at the elimination of the error due to the personal coefficient of the operator, onop .: aiming of the goal and the triggering of the bomb using the same sighting devices already described above. above, the triggering being able to take place automatically by electrical contacts. The principle would remain the same if it were a question of activating a contactor in time determining a successive release of the bombs to obtain a drag firing.
According to another arrangement, the bomb drift is corrected by a lateral displacement of the objective of the telescope serving for sighting or by displacement of the eyepiece of this instrument.
Thus, for example, the eyecup 12 could be carried by a slider 19, the assembly then being comoine to its own means, by a simple reading, to determine the correct position of said slider.
We know in fact that the drift of the bomb will be equal to that of the airplane multiplied by the ratio of the two speeds, average speed of the bomb and speed of the airplane; however we know how to calculate this last ratio, equal to T / t, that is to say to 1 / TgX.
The bomb drift correction is therefore obtained by a ratio of two angles, namely the angle of the aircraft's drift and the angle X. It will therefore be sufficient to have recourse to a system of 'logarithmic mobile scales represented
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both angles D and X. It is even possible to use a single scale 20 operable by a button 21 and coacting with a fixed mark 22 and a movable mark 23 carried by the slider 19, itself maneuverable, by a button 24 , the whole obviously making it possible to perform the logarithmic operation in question.
Finally, considering that we will have to adjust the firing elements and correct them after a first burst, the invention provides for the addition of a system for measuring the deviations (micrometric marks in the optics, for example).
As shown in FIG. 6, use is made of metal wires stretched or welded on the central heading line and such that their spacings and their lengths (5 or 10 thousandths for example) make it possible to approximate the deviations for the correct by acting on the angles of drag or on the angles of drift of the bomb.
As goes without saying, and as it follows moreover from the foregoing, the invention is in no way limited to those of its modes of application, as well as to those of the embodiments of its various parts having been more specifically considered; on the contrary, it embraces all the variations.