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Perfectionnements aux instruments gyroscopiques de navigation.
Cette invention est relative aux instruments gyroscopiques de navigation - notamment aux horizons arti- ficiels ou gyro-verticales - employés sur les aéronefs et sur les navires (tant de surface que sous-marins) et elle a pour principal but de procurer des dispositifs perfectionnés pour produire un couple de redressement. Un autre but est d'assurer une liberté de mouvement complète du bortier de l'instrument par rapport au mécanisme y contenu, ainsi que l'organe indicateur ou index avant-arrière par rapport au cadran de niveau transversal et de celui-ci par rapport au bottier.
Suivant la présente invention, les dispositifs pour produire un couple de redressement comprennent des soupapes
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roulantes ou commandées par des corps roulants, les soupapes étant disposées dans des chambres à soupape comportant des lumières à jets d'air, de manière que lorsque le boîtier du gyroscope ou un autre organe fixe supportant le gyroscope s'écarte de la normale, les soupapes se meuvent et permettent à des jets d'air d'intensités inégales de traverser les lumières perpendiculairement au déplacement de l'axe du volant gyroscopique et de produire ainsi un couple de redressement. La liberté de mouvement précitée dans un sens transversal à l'horizontale est assurée conformément à l'invention en montant le cercle de cardan'extérieur dans un seul palier, ce qui permet d'exécuter une révolution complète.
Afin que l'invention soit clairement comprise, on continuera la description en se référant aux dessins annexés qui représentent à titre d'exemple non limitatif.certaines formes d'exécution avantageuses de l'invention. Dans les dessins:
Fig. 1 est une coupe verticale d'une gyro-verticale et montre des soupapes à disque roulantes disposées de manière à commander les jets d'air.
Fig. 2 est une coupe horizontale du même instrument dont on a enlevé le boîtier.
Figs. 3 et 4 sont respectivement une coupe verticale et une coupe horizontale, toutes deux à plus grande échelle, d'une des chambres à soupape représentées sur la Fig. 1.
Figs. 5 et 6 sont respectivement une coupe verticale et une coupe horizontale, montrant une soupape en forme de plongeur et des rouleaux agencés pour 3'actionner, tous disposés dans une chambre à soupape.
Figs. 7 et 8 sont respectivement une coupe verticale et une coupe horizontale d'une soupape en forme de bille ou de
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rouleau, disposée dans une chambre à soupape.
Fig. 9 est une vue de face de l'instrument à une échelle réduite.
Comme le montrent les dessins, le volant a du gyroscope est monté pour tourner sur un arbre vertical a1 dans un boîtier b étanche à l'air, qui constitue le cercle de cardan intérieur et qui est monté sur des tourillons c portés par un cercle de cardan extérieur d en forme d'U, lequel à son tour est porté par un arbre creux d1, tourillonné dans un palier à roulements espacés e. Ce palier est logé dans l'arrière du boîtier f. Les axes des tourillons ± et du palier coupent l'axe vertical du volant du gyroscope au centre du système mobile. Grâce au fait qu'on n'emploie qu'un seul palier pour le cercle de cardan extérieur, il devient possible que le boîtier de l'instrument tourne sans entrave par rapport au cadran, de sorte qu'on peut exécuter une révolution complète ou une série de révolutions sans détraquer l'instrument.
On assure la stabilité de l'arbre d1 en espaçant les roulements e comme indiqué.
. En se reportant aux dispositifs représentés sur les Figs. 1, 2, 3 et 4, destinés à produire le couple de redressement, on remarque qu'ils comprennent des soupapes à disque g disposées de manière que leurs centres coincident avec l'axe de rotation du tore quand cet axe est exactement vertical.
Les soupapes sont montées sur des pivots centraux g1 qui peuvent rouler dans des boutonnières g2 de la paroi de la chambre à soupape g3, les axes de roulement des soupapes étant perpendiculaires l'un à l'autre. Les boutonnières g2 peuvent être courbes (voir Fig. 3) de manière à donner à la commande mobile une inclinaison lui permettant de s'établir
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au centre exact. Les chambres à soupape comportent à chaque extrémité des lumières de sortie d'air g4 disposées de manière que, normalement, la soupape les maintienne ouvertes au même degré (les cercles en pointillés g4 de la Fig. 3 indiquent les lumières d'extrémité de la chambre à soupape, bien que, naturellement, ces lumières ne devraient pas apparaître sur cette figure).
Afin de diminuer le frottement entre les extrémités de la soupape et la paroi de la chambre à soupape, les extrémités des pivots g1 sont arrondies et polies et elles sont disposées de manière à toucher légèrement des bouchons g5 qui sont insérés dans les joues de la chambre à soupape pour maintenir écartés des joues les extrémités de la soupape. Ces bouchons servent aussi à empêcher un échappement d'air par les boutonnières g2.
On traitera ci-après de la circulation d'air qui entraîne le volant du gyroscope et qui est commandée subsé- quemment par les soupapes de manière à produire un couple de redressement chaque fois que l'axe de rotation du volant s'écarte de la verticale. D'ordinaire, un tube d'aspiration à venturi ou un autre dispositif approprié est raccordé au tube h, et pendant le vol de l'air est aspiré par l'arbre creux d1 à l'extrémité intérieure duquel le courant d'air se divise et passe par un conduit intérieur de chaque branche du cercle de cardan extérieur d et ensuite par des orifices d'entrée dans les portées du cercle de cardan intérieur d'où, après avoir passé à travers le tourillon, il sort par un orifice de sortie en un jet qui frappe et qui entraîne le volant du gyroscope.
Vu que cette construction de la branche du cercle de cardan d et du tourillon est identique de part et d'autre du volant, il suffit d'indiquer les éléments re- présentés en coupe sur la Fig. 2; sur cette figure, d2 est @
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le conduit d'air, ±1 sont les orifices d'entrée et c2 est l'orifice de sortie. Le courant d'air passe du boîtier b dans les chambres à soupape g3.
Quand l'axe du tore du gyros- cope dévie de la position verticale exacte, l'une ou les deux soupapes se mettent à rouler (selon que la déviation se produit dans le sens avant-arrière ou dans le sens trans- versal, ou dans les deux sens), en démasquant une plus gran- de surface des lumières de sortie g4 d'une extrémité de la chambre à soupape et en masquant une plus grande surface des lumières de sortie g4 de l'autre extrémité de la chambre à soupape, ce qui fait varier l'intensité des jets d'air sortants et, par conséquent, produit le couple de redresse- ment voulu. Dans le cas de déviation exagérée les lumières de sortie sont complètement ouvertes à une extrémité et complètement fermées à l'autre.
Dans la disposition représentée sur les Figs. 5 et 6, j est une soupape à plongeur qui est pourvue d'un pivot j1 attaqué par des billes ou rouleaux k libres de rouler dans la chambre 1. Les lumières de sortie d'air sont indiquées en j2 et j3 et elles sont orientées en sens opposés, les pointillés représentant sur la Fig. 5 la lumière j2 qui naturellement ne devrait pas apparaître sur cette figure.
Le courant d'air partant du boîtier b du gyroscope traverse les orifices 11 (Fig. 5). Normalement, la soupape occupe la position médiane représentée et le courant d'air sort avec une égale intensité par les deux lumières 12 et j3.
Toutefois, une déviation de l'axe du gyroscope par rapport à la verticale exacte fait rouler les billes et déplacer ainsi la soupape, d'où. il résulte une rupture d'équilibre entre les courants d'air sortant par les lumières 12 et j3 avec production consécutive du couple de redressement voulu.
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De préférence, les chemins de roulement des billes sont inclinés de haut en bas vers la soupape de manière à assurer que les billes restent en contact avec les pivots -il-
Dans la disposition représentée sur les Figs. 7 et 8, une seule bille ou un seul rouleau m est disposé de manière à pouvoir rouler librement dans la chambre à soupape m1. A chaque extrémité la chambre est rétrécie à l'aide de l' épaulement m2 qui limite le mouvement de l'organe roulant m. Les lumières de sortie d'air sont indiquées en m4 et m5 et sont orientées en sens opposés, les lignes pointillées représentant sur la Fig. 7 la lumière m4 qui, naturellement, ne devrait pas apparaître sur la figure .
Le courant d'air entre en m3 Fig. 7 et normalement il quitte la chambre à soupape par les lumières m4 et m5 avec une intensité égale.
Toutefois, quand l'axe du volant du gyroscope dévie de la verticale exacte, un couple redresseur est produit de la manière décrite ci-dessus.
Les indications voulues sont fournies à l'aide d'un index n (Figs. 1, 2 et 9) qui est attaché au boîtier b du volant du gyroscope de manière à être perpendiculaire à l'axe du volant ainsi qu'aux tourillons c. Cet index joue dans une fente o d'un cadran o1 qui est porté par un croisillon o2 fixé au cercle de cardan d. Quand il se produit une déviation quelconque dans le sens avant-arrière par rapport à la verticale exacte, il se produit un mouvement relatif entre l'index et le cadran transversal de niveau o1 et l'amplitude de la déviation est donnée par la position de l'index dans la fente o.
Toute déviation par rapport à la verticale dans le sens transversal est indiquée par un déplacement angulaire d'un anneau p (Fig. 1), fixé au boîtier f, par rapport au cadran o1, l'anneau étant de préférence
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marqué en degrés et le cadran étant marqué de manière appropriée pour qu'on puisse lire facilement l'amplitude du déplacement angulaire. Le niveau exact est établi par la position de l'index n au milieu du cadran, le cadran lui-même étant disposé verticalement dans le boîtier extérieur.
Il est clair qu'on peut changer la position des soupapes de commande dans le cercle de cardan intérieur pourvu que les jets d'air agissent de manière à produire un couple dé redressement. Par ailleurs, les courants d'air alimentant ces jets peuvent être fournis par une source autre que celle employée pour entraîner le volant du gyroscope.
REVENDICATIONS ---------------------------
1. Instrument gyroscopique de navigation, caractérisé par une chambre comportant une entrée d'air et des lumières de sortie d'air orientées en sens opposés, et des dispositifs susceptibles de rouler qui, lorsque l'axe du volant du gyroscope s'écarte de la position normale, se mettent à rouler et déterminent la commande des lumières de sortie de manière à produire un couple de redressement.