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Instrument de navigation gyroscopique.
Cette invention concerne les instruments de navi- gation gyroscopiques, plus particulièrement, bien que non exclusivement, destinés aux aéronefs, qui donnent des indi- cations relatives à l'inclinaison longitudinale de l'aéro- nef et à ses mouvements en azimut.
Des instruments de ce genre sont connus en eux- mémes, mais ils sont redressés par des dispositifs communs aux deux indications. Ils présentent certains inconvénients et le principal but de la présente invention est de supprimer ces inconvénients et de rendre l'emploi de dispositifs de redressement magnétiques inutile, tout en rendant possible un accroissement considérable de la portée de déviation en
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tous sens.
L'invention réside donc dans un instrument de navi- gation à azimut et inclinaison gyroscopique mais commandé entièrement par des moyens pneumatiques.
L'invention a en outre pour objet un instrument de ce type dans lequel les indications d'inclinaison et d'azimut agissent indépendamment l'une de l'autre et dans lequel l'une ou l'autre de ces indications peut opérer seule ou toutes deux peuvent opérer ensemble.
Selon l'invention, un instrument de ce type est en outre muni de dispositifs capables de le centrer par des moyens mécaniques, lesquels peuvent aussi être étudiés pour maintenir le mécanisme fixe lorsque l'instrument n'est pas en fonctionnement.
Considérée sous un angle plus particulier, l'inven- tion a pour objet une roue gyroscopique disposée dans un car- ter constituant le balancier ou cercle intérieur supporté à rotation par un balancier ou cercle extérieur supporté à rotation par des paliers espacés, et des dispositifs de redressement commandés pneumatiquement associés avec chacun des balanciers,l'air étant rationnellement amené d'une sour- ce commune. Chaque balancier peut porter un élément semi- hémisphérique pour indiquer séparément et quantitativement les déviations d'inclinaison et d'azimut, ou bien le balan- cier intérieur seul peut porter un élément hémisphérique portant un index ou dispositif qui donne une indication qua- litative de déplacement.
Un dispositif coopérant avec le carter de la roue gyroscopique peut aussi être prévu pour ramener l'instrument à la position normale.
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Pour faciliter la compréhension et la réalisation industrielle de l'invention, elle va étre décrite avec plus de détails dans ce qui suit en regard des dessins annexés, qui en représentent des exemples non limitatifs.
Dans ces dessins:
La figure 1 est une coupe-élévation latérale.
La figure 2 est un plan-coupe partiel.
La figure 3 est une élévation de face, les cadrans étant supprimés.
La figure 4 est une élévation de face de l'instru- ment complet.
La figure 5 est une élévation de face d'une autre forme de réalisation de l'instrument.
La figure 6 est une vue de détail d'une partie du dispositif de rappel à la position normale.
La figure 7 est un schéma de l'un des obturateurs à air.
Dans ces figures, une roue gyroscopique 1 est montée à rotation sur un axe horizontal dans un carter hermétique 2 qui constitue un balancier intérieur et qui est monté à rotation sur des tourillons verticaux portés par un anneau formant balancier extérieur 4, lequel est à son tour monté à rotation dans des paliers espacés 5 sur un axe horizontal perpendiculaire à celui de la roue gyroscopique 1, l'axe vertical passant par le point d'intersection des axes hori- zontaux. Les paliers espacés 5 sont supportés par des bras convergents 6 qui se terminent par des parties formant bride 61, ce qui permet de les fixer au carter 25 de l'instrument.
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L'air de commande entre par cette partie 61 et passe par un canal 62percé dans l'un ou l'autre ou dans les deux bras 6, d'où il passe entre une plaque formant couvercle 7 et l'ex- trémité formant bride 8 d'une broche creuse 9, s'engageant à joint précis pour permettre le mouvement dans une partie creuse du tourillon de balancier extérieur 10. Ce tourillon 10 traverse et vient en prise par vissage avec l'anneau for- mant balancier extérieur 4, puis le cône 11 d'un palier à rouleaux 51 est disposé contre lui.
Des trous radiaux 12 sont percés dans la partie filetée du tourillon 10 ; trous font communiquer la partie creuse de ce tourillon avec l'ex- térieur, où ils débouchent dans un évidement annulaire 13 ménagé dans la partie taraudée de façon correspondante de l'anneau formant balancier extérieur 4. Cet évidement commu- nique avec un canal 41 creusé dans la périphérie extérieure de l'anneau formant balancier et il est muni d'un couvercle 14, pour conduire l'air sur un quart du trajet autour de cet anneau-balancier 4 dans une chambre à obturateur 15, dans laquelle un dispositif est prévu pour 'imprimer un cou- ple de redressement à l'anneau balancier extérieur.
L'obtu- rateur est constitué par exemple par une boîte ou chambre annulaire 15 (Fig. 7) que traverse la broche 16 du balan- cier intérieur 2, à laquelle est fixé un organe semi-circu- laire à bride 17,destiné à obturer partiellement des orifi- ces à air 18, 181 diamétralement opposés, qui sont percés dans la paroi de la chambre 15, Si le balancier intérieur 2 est déplacé par rapport à l'anneau-balancier extérieur 4, les sections des orifices deviennent inégales par suite de la rotation de l'organe semi-circulaire 17, en produisant ainsi un déséquilibre des jets d'air qui sortent.
L'action de ce déséquilibre des jets d'air tend à déplacer par souf-
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flage le balancier extérieur autour de son axe de pivote- ment en provoquant une précession du gyroscope et en redres- sant ainsi le balancier intérieur par rapport à l'anneau- balancier extérieur. Comme ce redressement peut, dans cer- tains cas, être trop rapide, on a prévu, dans une variante, que l'organe 17 peut affecter la forme d'une pièce annulaire à bride, la bride d'une moitié étant par exemple deux fois plus profonde que l'autre, de façon que la partie la plus profonde, au lieu d'obturer les orifices par moitié, ne les obture plus alors, conjointement avec la moitié moins pro- fonde, que chacune des trois quarts dans la position nor- mole.
La paroi ou voile de cet organe est percé d'un ou plusieurs trous traversant son épaisseur pour permettre à l'air en excès de passer sur son côté opposé.
La broche 16 du balancier intérieur est creuse, de sorte que l'air qui se trouve dans la moitié inoccupée de la chambre 15 ou l'air qui a traversé le voile dans la variante de l'organe 17 peut entrer dans cette broche et être conduit par elle à un ajutage 19 disposé dans le carter 2 du gyroscope. L'air sortant de cet ajutage 19 frappe la 'roue gyroscopique 1 et la fait tourner. Finalement, l'air quitte le carter du gyroscope par un obturateur convenable, par exemple un obturateur tel que celui décrit dans le bre- vet belge n 418.729 du 2 Décembre 1936, constitué par un corps roulant 20 disposé dans un carter 24, en communi- cation avec l'air contenu dans le carter 2 du gyroscope, dans les parois duquel sont percés des orifices de sortie d'air opposés.
Si le balancier extérieur est déplacé, le corps 20 roule et, en fermant -et. ouvrant les orifices res-
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pectifs, il établit un déséquilibre desjets d'air sortants, qui tend à déplacer le balancier intérieur autour de son axe de pivotement par soufflage et à provoquer un nouvement de précession de la roue gyroscopique pour ramener le balan- cier extérieur 4 en place.
L'anneau-balancier extérieur 4 porte un élément semi-hémisphérique 21 et un élément analogue 22 est porté par le balancier intérieur 2, lequel est rationnellement supporté par un prolongement 23 de la botte 24 de l'obturateur de sortie 20 et par un prolongement de la broche supérieure 161 du balancier intérieur 2. Ces deux éléments butent l'un contre l'autre et sont rationnellement de couleurs faisant contraste entre elles,l'un étant par exemple gris et l'autre noir. Chacun porte au centre une flèche a et b , respective- ment,d'une couleur différente au fondjet les pointes se rencontrant sont rationnellement hachurées de la marne couleur.
L'élément supérieur 22 étant attaché au balancier intérieur 2, il donne des indications d'azimut par ses mouvements re- latifs par rapport à l'élément inférieur 21, qui est attaché à l'anneau-balancier extérieur 4 et le degré d'inclinaison longitudinale (en avant et en arrière) peut être lu par la position relative de la séparation entre les deux hémisphères par rapport. à une graduation verticale c prévue sur l'anneau d'encadrement ou côté du bottier 25. Ainsi, le mouvement des deux éléments ensemble donne des indications de l'inclinaison et le degré de mouvement azimutal ou d'embardée peut 'être lu par le mouvement latéral de la flèche a sur l'élément supé:. rieur 22 contre les repères de graduation d prévue sur le bord visible de l'élément inférieur 21.
On peut ainsi obtenir
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des lectures d'indications quantitatives, mais, dans cer- tains cas, une indication qualitative discernée facilement est nécessaire'., Pour ce dernier cas, on peut utiliser un élément hémisphérique 211 comportant, par exemple, un repère central! représentant un aéroplane en vue de face et dont les mouvements par rapport à des repères donnés, lignes ou fils.1 et g attachés au boîtier de l'instrument ou sur la place couvrant le devant de l'instrument, donnent l'indi- cation requise à la fois de l'inclinaison et de l'azimut.
Dans ce cas,l'élément hémisphérique 211 est naturellement porté par le balancier intérieur 2 et il est supporté de manière analogue à celle décrite précédemment pour 1-'élément semi-hémisphérique 21.
Si l'on désire ramener rapidement l'instrument à la position normale, on prévoit un poussoir 26 à tête biseautée 27, soumis à l'action d'un ressort, qui est destiné à être poussé mécaniquement vers le carter 2 du gyroscope et à revenir sous l'action du ressort. Le mouvement d'avan- cement du poussoir 26 fait venir la partie biseautée de sa tête 27 en prise avec le carter déplacé du gyroscope indi- qué en traits mixtes et, en glissant sur ce carter, il le ra- mène à la position normale, l'action étant complétée par l'ex- trémité plate 28 de la tête 27 dans la position représentée en traits interrompus.
Le poussoir 26 est relié par une biellette 29,, un levier 30 et une barre 31 à un bouton- poussoir 32 disposé sur le devant du boîtier 25 de l'instru- ment et ce bouton peut 'être établi de façon à pouvoir être maintenu appuyé pour empêcher le mouvement relatif des pièces de l'instrument lorsque celui-ci n'est pas en fonctionnement.
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C'est ainsi que des billes poussées par des ressorts ou d'autres organes peuvent s'engager dans les évidements 33 pour empêcher le mouvement de retour des pièces sous l'ac- tion du ressort du poussoir après qu'il a été appuyé sur lé bouton-poussoir 32. La tête 27 du poussoir agit aussi comme butée de fin de course pour limiter le mouvement du balan- cier. Si l'instrument a atteint sa limite de mouvement, dans une direction quelconque et si l'avion continue à s'incliner, il suffit que le pilote appuie sur le bouton pour ramener l'instrument à la position normale afin de noter la nouvelle inclinaison. Le bouton peut aussi être actionhé rapidement pour ramener l'instrument à la position normale après un virage ou autre mouvement.
Pour compenser le poids de l'élément 22, l'un des côtés de la ¯roue gyroscopique est établi plus lourd que l'autre et le côté 21 du carter 1 du gyroscope est épaissi pour ajouter du poids à ce côté.
L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisa- tion décrites ci-dessus, car on peut y apporter des modifi- cations sans sortir de son cadre; par exemple, on peut uti- liser d'autres dispositifs de redressement pneumatiques à la place de ceux qui sont décrits et on peut faire varier les détails de réalisation selon les nécessités.