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Perfectionnement à la conduite en direction automatique des aéronefs. la présente invention se rapporte au réglage de la conduite en direction automatique des aéronefs. On a considéré jusqu'à présent qu'il était nécessaire de prévoir un dispositif tel qu'un gyroscope de direction, sensible aux virages de l'aéronef en azimut (c'est-à-dire la rotation autour d'un axe vertical) et d'exercer une commande suivant le degré auquel ce dispositif répond à ce virage. De cette
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façon, c-ans le système usuel du reglage de la conduite en direction automatique, le gouveranil est mis en action suivant les déviations d'un gyroscope de airectiun pour maintenir l'aéronef au cap désiré.
La présente invention a pour objet de supprimer la nécessité de ces dispositifs et de simplifier ainsi J.e s;ystème de commande automatique.
La présente invention est fondée sur le fait qu'un peut aéronef ne/pas tourner en azimut et ne peut par conséquent pas changer son cap par rapport à l'air sans s'incliner ou sans glisser sur l'aile, et, pour ce motif, si l'on empêche le glissement sur l'aile, un aéronef suivra son cap aussi longtemps que l'intégrale de l'angle d'inclinaison (c'est- à-dire la déviation autour d'un axe longitudinal.) en fonction du temps est réduite à zéro.
Conformément à la présente invention, on a conçu un aéronef possédant des organes de commande du roulis, tels que les ailerons, dans le quel la stabilisation de la conduite en direction ou du cap est effectuée en faisant fonctionner automatiquement les organes de commande du roulis suivant l'intégrale de l'angle d'inclinaison ue l'aerone@ en fonction du temps.
On a constaté à présent que, grâce à cette commande de la conduite, l'aéronef oscille autour de son cap et que certains moyens doivent être employés pour l'avance ae la phase des mouvements des organes de commande au roulis, si l'on veut réaliser un amortissement. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, un moyen de réaliser cet amortissement consiste à faire fonctionner automatiquement les organes de commande du roulis suivant l'angle d'inclinaison transversale.
On peut éviter le glissement sur l'aile sans faire fonctionner le gouvernail, grâce à la stabilité inhérente à l'aéronef, à condition, que ce gouvernail soit ajuste convena- @
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blement, ou on peut éviter ce glissement sur 1'aile par la mise en action du gouvernail par la main ou bien encore, conformément à une autre caractéristique de l'invention, par le réglage automatique du gouvernail, par des moyens qui décèlent l'accélération latérale ou glissement sur l'aile, pour ajuster le gouvernail de manière à réduire cette accélération latérale du ce glissement sur l'aile.
Conformément à un mode de construction de l'appareil, objet de l'invention, le moyen qui commande les ailerons comprend un gyroscope dont le rotor a son axe de rotation disposé transversalement, un servo-moteur commandé par le gyroscope, un organe asservi sollicité vers sa position normale centrale par des moyens élastiques et une liaison "visqueuse" entre le servo-moteur et le châssis asservi.
Le dessin représente schématiquement une disposition donnée à titre d'exemple. Sur ce dessin, les figures 1 et sont des vues prises respectivement à angle droit d'un appareil de commande gyroscopique pour ailerons.
La figure 3 montre le moyen de commande du gouvernail en vue de s'opposer au glissement sur l'aile et
La figure 4 représente un aéroplane pourvu de l'appareil de commande que montrent les figures 1, 2 et 3.
On voit sur les figures 1 et 2 que le gyroscope compop te un rotor 1 dont l'axe de rotation 2 est horizontal et est disposé en travers de l'aéronef. Le rotor est supporte par un anneau intérieur vertical à la Cardan 3 dont le plan se trouve également en travers de l'aéronef. L'anneau intérieur à la Cardan 3 est monte sur des pivots verticaux 4 dans un anneau extérieur à la Cardan 5 dont le plan est normalement orthogonal par rapport à l'anneau intérieur à la Cardan 3 et est vertical également.
L'anneau extérieur à la Cardan 5 est supporté par des pivots horizontaux 6 dirigés d'avant en arrière suivant l'axe de roulis dans l'aéronef, à l'intérieur d'un cadre asservi 7 qui est monté sur des paliers'ordinaires 8 (se trouvant également dans l'axe du roulis) sur une piè- ce coulée principale ou plaque de base 9 qui est fixée sur/ @
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l'aéronef.
Sur l'anneau exterieur à la Cardan 5 est fixe rigidement un poids 10 qu'il porte au-dessus de lui,de sorte que le centrede gravité du système gyroscopique se trouve au-dessous de l'axe avant-atrière de suspension 6 de l'anneau extérieur à la Cardan. La fonction du poids en conjonction avec celles des autres parties décrites ciaprès est de permettre au gyroscope de définir une ligne horizontale à la façon qui sera expliquee plus loin.
Une valve à piston 13 qui se trouve dans un cylindre de valve 11 attachée à un prolongement 12 de l'anneau extérieur à la Cardan 5 est sensible au mouvement relatif entre les anneaux à la Cardan extérieur et intérieur et sert à déceler ce mouvement relatif. La valve à piston 13 est reliée par une bielle 14 à l'anneau interieur à la Cardan 3 et un mouvement relatif entre les anneaux à la Cardan intérieur et extérieur forcent la valve à piston 13 à admettre de l'air comprimé par l'un ou l'autre des conduits 15 et 16 à un moteur de précession 17.
Le moteur de précession 17, qui est monte sur le prolongement 12 de l'anneau extérieur à la Cardan 5 renferme un piston de precession 18 qui est relié par une bielle 19 au châssis asservi 7. Le piston de precession 18 est disposé de façon qu'il soit capable d'appliquer un couple autour de l'axe avant-arrière6 de l'anneau extérieur à la Cardan, entre l'anneau extérieur à la Cardan et le châssis asservi 7. Ce couple est commandé en grandeur et en signe par le fonctionnement de la valve à piston 13.
Un ressort fourchu 20 monté sur le prolongement 12 de l'anneau extérieur à la Cardan 5 vient en prise avec une butée que présente la valve à piston 13 et est susceptible d'appliquer la réaction d'un couple de rétablissement entre les anneaux à la Cardan lorsque l'anneau intérieur à la Cardan est déplacé de sa position normale, orthogonale part
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rapport à l'anneau extérieur à la Cardan.
Grâce au mécanisme qui vient d'être décrit, l'anneau extérieur à la Cardan 5 est maintenu dans le plan vertical, d'une façon qui sera décrite plus loin.
Le système gyroscopique est employé pour commander les ailerons de l'aéronef en reliant l'anneau extérieur à la Cardan 5, au moyen d'une bielle 21, à une valve à pis- ton 22 qui fonctionne dans un cylindre de valve 23 fixé rigidement au châssis asservi 7. Un mouvement relatif en- tre la valve à piston 22 et le cylindre 23 de la valve a de pour effet que/l'air comprimé qui est amené au cylindre de la valve par un conduit flexible 24, est admis par l'un ou par l'autre de deux conduits flexibles 25 et 26 à l'extré- mité appropriée d'un cylindre 27 de servo-moteur, cylindre qui est fixé sur l'aéronef et qui contient un piston agis sant dans les deux sens. La tige de piston 28 du servo-mo- teur est reliée d'une façon appropriée quelconque aux aile- rons, comme le montre la figure 4.
Dans le fonctionnement du dispositif, un mouvement relatif autour de l'axe avant-arriè- re 6 entre l'aéronef et le système gyroscopique a pour effet que la valve 22 admet de l'air comprimé à l'une des extré- mités ou à l'autre extrémité du cylindre du servo-moteur, de façon à appliquer des mouvements de correction à l'aéro- nef et de commander les mouvements de roulis de l'aéronef.
Pour obtenir un effet d'asservissement suivant lequel les mouvements des ailerons sont commandés quantitativement par le déplacement de l'anneau extérieur à la cardan par rapport à l'aéronef, on a relié la tige 28 du servo-moeur par une bielle 33, qui sera décrite plus loin, à un levier coudé 29 dont l'articulation se trouve sur l'aéronef et qui, d'autre part, est relié au châssis asservi 7, de façon que le mouvement de la tige de piston 28 produise une rotation du châssis asservi autour de ses paliers avant-arrière 8.
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En considérant l'emploi du mécanisme décrit ci-aessus au cours d'un vol rectiligne sans accélération, on supposera que l'anneau extérieur à la Carda:. 5, sur lequel un oias agit à la façon d'un pendule, s'écarte du plan vertical. Le poids précité 10 produit alors un couple, dû à la pesanteur, autour de l'axe avant-arrière 6 de l'anneau extérieur à la Cardan, et ce couple a pour effet une précession en azimut du rotor gyroscopic ue en même temps que l'agneau intérieur à la Cardan.
La précession de l'anneau intérieur a la -ardan 3 en azimut par rapport à l'anneau intérieur à la C@rdan 5 fui fonctionner la valve à piston 13 et amène ainsi le piston de précession 18 à appliquer une reaction par couple entre le châssis asservi 7 et l'anneau extérieur à la Cardan 5 dansun sens tel qu'elle s'oppose au couple par pesanteur en raisons du poids 10 jouant le rôle de pendule. La precession azimutale relative de l'anneau intérieur à la Cardan 3 est ainsi limitée au faible angle pour lequel le replacement des organes 11 et 13 de la valve suffit p@@r amener le piston de précession 18 à appliquer la réaction convenable, ainsi qu'il a été dit plus haut.
Outre la succession d'opérations décrites au paragraphe précédent, la précession de l'anneau intérieur à la Cardan 3 en azimut a pour effet que le mécanisme à ressort 20 applique un faible couple ae rétablissement autour de l'axe vertical 4 de l'anneau intérieur à la Cardan. Ce couple produit une précession de l'anneau extérieur à la Cardan 5 autour de son axe avant-arrière 6 et ramène par conséquent au plan vertical l'anneau extérieur à la @ardan et le poids faisant office de pendule. Par conséquent, si l'anneau extérieur à la Cardan se déplace dans l'un ou dans l'autre sens, il reviendra graduellement au plan vertical.
Dans le cas des forces agissant sur le poids 10, fai-
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sant office de pendule, pendant un vol continu incurvé, on voit qu'outre la force de la pesanteur, il y a aussi une force centrifuge qui exerce un couple autour de l'axe avant-arrière 6 de l'anneau extérieur à la Cardan. Ce couple qui est proportionnel à la vitesse d'avancement et au degré de virage de l'aéronef a pour effet une précession du rotor gyroscopique 1 et de l'anneau intérieur à la Cardan 3 en azimut.
Le rapport entre le moment du poids, le moment angu- laire du rotor gyroscopique et la vitesse d'avancement de l'aéronef peut, pour ce motif, être choisi d'une façon ap- propriée de façon que le degré de précession, de l'anneau in- térieur à la Cardan 3, dû à l'action de la force centrifuge sur le poids 10, sera égal au degré de virage de l'aéronef et, par conséquent, il ne se produira pas de déplacement relatif. Par conséquent si l'anneau extérieur à la Cardan 5 se trouve dans le plan vertical, il né sera pas déplacé de ce plan par l'action de la force centrifuge au cours d'un virage .
Le mécanisme décrit jusqu'à présent concorde avec le brevet belge n 403.254 et maintient l'aéronef dqns une posi- tion sensiblement horizontale autour de l'axe avant-arrière au cours d'un vol rectiligne ou d'un vol incurvé.
Pour atteindre le but de la présente invention, on centrale sollicite le châssis asservi vers sa position/ normale au moyen de ressorts 30 et 31 et on le relie à l'un des bras d'un levier coudé 29 dont l'angle se trouve sur l'aéronef.
L'autre bras du levier 29 est relié en 32 par une liaison "visqueuse" 33 à la tige da piston 28 du servo-moteur, la liaison étant capable de changer de longueur sous l'action des ressorts 30 et 31 et étant constituée par exemple par un piston et un cylindre rempli d'un liquide, tandis qu'un passage restreint relie les extrémités opposées du cylindre.
Les ressorts 30 et 31, qui prennent appui à leurs extrémités intérieures sur le châssis asservi 7, sont logés dans un
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coulisseau 34 @ deplagable dans un support 35 fixé sur l'enveloppe, et la conduite en direction de l'aeronef est effectuée par déplacement du coulisseau 34 au moyen d'unetige de commande 36 pour déplacer le m@canisme asservi afin d'imposer l'angle d'inclinaison transversale désiré. On peut cependant employer d'autres moyens pour déplacer à cet effet le mécanisme asservi Par ces moyens, le piston du servo-moteur et, par conséquent, les ailerons sont deplacés d'une quantite égale à a# + b # dt, a et b étant des constantes et 0 l'angle d'inclinaison transversale.
Pour empêcher un glissement sur l'aile, on commande le gouvernail par des moyens qui décèlent l'accélération latérale ou glissement sur l'aile de l'aéronef. On voit sur la figure 3 que deux tubes de Pitot 37 et 38 inclines res- pectivement à gauche et à droite de l'axe de l'aéronef sont reliés à différents compartiments d'une chambre 39 formée par des diaphragmes flexibles 40 et 41, écartés l'un de l'autre dans la chambre, l'espace compris entre les diaphragmes étant ouverts à l'air libre. Les diaphragmes sont relies par une bielle 42 accouplée par un levier 43 à une valve a piston 44 qui se déplace dans un cylindre 45 d'une valve et règle l'amenée d'air comprimé à l'extrémité appropriée du cylindre 46 du servo-moteur .
La tige de piston 47 du servo-moteur est reliée d'une façon convenable quelconque au gouvernail de l'aéronef, comme on l'a représenté sur la figure 4, et un système asservi est réalisé en reliant la tige de piston directement au cylindre 45 de la valve. Par conséquent, s'il se produit un glissement sur l'aile, une difference de pression est engendrée dans les .tubes de Pitot 37 et 38, ce qui a pour résultat la commande du gouvernail, commande qui est disposée dans le sens convenable pour s'opposer au glis- sement sur l'aile. Au lieu des tubes de Pitot 37 et 38, on peut employer d'autres moyens tels qu'un pendule pour deceler l'accélération latérale ou glissement sur l'aile et pour
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commander en conséquence le gouvernail.
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R e v e ,n d 1 c a t 1 o n s.
1.- Un aéronef possédant des organes de commande du roulis, tels que les ailerons, dans lequel la stabilisa- tion de la conduite en direction ou du cap est effectuée en faisant fonctionner automatiquement les organes de commande du roulis suivant l'intégrale de l'angle d'inclinaison trans- versale de l'aéronef, en fonction du temps.
2. - La disposition suivant laquelle les organes de commande du roulis sont également mis en action automatiquement, suivant l'angle d'inclinaison transversale, afin d'améliorer la régularité du maintien du cap.
3. - La disposition suivant laquelle le gouvernail est commandé automatiquement par des moyens qui décèlent l'accé- lération'latérale ou glissement sur l'aile, de manière à ajuster le gouvernail pour réduire l'accélération latérale ou glissement sur l'aile.
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