<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif pour la détermination de rapports géométriques des côtes et des angles de triangles.
L'invention se rapporte à un dispositif pour dé- terminer dès rapports géométriques des côtés et des angles de.triangles, particulièrement dans le cas d'instruments .de conduite du tir pour tirer sur des buts mobiles en l'air.
.Suivant l'invention, dans ce dispositif deux règles, ou des' pièces similaires, correspondant chacune à un des côtés du ,triangle et faisant partie du calculateur de triangle peu- vent pivoter, d'une manière illimitée, autour de chacun de deux axes parallèles l'un par rapport à l'autre et dont la distance réciproque transversale, représentant la lon- gueur du troisième côté du triangle, est réglable, tandis que les règles, etc., sont articulées l'une avec l'autre à un point de rotation dont la distance des axes des deux règles, représentant la longueur'des deux autres côtés du - triangle, c'est-à-dire la longueur efficace des règles, est réglable.
Suivant l'invention, le calculateur de triangle peut être utilisé d'une telle manière qu'une règle ou autre ' organe qui doit être réglée d'un poste d'observation sur 'l'angle d'altitude et la distance d'un but mobile en l'air
EMI1.1
est reliée à l'un des deux axes de pivotement'du calculateur
<Desc/Clms Page number 2>
de triangle d'une telle manière qu'il règle la distance transversale réciproque des axes de pivotement sur la projection horizontale de la distance du but de ce poste d'observation, le calculateur de triangle réglant alors une autre règle, articulée à la règle de l'angle d'altitude men- tionnée en premier lieu, sur la projection horizontale de la distance du but d'un autre poste ou sur la distance d'un autre point dans le parcours du but du même poste d'observation.
Si les deux postes ou les deux points de buts sont à des hauteurs différentes, non seulement la distance horizontale correspondant à la longueur efficace de l'une des règles du calculateur de triangle doit être enregistrée dans l'instrument de conduite de tir, mais encore la différence de hauteur. Dans ce but, les deux règles d'angle d'altitude sont articulées ensemble, suivant l'invention, par deux pivots ou des organes similaires, pivots qui sont réglables sur une distance réciproque transversale qui correspond à la différence de hauteur des deux postes ou points de but.
Le dessin représente d'une manière exemplative comment l'invention peut être réalisée.
La fig. 1 montre schematiquement les relations géométriques qui sont à la base de l'invention lorsque l'invention est utilisée dans un instrument de conduite du tir pour la correction de la parallaxe, ,
La fig. 2 montre schématiquement une forme d'exé- oution d'un appareil pour l'exécution de la correction suivant la fig. 1.
La figure 3 représente une coupe dans les plans III-III de la fig. 2.
La figure'4 montre une coupe suivant la ligne IV-IV de la fige '3..
La figura 5 montre une coupe dans le plan V-V de la fig. 2.
La figure 6 montre une coupe horizontale suivant la ligne VI-VI de la fig. 2.
<Desc/Clms Page number 3>
La figure 7 représente une coupe horizontale suivant la ligne VII-VII de la fig. 2.
La figure'8 représente une coupe horizontale suivant la ligne VIII-VIII de la fig: 7.
La figure 9'représente schématiquement les rela- tions géométriques qui sont à la base de l'invention lorsque le but est suivi acoustiquement.
On supposera suivant la fig. 1 qu'un instrument de conduite du tir est placé au poste'd'observation M, et cela à la distance horizontale b de l'emplacement B d'un canon pour tirer contre un but en l'air F, par exemple un avion. Au moyen d'un instrument de mire (non représenté) situé à l'instrument de conduite du tir, une règle 1, re- liéeà, un arbre creux 2 (fig. 2), est réglée sur l'angle d'altitude ss de la ligne de miré MF (fig. 1). Dans l'arbre creux 2 est monté de manière à pouvoir tourner, un autre arbre 3 qui est relié par un engrenage 4 à une vis 5 de mise à'distance qui est insérée dans la règle 1 et qui se visse dans un chariot 6 déplaçable le long de la règle 1.
Le chariot 6 est articulé par un pivot 7 avec un autre chariot 8 qui est déplaçable dans un guidage vertical 9 d'une barre 10 horizontale déplaçable longitudinalement dans des guidages de chariots. Dans le chariot 8, verticalement déplaçable, un troisième chariot 11 est mobile verticalement, auquel est fixé un pivot 12 parallèle à l'arbre 2. Dans le chariot 11 est vissée une vis de manoeuvre 13 verticale dont la tige 14 est insérée dans une roue hélicoïdale 15 montée de manière à pouvoir tourner sur la barre 10. La tige 14 est déplaçable par rapport à la roue hélicoïdale 15, mais elle ne peut pas tourner. La roue hélicoïdale 15 est en prise avec une vis sans fin 17 qui peut être déplacée sur une tige 19 munie d'une manivelle 18, mais. elle n'est pas montée de manière à pouvoir tourner.
La tige 19 est montée dans le bâti de l'appareil de manière à pouvoir tourner, mais sans pouvoir être déplacée. En faisant tourner la manivelle 18, le chariot 11 peut ainsi être déplacé ver-
<Desc/Clms Page number 4>
ticalement par rapport au chariot 8, de sorte que la différence de hauteur des pivots 7 et 12 est modifiée.
Le pivot horizontal 12 pénètre dans une fente 20 d'une autre règle 21 qui est airisi articulée avec le pivot 12.
Le bras 21 est fixé à un arbre creux 23 qui est solidaire d'un chariot 22 et qui porte un segment denté 24 solidement y relié. Le chariot 22 est mobile dans un guidage horizontal 80, et les axes de rotation des arbres 2 et 23 se trouvent dans un seul et même plan horizontal. Le segment denté 24 engrène dans une roue dentée 25 qui est solidement reliée à une autre roue dentée 26 laquelle engrène avec un long rouleau allongé denté 27 qui'est disposé dans le bâti de l'appareil de manière à pouvoir tourner et qui est mis en rotation, par conséquent, en dépendance du mouvement de pivotement de la règle 21. Dans l'arbre creux 23 se trouve placé de manière à pouvoir tourner un autre arbre 23 auquel est fixée une roue dentée 29.
La roue dentée 29 engrène avec une crémaillère 30 qui engrène à son tour avec une roue dentée 31 fixée au pivot 12. L'arbre 28 est relié par un engrenage 32 à un autre arbre 33 Qui transmet par une roue dentée 34 le mouvement de rotation de l'arbre 28 à un rouleau denté allongé 35 disposé dans le bâti de l'appareil. Par les mouvements de rotation du rouleau 35, des modifications de la longueur efficace de la règle 21 et par consequent de la distance entre les lignes médianes du pivot 12 et de l'arbre 28 sont donc indiquées. Le mouvement de rotation du rouleau 35 n'est toutefois pas influencé par le mouvement de pivotement de la règle 21, car la roue dentée 31 ne tourne pas quand le bras 21 est mis en oscillation.
Si on règle la longueur efficace de la règle 1, c'est-à-dire la distance entre les lignes médianes des pivots et 7, par le mouvement de rotation de l'arbre 3 à la distance s du but (fig. 1), et la règle 1 par le mouvement de rotation de l'arbre 2 à l'angle d'altitude ss, on trouve la projection horizontale MF = a de la distance du but du poste d'observation. Par déplacement, la barre 10 est donc réglée sur la va-
<Desc/Clms Page number 5>
leur a et cette valeur est transmise par la barre 10 à un calculateur de triangle muni de deux règles 36 et 37.
La règle 36 est fixée à un arbre creux 38 monté de manière à pouvoir tourner et dont l'axe de rotation est représenté à la fig. 1 par le point M. La règle 37 est fixée à un arbre creux 39 qui est .parallèle à l' arbre 38 et qui est disposé, de manière à pouvoir tourner, dans un bras 40, dirigé vers le 'bas, de la barre 10. Les règles 36 et .37 sont disposées l'une à coté de l'autre et peuvent pivoter d'une manière illimitée, c'est-à-dire d'un tour complet. L'axe de rotation de l'arbre 39 est représenté à la fig. 1 par le point F .
La distance transversale entre 'les axes de rotation des arbres 38 et 39, qui se trouvent dans un seul et même plan horizontale ést la même que la projection horizontale de la distance entre les lignes médianes des pivots 2 et 7. Les arbres 38 et 39 sont par conséquent coaxiaux, lorsque le'pivot 7 se trouve juste au-dessus de l'arbre 2 (si = 90 ). Les règles 36 et 37 sont articulées l'une'avec l'autre'sur un pivot 41. La ligne médiane du pivot 41 est représentée à la fig. 1 par le point B.
La directionde la ligne MF par rapport à la ligne de base MB choisie comme direction zéro est trouvée en faisant tourner un arbre 42 au moyen d'un volant à main 80 pour le régler sur l'angle [alpha] (fig. 1). Ce réglage de l'angle est transmis au moyen d'un engrenage 43 à l'arbre 38 et ensuite à la règle 36. En faisant tourner l'arbre 44 au moyen d'un volant à main 82, on règle d'ailleurs la distance entre l'axe de rotation de l'arbre 38 et la ligne médiane du pivot 41 à la valeur b de la longueur de la ligne de base MB.
Dans ce but, on monte, dans la règle 36, de manière à pouvoir tourner, une vis de guidage 45 qui est vissée dans un chariot 46, disposé dans la règle 36 de manière à pouvoir être déplacé longitudinalement et qui porte le pivot 41. La vis 45 est reliée par un engrenage 47 avec un arbre 48, qui est disposé dans l'arbre creux 38 de
<Desc/Clms Page number 6>
manière à pouvoir tourner, et qui est relié à l'arbre 44 par un engrenage 64.
Quand, par conséquent, on enregistre dans le calculateur de triangle les valeurs des côtés a et b du triangle ainsi que celle de l'angle #, on détermine la valeur a' pour la longueur du coté BF de triangle qui représente la projection horizontale de la distance du canon du but F et correspond à la distance entre l'axe rotatif de l'arbre 39 et la ligne médiane du pivot 41.
En outre, on trouve la direction de la ligne BF , et cela par le fait que la position angulaire de la règle 37 est transmise par l'arbre 39, par une roue dentée conique 65 qui y est fixé, par une autre roue dentée conique 66 qui est en prise avec la précédente et fixée à un arbre 49 disposé dans le bras 40 et par un pignon 50 à un rouleau allongé denté 51, monté dans le bâti de l'appareil. L'in- clinaison de la règle 37 par rapport au plan horizontal représente, en effet, l'angle # et on a la relation: [gamma]= [alpha]- #
Le réglage de la distance a' entre le pivot 41 et l'arbre 39 doit être transmise au chariot 22.
Dans ce but, un chariot 53 articulé avec le pivot 41 est disposé dans une fente 52 de la règle 37de manière à pouvoir être déplacé et est solidement relié à une,crémaillère 54 qui est en prise avec un pignon 55. Le pignon 55 est fixé à un arbre 56, qui est monté dans l'arbre creux 39 de manière à pouvoir tourner, et qui fait fonctionner une roue dentée 57 laquelle est en prise avec une crémaillère 58 fixée au chariot 22. Le déplacement de la crémaillère'54 produit par le mouvement du pivot 41 dans la fente 52, est donc transmis au chariot 22.
Les engrenages de multiplication ainsi que les dimensions des différentes piècés sont choisies de telle manière que le pivot 12 se trouve juste au-dessus de l'ambre 23 quand a' = zéro, Quand les
<Desc/Clms Page number 7>
pivots 7 et 12 sont situés à la même hauteur h au-dessus du plan contenant les axes de rotation des arbres 2 et 23, la distance entre la ligne médiane du pivot 12 et de l'axe de rotation de l'arbre 23, donc la longueur efficace de la règle 2le devient par conséquent égale à la valeur s' pour la distance du but F de l'emplacement B du canon.
La pro- jection horizontale de la valeur pour cette distance est donc a', et l'angle d'altitude /J'est représenté par l'inclinaison de la règle 21 par rapport au plan horizontal. Les valeurs ss' et s' sont transmises, au moyen des rouleaux 27 et 35, aux instruments correspondants de l'instrument de conduite du tir. Comme l'angle [gamma] a aussi été trouvé, on a déterminé aussi bien la distance du but de l'emplacement du canon B que la direction de la ligne de mire entre l'emplacement du canon et le but. Ces valeurs pour la distance et la direction sont transmisés par exemple électriquement du poste d'observation à l'emplacement du canon.
Dans ce'qui précède, on a supposé que le poste d'observation et l'emplacement du canon se trouvaient dans un,seul et mène plan horizontal. Si tel n'est pas le cas, il faut procéder à une correction correspondante. Supposons, par exemple, suivant la figure 1, que le canon se trouve en B', donc à une hauteur inférieure à celle du poste d'observation M. Une correction correspondante pourrait alors consister dans le fait que l'arbre 23 serait mû d'une manière correspondante transversalement vers le bas, de telle sorte que la différence de hauteur des lignes médianes des deux arbres 2 et 23 corresponde à la différence de hauteur h'. Toutefois,
le même effet peut être obtenu d'une façon plus simple en déplaçant le pivot 12 d'une 'manière 'correspondante vers le haut en maintenant la position de hauteur de l'arbre 23. On obtient alors, pour une valeur a' restant inchangée, d'autres valeurs s" et ss pour la longueur et l'inclinaison de la ligne de mire diri-
<Desc/Clms Page number 8>
gée de l'emplacement du canon vers le but.
Le réglage réciproque de la position en hauteur des deux pivots 7 et 12 peut être utilisé également pour la correction en cas dé hauteur variable de vol.
La crémaillère 53 ne doit transmettre du calculataux de triangle au chariot 22 en rapport avec la barre 10 que les mouvements de déplacement qui dépendent de dépla- cenents de la crémaillère 54, c'est-à-dire de changements de la distance entre le pivot 41 et l'arbre 39. Le mouvement de pivotement de la règle 37 ne doit donc pas influencer le mouvement de la crémaillère 58 par rapport à la barre 10. C'est pour cette raison que la roue dentée 57 n'est pas reliee directement à l'arbre 39, mais par un engrenage planétaire. Cet engrenage planétaire présente, suivant la figure 7, deux roues solaires de même grandeur 59 et 60.
En outre, on prévoit deux paires de roues planétaires 61,62, qui engrènent les unes dans les autres par paires et qui sont montées, de manière à pouvoir tourner, sur des pivots 63 fixés à la roue dentée 57.
A chaque paire'de roues planétaires, l'une des roues 61' est en prise avec la roue solaire 59 et l'autre roue avec 1-;. roue solaire 60. La roue solaire 59 est fixée à l'arbre 56, et la roue solaire 60 est montée folle et de manière à pouvoir tourner sur cet arbre et est fixée à une roue dentée conique 67 qui engrène avec la roue dentée 66 et a la même grandeur que la roue dentée 67?
Supposons qu'on fasse pivoter'la règle 37 dans changer sa longueur efficace a', c'est-à-dire sans déplacer la crémaillère 54. Alors les arbres 39 et 56, et par conséquent aussi la'roue solaire 59 et la roue dentée 65 sont mises en rotation d'une manière correspondante, et la roue solaire 60 est mise en rotation, par l'engrenage 66,67 autour du même angle, quoique en sens opposé.
Les roues solaires 59 et 60 font donc tourner les roues planétaires 61 et 62 dans des sens opposés, de sorte que les roues planétaires peuvent se rouler librement l'une sur l'autre. La roue dentée 57 reste par conséquent immobile.
Si, par contre, on suppose que la règle 37 reste immobile,
EMI8.1
mais que sa longueur efficace a' est modifiée, tandis q
<Desc/Clms Page number 9>
la crémaillère 54 est déplacée, l'arbre 56 est seul mis en rotation et la roue solaire 60 reste immobile, pendant que la roue solaire 59 est mise en rotation et commande les roues planétaires 61 qui, à leur tour, font tourner les roues planétaires 62. Les roues planétaires 62 roulent alors sur la roue solaire immobile 60 et entraînent la roue dentée 57. Par conséquent, la roue dentée 57 est mise en rotation autour d'un angle qui est la moitié de l'angle de rotation de la roue dentée 55.
Pour transformer un déplacement déterminé de la crémaillère 54 en un 'déplacement de même grandeur de la crémaillère 58, le diamètre de la roue dentée 57 a deux fois la grandeur du diamètre de la roue dentée 55. l'aur éviter, los du réglage des vis de guidage 5 et 45, des dérangements par suite des mouvements de pivo- tement des règles 1 et 36, on prévoit, entre l'arbre 2 et,la commande 4 à roues dentées ou entre les arbres 44 et 48, un engrenage planétaire analogue à celui qui a'été mentionné plus haut.
L'appareil décria et représente par la figure 2 peut aussi être employé pour déterminer le point d'impact lorsqu'on tire sur un but mobile en l'air suivant un parcours rectiligne ou pour le repérage par le son, c'est- à-dire pour déterminer la direction vers la position exacte à tout moment de ce but en l'air lors de la réception du son de l'avion, quand on emploie un écouteur ou un écouteur de direction. Ces utilisations de l'objet de l'invention sont représentés schématiquement par la figure 9, et on se réfère spécialement-à l'utilisation mentionnée.en dernier lieu.
Suivant la figure 9, on suppose que L est le poste d'un écouteur et A et 0 deux positions d'un avion se déplaçant dans le sens de la flèche en direction horizontale et reotiligne. A est le point de mesure acoustique, c'est- à-dire le point où se trouvait l'avion quand il émettait l'impulsion de son qui atteint l'oreille de l'écouteur en L après un temps déterminé quand l'avion se trouve au point de mesure optique 0. Ba direction de la ligne LC doit
<Desc/Clms Page number 10>
être déterminée par l'appareil suivant l' invention. Comme il s'agit dans ce cas de déterminer uniquement une direction, et non pas la distance, on choisit pour la longueur c du rayon de son LA une valeur unitaire déterminée, dans ce cas-ci la vitesse du son.
La longueur efficace de la règle 1 doit représenter cette valeur c. La vis 5 reste donc invariablement réglée sur la valeur c, c'est-à-dire la valeur de la vitesse du son. Le chemin de l'avion pendant le temps où s'avance le son (Schallaufzeit) c'est- à-dire la longueur AO, représente par conséquent la valeur de la vitesse de l'avion. Les points A' et 0' représentent les projections des points A et 0 sur un plan horizontal contenant le point L. Lc triangle LA'O' est par conséquent horizontal, les triangles rectangles LAA' et LOO' sont verticaux, et les côtés de triangles AA' et 00' représentent la hauteur invariable h de l'avion.
Au moyen de l'écouteur placé en L, l'arbre 2 est mis en rotation de telle manière que l'inclinaison de la règle 1 par rapport au plan horizontal soit égale 1 l'angle d'altitude acoustique,,4-4, .De ce fait, on détermine la longueur a du côté de triangle LA', grâce à ce que la barre 10 est réglée sur cette valeur qu'elle transmet au calculateur de triangle, de telle sorte que la distance entre les axés de rotation des arbres 38 et 39 reçoive la valeur a. En faisant tourner l'arbre 42 on fait pivoter du reste le bras 36, de sorte qu'il forme l'angle d'inclinaison par rapport au plan horizontal.
Cet angle y représente l'angle de déplacement de l'avion à chaque moment et est constaté au moyen d'un instrument séparé. Dans le calculateur de triangle, on enregistre encore la vitesse de vol f, qui peut par exemple être ap- préoiée sur la base du bruit de l'avion reçu par l'écouteur de direction. En faisant tourner l'arbre 44, on règle la vis 45 de telle manière que la longueur efficace de la règle 36 corresponde à cette vitesse f. Par conséquent, les valeurs a, f et $/ sont enregistrées dans le calculateur de triangle, et il en résulte, par conséquent, aussi la valeur o,
<Desc/Clms Page number 11>
qui est représentée par la longueur efficace de la règle
37, c'est-à-dire par la distance entre la ligne médiane du pivot 41 et l'axe de rotation de l'arbre 39.
En outre, .on trouve'l'angle #, qui est égal à l'inclinaison de la règle 37 par rapport au plan horizontal. Cet angle d'inclinaison # est indique par le rouleau 51. La valeur o, pour la distance horizontale optique, est transmise au chariot 22 de la même manière que celle qui a été décrite dans ce qui précède, de sorte que la projection horizon- tale de la longueur efficace de la règle 21 est égale à la valeur o. Comme la hauteur de vol h ést invariable, OO' est également égal à h, c'est-à-dire que les pivots
7 et 12 se trouvent à une seule et même hauteur et sont, par conséquent, coaxiaux.
Dans le triangle rectangle LOO', on a par conséquent déterminé les valeurs h et o pour les cotés de triangle 00' et LOt et par conséquent l'inclinai- son du c8té LO par rapport au plan horizontal, c'est-à- dire l'angle optique d'altitude é est aussi déterminée. En effet, cette inclinaison est égale à l'inclinaison de la règle 21. L'angle d'inclinaison correspondant # est transmis au'rouleau 27 de la manière décrite précédemment.
Si est l'angle latéral acoustique à compter à partir d'une direction zéro déterminée d'avance, il y a le rapport # = # + #
Au moyen de l'appareil suivant la figure 2, on détermine aussi bien l'angle optique latéral # quel'angle optique d'altitude
Ce mode de fonctionnement de l'appareil peut aussi être utilisé pour déterminer les valeurs de la direction du tir en avant de l'avion lorsqu'on tire sur un avion au moyen d'un canon placé en L.
Il peut arriver lors du fonctionnement de l'appareil qu'un ou plusieurs côtés du triangle LA.101 deviennent égaux à zéro. Par conséquent, en cas d'un but immobile, f est égal à zéro, et si en émettant le son, le but est au
<Desc/Clms Page number 12>
zénith, = 90 c'est-à-dire que a est égal à zéro, En outre, il peut arriver qu'un avion arrivant directement (si # est zéro) ait une telle vitesse que les points L et O' coïncident, et alors aussi bien que 0 sont egaux à zéro.
L'appareil suivant l'invention est construit de telle manière que L et !le coïncident, c'est-à-dire que a peut être égal à zéro. Dans ce cas, les arbres 38 et 39 sont coaxiaux. En outre, f peut être égal à zéro, car alors le pivot 41 est réglé de manière à être coaxial avec l'arbre 38.
Mais si o est égal à zéro, la règle 37 perd s' stabilité, c'est-à-dire que sa direction devient indéterminée, et aussi si o est tout petit, la longueur efficace de la règle 37 devient insuffisante pour pouvoir transmettre des réglages d'angle à la règle 21 et au rouleau 27.
j'est pourquoi le bras 37 est muni d'une butée 68 contré laquelle le pivot 41 est appliqua lorsque sa distance de l'axe de rotation de l'arbre 39 a une tendance à descendre au-dessous d'une valeur déterminée qui correspond à une valeur maxima pour l'angle d'altitude optique #. toutefois, si l'angle dépassait cette valeur maxima en cas d'un but arrivant directement ( # étant alors zéro), ceci a lieu en augmentant l'angle d'altitude et cette augmentation, qui est déterminee par l'écouteur, ne peut pas cesser subitement.
C'est pour cette raison que la règle 1 est reliée élastiquement à l'arbre 2, de sorte que la règle 1 peut être arrêtée lorsque le pivot 41 est appliqué contre la butée 68, tandis que l'arbre 2 continue encore son mouvement de rotation déterminé par l'écouteur.
Dès que y-' ou f ont ainsi changé au point que la valeur minima de o est à nouveau dépassée, donc que la collision entre le pivot 4 et la butée 68 cesse, la règle 1 est mûe par l'action du ressort dans la bonne position par rapport à l'arbre 2, en s'appliquant contre une butée.
Une collision peut aussi se produire lorsque diminué, quand les règles 36 et 37 sont mises ensemble de sorte que l'arbre 39 se trouve entre le pivot 41 et l'ar-
<Desc/Clms Page number 13>
bre 38 et flans la même plan que ceux-ci. Lors que diminue, donc lorsque a .augmente, la butée 68 se rapproche du pivot,41,, jusqu'à, ce que la butée pousse contre le pivot.
C'est pourquoi la règle 1 doit être reliée flexiblement à l'arbre 2 même dans la direction opposée au mouvement de pivotement mentionné en premier lieu. Lorsque la collision est finie, la règle 1 est ramenée dans la bonne position par une action de ressort en étant appliquée contre une butée.
La liaison flexible de la règle 1 avec l'arbre 2 est produite, suivant les figures 3 et 4, par deux ressorts 70 et 71 qui sont reliés à une extrémité avec un tambour 72 fixé à l'arbre 2.Aux extrémités opposées, les ressorts 70 et 71 sont reliés à des pièces de glissement 76 et 77, qui sont chacune déplaçables dans une rainure 73, et 74 et qui s'étendent autour du tambour 72, sauf à un filet d'entraînement 75. Le filet 75 sert de butée pour les deux pièces de glissement 76 et 77, entre lesquelles pénètre une goupille 78 fixée à la règle 1 montée folle sur l'arbre 2.
Si, en cas de collision, c'est-à-dire de mouvement de pivotement arrêté de la règle 1, par exemple dans la direction de p', le mouvement de rotation de l'arbre 2 se continue dans la même direction, le tambour 72 entraîne dans cette direction la pièce de glissement 77 au moyen du filet 75, tandis que la pièce de glissement 76 s'appliQue contre la goupille 78 sous une pression dépendant de la tension grandissante du ressort 70. Si la règle 1 est libérée lorsque la collision cesse, la pièce de glissement 76 fait mouvoir la règle 1 sous l'influence du ressort 70, de sorte que sa goupille 78 s'applique contre la pièce de glissement 77 lui sert, par conséquent, de butée et retient la règle 1 dans la bonne position angulaire, c'est-à-
<Desc/Clms Page number 14>
dire dans la situation dépendant de l'angle de rotation de l'arbre 2.
Le mode de fonctionnement de cet accouplement élastique est le même que si la collision a lieu lorsque l'arbre est mis en rotation en sens contraire, c'est-à- dire dans la direction p", auquel cas la pièce de glissement 76 s'échappe dans cette direction et la pièce de glissement 77, lorsque la collision est finie, déplace la règle 1 de manière que la goupille 73 est appliquée contre la pièce de glissement 76 qui sert de butée.
Une collision peut encore se produire si le pivot 41 est déplace contre la butée 68 par suite d'une diminution de l'angle . Cette collision n'est pas produite par un mouvement de la règle 1; c'est pourquoi les ressorts 70 et 71 agissant sur la règle 1 në peuvent pas produire en ce cas-ci une application élastique du pivot 41 contre la butée 68. Dans ce cas, au lieu de cela, une application flexible est produite par le fait que l'arbre 42 est relie avec le volant à main 80 par un accouplement élastique 79.
Une collision peut également se produire si la vitesse de vol f est modifiée dans le cas d'un but arrivant ou partant directement, c'est-à-dire si les arbres 38 et 39 et le pivot 41 se trouvent dans un seul et même plan et que le pivot 41 s'approche de l'arbre 39. Une collision de ce genre devient flexible par le fait que l'arbre 44 est également relié au volant à main 82 par un accouplement élastique 81.
L'invention ne doit pas être limitée aux exemples d'exécution décrits et représentés. Il peut y avoir au contraire de nombreuses modifications et d'autres formes d'exécution. Ainsi par exemple les règles 1 et 21 ainsi que les règles du calculateur de triangle peuvent être remplacees par d'autres organes pouvant pivoter ou tourner, par exemple des disques.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for the determination of geometric ratios of ribs and angles of triangles.
The invention relates to a device for determining geometric ratios of sides and angles of triangles, particularly in the case of fire control instruments for shooting at mobile goals in the air.
According to the invention, in this device two rulers, or similar parts, each corresponding to one of the sides of the triangle and forming part of the triangle calculator can pivot, in an unlimited manner, around each of two axes parallel to each other and whose transverse reciprocal distance, representing the length of the third side of the triangle, is adjustable, while the rulers, etc., are articulated with each other at a point of rotation whose distance from the axes of the two rulers, representing the length of the other two sides of the triangle, that is to say the effective length of the rulers, is adjustable.
According to the invention, the triangle calculator can be used in such a way that a ruler or other 'member which is to be set from an observation post to the angle of altitude and the distance of a moving goal in the air
EMI1.1
is connected to one of the two pivot axes of the computer
<Desc / Clms Page number 2>
triangle in such a way that it sets the reciprocal transverse distance of the pivot axes on the horizontal projection of the distance from the goal of this observation post, the triangle calculator then setting another rule, articulated to the rule of the altitude angle mentioned first, on the horizontal projection of the goal distance from another post or on the distance from another point in the path to the goal of the same observation post.
If the two posts or the two goal points are at different heights, not only should the horizontal distance corresponding to the effective length of one of the triangle calculator rulers be recorded in the fire control instrument, but also the height difference. For this purpose, the two altitude angle rulers are articulated together, according to the invention, by two pivots or similar members, which pivots are adjustable over a transverse reciprocal distance which corresponds to the difference in height of the two stations or goal points.
The drawing illustrates in an illustrative manner how the invention can be carried out.
Fig. 1 schematically shows the geometric relationships which are the basis of the invention when the invention is used in a fire control instrument for the correction of parallax,,
Fig. 2 schematically shows an embodiment of an apparatus for carrying out the correction according to FIG. 1.
FIG. 3 represents a section in the planes III-III of FIG. 2.
Figure '4 shows a section along line IV-IV of fig' 3.
Figure 5 shows a section in the V-V plane of fig. 2.
Figure 6 shows a horizontal section along the line VI-VI of fig. 2.
<Desc / Clms Page number 3>
FIG. 7 represents a horizontal section along the line VII-VII of FIG. 2.
Figure '8 shows a horizontal section along the line VIII-VIII of fig: 7.
FIG. 9 is a schematic representation of the geometric relationships which are the basis of the invention when the goal is followed acoustically.
It will be assumed according to FIG. 1 that a fire control instrument is placed at the observation post M, and this at the horizontal distance b from the location B of a gun to fire against an aim in the air F, for example an airplane . By means of a sighting instrument (not shown) located at the firing control instrument, a rule 1, linked to, a hollow shaft 2 (fig. 2), is adjusted to the altitude angle ss of the MF miré line (fig. 1). In the hollow shaft 2 is mounted so as to be able to rotate, another shaft 3 which is connected by a gear 4 to a distance screw 5 which is inserted in the rule 1 and which is screwed into a movable carriage 6 along rule 1.
The carriage 6 is articulated by a pivot 7 with another carriage 8 which is movable in a vertical guide 9 of a horizontal bar 10 movable longitudinally in the carriage guides. In the vertically movable carriage 8, a third carriage 11 is movable vertically, to which is fixed a pivot 12 parallel to the shaft 2. In the carriage 11 is screwed a vertical operating screw 13, the rod 14 of which is inserted into a wheel. helical 15 mounted so as to be able to rotate on the bar 10. The rod 14 is movable relative to the helical wheel 15, but it cannot rotate. The helical wheel 15 is engaged with a worm 17 which can be moved on a rod 19 provided with a crank 18, but. it is not mounted so that it can turn.
The rod 19 is mounted in the frame of the apparatus so as to be able to turn, but without being able to be moved. By turning the crank 18, the carriage 11 can thus be moved towards
<Desc / Clms Page number 4>
tically relative to the carriage 8, so that the difference in height of the pivots 7 and 12 is modified.
The horizontal pivot 12 enters a slot 20 of another rule 21 which is articulated with the pivot 12.
The arm 21 is fixed to a hollow shaft 23 which is integral with a carriage 22 and which carries a toothed segment 24 firmly connected thereto. The carriage 22 is movable in a horizontal guide 80, and the axes of rotation of the shafts 2 and 23 are located in one and the same horizontal plane. The toothed segment 24 meshes with a toothed wheel 25 which is securely connected to another toothed wheel 26 which meshes with a long elongated toothed roller 27 which is arranged in the frame of the apparatus so as to be able to turn and which is put in place. rotation, therefore, depending on the pivoting movement of the rule 21. In the hollow shaft 23 is placed so as to be able to turn another shaft 23 to which a toothed wheel 29 is attached.
The toothed wheel 29 meshes with a rack 30 which in turn meshes with a toothed wheel 31 fixed to the pivot 12. The shaft 28 is connected by a gear 32 to another shaft 33 which transmits by a toothed wheel 34 the rotational movement from shaft 28 to an elongated toothed roller 35 disposed in the frame of the apparatus. By the rotational movements of roller 35, changes in the effective length of rule 21 and hence in the distance between the centerlines of pivot 12 and shaft 28 are therefore indicated. The rotational movement of the roller 35 is not, however, influenced by the pivotal movement of the rule 21, because the toothed wheel 31 does not rotate when the arm 21 is oscillated.
If we adjust the effective length of rule 1, that is to say the distance between the center lines of the pivots and 7, by the rotational movement of the shaft 3 at the distance s from the goal (fig. 1) , and rule 1 by the rotational movement of the shaft 2 at the altitude angle ss, we find the horizontal projection MF = a of the distance from the goal of the observation post. By displacement, the bar 10 is therefore set to the value
<Desc / Clms Page number 5>
their a and this value is transmitted by bar 10 to a triangle calculator provided with two rules 36 and 37.
The rule 36 is fixed to a hollow shaft 38 mounted so as to be able to turn and whose axis of rotation is shown in FIG. 1 by point M. The rule 37 is attached to a hollow shaft 39 which is parallel to the shaft 38 and which is disposed so as to be able to turn in a downwardly directed arm 40 of the bar. 10. Rules 36 and .37 are placed next to each other and can rotate indefinitely, ie one full turn. The axis of rotation of the shaft 39 is shown in FIG. 1 by point F.
The transverse distance between the axes of rotation of the shafts 38 and 39, which lie in one and the same horizontal plane, is the same as the horizontal projection of the distance between the center lines of the pivots 2 and 7. The shafts 38 and 39 are therefore coaxial, when the pivot 7 is just above the shaft 2 (si = 90). The rules 36 and 37 are articulated with each other on a pivot 41. The center line of the pivot 41 is shown in FIG. 1 by point B.
The direction of the line MF from the baseline MB chosen as the zero direction is found by rotating a shaft 42 by means of a hand wheel 80 to set it to the angle [alpha] (Fig. 1). This angle adjustment is transmitted by means of a gear 43 to the shaft 38 and then to the rule 36. By rotating the shaft 44 by means of a hand wheel 82, the distance between the axis of rotation of the shaft 38 and the center line of the pivot 41 at the value b of the length of the base line MB.
For this purpose, a guide screw 45 is mounted in the rule 36 so as to be able to rotate, which is screwed into a carriage 46, arranged in the rule 36 so as to be able to be moved longitudinally and which carries the pivot 41. The screw 45 is connected by a gear 47 with a shaft 48, which is disposed in the hollow shaft 38 of
<Desc / Clms Page number 6>
so as to be able to rotate, and which is connected to the shaft 44 by a gear 64.
When, therefore, we record in the triangle calculator the values of sides a and b of the triangle as well as that of the angle #, we determine the value a 'for the length of the side BF of triangle which represents the horizontal projection of the distance from the barrel of the goal F and corresponds to the distance between the rotary axis of the shaft 39 and the center line of the pivot 41.
In addition, we find the direction of the line BF, and this by the fact that the angular position of the rule 37 is transmitted by the shaft 39, by a bevel gear 65 which is attached to it, by another bevel gear 66 which is engaged with the previous one and fixed to a shaft 49 disposed in the arm 40 and by a pinion 50 to an elongated toothed roller 51, mounted in the frame of the apparatus. The inclination of rule 37 with respect to the horizontal plane represents, in fact, the angle # and we have the relation: [gamma] = [alpha] - #
The adjustment of the distance a 'between the pivot 41 and the shaft 39 must be transmitted to the carriage 22.
For this purpose, a carriage 53 articulated with the pivot 41 is disposed in a slot 52 of the rule 37 so as to be movable and is securely connected to a rack 54 which is engaged with a pinion 55. The pinion 55 is fixed. to a shaft 56, which is rotatably mounted in the hollow shaft 39, and which operates a toothed wheel 57 which is engaged with a rack 58 attached to the carriage 22. The displacement of the rack 54 produced by the movement of the pivot 41 in the slot 52 is therefore transmitted to the carriage 22.
The multiplication gears as well as the dimensions of the different parts are chosen such that the pivot 12 is just above the amber 23 when a '= zero, When the
<Desc / Clms Page number 7>
pivots 7 and 12 are located at the same height h above the plane containing the axes of rotation of shafts 2 and 23, the distance between the center line of pivot 12 and the axis of rotation of shaft 23, so the effective length of rule 2le therefore becomes equal to the value s' for the distance of the goal F from the location B of the gun.
The horizontal projection of the value for this distance is therefore a ', and the altitude angle / J is represented by the inclination of rule 21 with respect to the horizontal plane. The values ss 'and s' are transmitted, by means of rollers 27 and 35, to the corresponding instruments of the fire control instrument. Since the [gamma] angle was also found, we determined both the distance of the aim from the location of the gun B and the direction of the line of sight between the location of the gun and the aim. These values for distance and direction are transmitted for example electrically from the observation post to the location of the gun.
In the foregoing, it was assumed that the observation post and the location of the gun were in a single, horizontal plane. If this is not the case, a corresponding correction must be made. Suppose, for example, according to Figure 1, that the barrel is located at B ', therefore at a lower height than that of the observation post M. A corresponding correction could then consist in the fact that the shaft 23 would be moved d 'correspondingly transversely downwards, so that the difference in height of the centerlines of the two shafts 2 and 23 corresponds to the difference in height h'. However,
the same effect can be obtained in a simpler way by moving the pivot 12 in a corresponding 'way' upwards while maintaining the height position of the shaft 23. We then obtain, for a value a 'remaining unchanged , other values s "and ss for the length and the inclination of the direct line of sight.
<Desc / Clms Page number 8>
management of the location of the barrel towards the goal.
The reciprocal adjustment of the height position of the two pivots 7 and 12 can also be used for the correction in the event of variable flight height.
The rack 53 must transmit from the triangle calculatals to the carriage 22 in relation to the bar 10 only those displacement movements which depend on displacements of the rack 54, that is to say on changes in the distance between the pivot 41 and the shaft 39. The pivoting movement of the rule 37 must therefore not influence the movement of the rack 58 relative to the bar 10. It is for this reason that the toothed wheel 57 is not directly connected. to shaft 39, but by a planetary gear. This planetary gear has, according to Figure 7, two sun wheels of the same size 59 and 60.
In addition, two pairs of planetary wheels 61, 62 are provided, which mesh with each other in pairs and which are mounted, so as to be able to rotate, on pivots 63 fixed to the toothed wheel 57.
With each pair of planetary wheels, one of the wheels 61 'is engaged with the sun wheel 59 and the other wheel with 1- ;. sun wheel 60. The sun wheel 59 is fixed to the shaft 56, and the sun wheel 60 is mounted idle and so as to be able to turn on this shaft and is fixed to a conical toothed wheel 67 which meshes with the toothed wheel 66 and has the same size as cogwheel 67?
Suppose that we rotate 'rule 37 in order to change its effective length a', that is to say without moving the rack 54. Then the shafts 39 and 56, and consequently also the 'sunwheel 59 and the wheel toothed 65 are rotated in a corresponding manner, and sun wheel 60 is rotated, by gear 66.67 around the same angle, albeit in the opposite direction.
The sun wheels 59 and 60 therefore rotate the planetary wheels 61 and 62 in opposite directions, so that the planetary wheels can roll freely on each other. The toothed wheel 57 therefore remains stationary.
If, on the other hand, we assume that rule 37 remains stationary,
EMI8.1
but that its effective length a 'is modified, while q
<Desc / Clms Page number 9>
the rack 54 is moved, the shaft 56 alone is rotated and the sun wheel 60 remains stationary, while the sun wheel 59 is rotated and controls the planetary wheels 61 which, in turn, rotate the planetary wheels 62. The planetary wheels 62 then roll on the stationary sun gear 60 and drive the toothed wheel 57. Therefore, the toothed wheel 57 is rotated around an angle which is half the angle of rotation of the wheel. toothed 55.
In order to transform a determined displacement of the rack 54 into an equal displacement of the rack 58, the diameter of the toothed wheel 57 is twice the magnitude of the diameter of the toothed wheel 55. guide screws 5 and 45, faults as a result of the pivoting movements of rules 1 and 36, a planetary gear is provided between the shaft 2 and the drive 4 with toothed wheels or between the shafts 44 and 48 analogous to that which has been mentioned above.
The apparatus described and represented by FIG. 2 can also be used to determine the point of impact when firing at a movable goal in the air following a rectilinear path or for locating by sound, that is to say - say to determine the direction to the exact position at any time of this aim in the air when receiving sound from the aircraft, when using a headset or a steering headset. These uses of the object of the invention are shown schematically in Figure 9, and special reference is made to the last mentioned use.
According to FIG. 9, it is assumed that L is the position of an earphone and A and 0 two positions of an airplane moving in the direction of the arrow in the horizontal and reotilinear direction. A is the acoustic measurement point, that is to say the point where the airplane was when it emitted the sound pulse which reaches the ear of the L-shaped earpiece after a determined time when the airplane is at optical measuring point 0. Ba direction of the LC line must
<Desc / Clms Page number 10>
be determined by the apparatus according to the invention. As in this case it is a question of determining only a direction, and not the distance, one chooses for the length c of the radius of its LA a determined unit value, in this case the speed of sound.
The effective length of rule 1 must represent this value c. The screw 5 therefore remains invariably set to the value c, that is to say the value of the speed of sound. The path of the airplane during the time when the sound advances (Schallaufzeit), that is to say the length AO, therefore represents the value of the speed of the airplane. Points A 'and 0' represent the projections of points A and 0 on a horizontal plane containing point L. Lc triangle LA'O 'is therefore horizontal, right triangles LAA' and LOO 'are vertical, and the sides of triangles AA 'and 00' represent the invariable height h of the airplane.
By means of the earpiece placed in L, the shaft 2 is rotated in such a way that the inclination of the rule 1 with respect to the horizontal plane is equal to 1 the angle of acoustic altitude ,, 4-4, Therefore, the length a of the triangle side LA 'is determined, thanks to the bar 10 being set to this value which it transmits to the triangle calculator, so that the distance between the axes of rotation of the trees 38 and 39 receive the value a. By rotating the shaft 42, the arm 36 is also rotated so that it forms the angle of inclination with respect to the horizontal plane.
This angle y represents the angle of displacement of the airplane at each moment and is determined by means of a separate instrument. In the triangle computer, the flight speed f is also recorded, which can for example be appended on the basis of the noise of the aircraft received by the steering receiver. By rotating the shaft 44, the screw 45 is adjusted so that the effective length of the rule 36 corresponds to this speed f. Therefore, the values a, f and $ / are saved in the triangle calculator, and hence also the value o,
<Desc / Clms Page number 11>
which is represented by the effective length of the ruler
37, that is to say by the distance between the center line of the pivot 41 and the axis of rotation of the shaft 39.
In addition, there is the angle #, which is equal to the inclination of rule 37 with respect to the horizontal plane. This angle of inclination # is indicated by the roller 51. The value o, for the optical horizontal distance, is transmitted to the carriage 22 in the same way as that which has been described in the above, so that the horizon projection- tale of the effective length of rule 21 is equal to the value o. As the flight height h is invariable, OO 'is also equal to h, i.e. the pivots
7 and 12 are at one and the same height and are therefore coaxial.
In the right-angled triangle LOO ', we have consequently determined the values h and o for the sides of triangle 00' and LOt and consequently the inclination of the side LO with respect to the horizontal plane, that is to say the optical altitude angle é is also determined. Indeed, this inclination is equal to the inclination of the rule 21. The corresponding angle of inclination # is transmitted au'rouleau 27 in the manner described above.
If is the acoustic lateral angle from a predetermined zero direction, there is the ratio # = # + #
By means of the apparatus according to figure 2, both the lateral optical angle # and the optical altitude angle
This mode of operation of the apparatus can also be used to determine the values of the direction of fire in front of the aircraft when firing at an aircraft using a cannon placed in L.
It may happen during operation of the device that one or more sides of triangle LA.101 become equal to zero. Therefore, in case of a stationary goal, f is equal to zero, and if while emitting the sound, the goal is at
<Desc / Clms Page number 12>
zenith, = 90 that is to say that a is equal to zero, In addition, it may happen that a plane arriving directly (if # is zero) has such a speed that the points L and O 'coincide, and then as well as 0 are equal to zero.
The apparatus according to the invention is constructed in such a way that L and! Le coincide, that is to say that a may be equal to zero. In this case, the shafts 38 and 39 are coaxial. Furthermore, f can be zero, because then the pivot 41 is set so as to be coaxial with the shaft 38.
But if o is zero, rule 37 loses s' stability, i.e. its direction becomes indeterminate, and also if o is very small, the effective length of rule 37 becomes insufficient to be able to transmit angle adjustments to rule 21 and roller 27.
This is why the arm 37 is provided with a stop 68 against which the pivot 41 is applied when its distance from the axis of rotation of the shaft 39 tends to fall below a determined value which corresponds to a maximum value for the optical altitude angle #. however, if the angle exceeded this maximum value in the case of a goal arriving directly (# then being zero), this takes place by increasing the altitude angle and this increase, which is determined by the listener, cannot not suddenly stop.
It is for this reason that the rule 1 is resiliently connected to the shaft 2, so that the rule 1 can be stopped when the pivot 41 is pressed against the stop 68, while the shaft 2 still continues its movement of rotation determined by the listener.
As soon as y- 'or f have thus changed to the point that the minimum value of o is again exceeded, so that the collision between the pivot 4 and the stop 68 ceases, rule 1 is moved by the action of the spring in the correct position in relation to shaft 2, pressing against a stop.
A collision can also occur when decreased, when the rules 36 and 37 are put together so that the shaft 39 is between the pivot 41 and the ar-
<Desc / Clms Page number 13>
bre 38 and blanks the same plan as these. As decreases, therefore when a. Increases, the stop 68 approaches the pivot, 41 ,, until the stop pushes against the pivot.
Therefore, rule 1 must be flexibly connected to shaft 2 even in the direction opposite to the first mentioned pivoting movement. When the collision is over, rule 1 is returned to the correct position by spring action by being applied against a stopper.
The flexible connection of the rule 1 with the shaft 2 is produced, according to Figures 3 and 4, by two springs 70 and 71 which are connected at one end with a drum 72 fixed to the shaft 2. At opposite ends the springs 70 and 71 are connected to sliding pieces 76 and 77, which are each movable in a groove 73, and 74 and which extend around the drum 72, except for a drive net 75. The net 75 serves as a stop for the two sliding pieces 76 and 77, between which penetrates a pin 78 fixed to the rule 1 mounted loose on the shaft 2.
If, in the event of a collision, i.e. a stopped pivotal movement of rule 1, for example in the direction of p ', the rotational movement of shaft 2 continues in the same direction, the drum 72 drives in this direction the sliding part 77 by means of the net 75, while the sliding part 76 presses against the pin 78 under a pressure depending on the increasing tension of the spring 70. If rule 1 is released when the collision ceases, the sliding part 76 causes the rule 1 to move under the influence of the spring 70, so that its pin 78 rests against the sliding part 77 serves it, therefore, as a stop and retains the rule 1 in the correct angular position, that is
<Desc / Clms Page number 14>
say in the situation depending on the angle of rotation of the shaft 2.
The mode of operation of this elastic coupling is the same as if the collision takes place when the shaft is rotated in the opposite direction, that is to say in the direction p ", in which case the sliding part 76 s 'escapes in this direction and the sliding piece 77, when the collision is over, moves the rule 1 so that the pin 73 is pressed against the sliding piece 76 which serves as a stop.
A collision can still occur if the pivot 41 is moved against the stopper 68 due to a decrease in angle. This collision is not produced by a move of rule 1; therefore the springs 70 and 71 acting on the rule 1 cannot in this case produce an elastic application of the pivot 41 against the stop 68. In this case, instead, a flexible application is produced by the that the shaft 42 is connected with the handwheel 80 by an elastic coupling 79.
A collision can also occur if the flight speed f is changed in the case of a goal arriving or leaving directly, i.e. if the shafts 38 and 39 and the pivot 41 are in one and the same plane and that the pivot 41 approaches the shaft 39. A collision of this kind becomes flexible by the fact that the shaft 44 is also connected to the handwheel 82 by an elastic coupling 81.
The invention should not be limited to the embodiments described and shown. On the contrary, there may be many modifications and other forms of execution. Thus, for example, the rules 1 and 21 as well as the rules of the triangle calculator can be replaced by other members which can pivot or rotate, for example discs.