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"Perfectionnements aux disnositi de pilotage automatique" Société dite BENDIX AVIATION CORPORATION
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Rockefeller Plaza, NOw-York,Etats-Unis d'Amérique Ayant fait l'objet d'une demande de brevet aux Etats-Unis en date du 31 décembre 1943, N 516.490.
---------- La présente invention a trait, d'une façon générale,
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aux pilotes ou systèmes de commande automatinues d'engins dirigeables, et plus particulièrement à un système de com- mande automatique dans lequel un synchronisme exact est maintenu à chaque instant entre l'attitude de l'engin et les divers dispositifs de commande du système:
Jusqu'à présent, dans la pratique des systèmes du genre ci-dessus, on laissait généralement au pilote le soin de régler à la main les diverses parties du dispositif de pilotage automatique, afin de les amener en concordance ou synchronisme avec l'attitude particulière de l'engin soit dans la position horizontale soit autrement, avant que le dispositif de pilotage automatique puisse être enclenché.
Les systèmes de cette nature, outre qu'ils imposaient ainsi au pilote une charge supplémentaire et indésirable présen-
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@ talent également l'inconvénient d'exiger un réglage extrê-
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menant précis de l'ens$mble du système de contrôla par rapport à la position des différentes surfaces de gouverne de l'engin; afin d'éviter des à-coups et d'autres effets
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indésirables lorsque le pilote automatique conrmenç ai t à assurer le contrôle de l'engin-
La présente invention a pour objet un nouveau système de pilotage automatique pour engins dirigeables dans lequel
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la nécessité pour le pilote humain de régler manuel ecrent le système par rapport aux diverses surfaces de gouverne de l'engin avant l'enclenche11!;
(3nt du système automatique est 'éliminée.
L'invention a d'autre part pour objet un nouveau système de commande ou de pilotage automatique pour engins dirigeables qui est maintenu automatiquement à tout instant, en synchronisme exact avec l'attitude instantanée de l'engin, quelle que soit cette attitude* L'invention 3. également pour objet un nouveau dispo- sitif de pilotage automatique pour engins dirigeables qui
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est toujours prt-t à être enclenché pour reprendre le contr$le et la direction de l'engin au cap donné et dans l'attitude dans laquelle l'engin a.
été placé, 1nmrkMatetent avant 1-en- elonchement du dispositif automatique-
L'invention a par ailleurs pour objet un nouveau dis- positif de pilotage automatique pour engins dirigeables tels
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que des avions qui se trouve toujours en synch1"OmSNe exact avec les surfaces de gouverne de l'avion, de telle sorte .que le dispositif de pilotage automatique puisse !être enclenché ou débrayé par le pilote humain par une simple fermeture ou 1-'ouverture d'un interrupteur unique.
L'invention a enfin pour objet un nouveau dispositif de
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pilotage automatique entièreeent électrique pour les trois
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axes d'un engin dirigeable tel qu'un avion, comportant des servo-moteurs associés respectivement avec le gouvernail de direction, les ailerons et le gouvernail de profondeur, de même que des moyens de production d'un signal directionnel et d'un signal proportionnel à la vitesse du virage pour contrôler le servo-moteur de gouvernail de direction et des moyens de production de signaux proportionnels aux angles de pentes longitudinale et latérale pour contrôler les servo- moteurs des ailerons et du gouvernail de profondeur,
ce dis- positif comportant en outre des accouplements débrayables entre les moyens de production du signal directionnel et le servo-moteur du gouvernail de direction ainsi qu'entre les servo-moteurs du gouvernail de direction des ailerons et du gouvernail de profondeur et les surfaces de gouverne respec- tives, de façon à ce que, par la manoeuvre d'un. seul inter- rupteur, les différents servo-moteurs puissent être déconnec- tés de leurs surfaces de gouverne respectives et les moyens de production de signal directionnel puissent être déconnectes simultanément du servo-moteur de gouvernail de direction et vice-vers)..
Les objets et caractéristiques ci-dessus de l'inven- tion, ainsi que d'autres apparaîtront plus clairement de la description qui va suivre et des dessins y annexés, étant en- tendu que ces derniers ne sont donnés qu'à titre d'exemple; nullement limitatif,
Sur les dessins, dans lesquels les mêmes chiffres de référence se rapportent aux mêmes parties sur toutes les figures
La figure 1 est une représentation schématique d'un système de commande du gouvernail de direction forint partie, du dispositif de pilotage automatique comportant l'applica-
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tien de nouveaux moyens de synchronisation suivant l'invention;
La figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, montrant les dispositifs de commande des ailerons et du gouver- nail de profondeur;
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une forme de réalisation d'un indicateur principal destiné à être utilisé avec le dispositif de pilotage automatique décrit et comportant l'application de nouveaux moyens de synchronisation suivant l'invention;
La figure 4 est une vue fragmentaire de détail d'une partie de la construction représentée sur la figure 3;
La figure 5 est une vue en plan de l'appareil représente sur la figure 3, vu d'en haut, le boîtier extérieur étant en- levé--
D'une façon générale,, la présente invention 'est caracté- risée principalement par la nouvelle disposition de trois mécanismes d'accouplement à commande par solénoldes destinés à 'être excités sous le contrôle d'un seul interrupteur;
l'un des mécanismes d'accouplement étant disposé entre le servo-moteur du gouvernail de direction et la surface de ce gouvernail, un deuxième est dispose entre le servo-moteur des ailerons -et les surfaces de ces ailerons et le troisième entre le servo-moteur du gouvernail de profondeur et la surface de ce gouvernail- Chacun des servo-moteurs est muni de moyens de production d'un signal d'asservissement tendant constamment à ramener le moteur vers sa position neutre ces moteurs étant excités par les dis- positifs de production de signaux de.référence respectifs et lorsque l'interrupteur commun aux trois dispositifs d'accou- plent est fermé,
ces dispositifs agissent pour établir les liaisons d'entrainement entre les servo-moteurs et leurs sur- faces de gouverne respectives afin de permettre le contrôle de l'engin par le dispositif de pilotage automatique. Par contre;
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lorsque cet interrupteur est ouvert,' les solénoldes de ces accouplements sont désexcités pour déconnecter les servo- moteurs de leurs surf;.ces de gouverne respectives, en sorte que ces surfaces peuvent être commandées deslors manuelle-
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ment indépendamment desdits servo-moteurs;
lesquels con- tinuent néa1))!!fOins à fonctionner sous l'action de signaux qui leur sont appliqués par suite des changements de cap ou d'atti- tude de l'engin, de façon à rester en synchronisme avec les signaux variables déterminés par la position de l'engin, en sorte que le dispositif de pilotage automatique peut tre enclenché à chaque instants simplement par la fermeture de l'interrupteur, puisque tous les servo-moteurs du système
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ont tg automatiquement Bis à zéro déterminô par les signaux correspondant à l'attitude de l'avion et la position des sur- faces de gouverne braquées à la main pour maintenir Cette attitude-
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Lorsque l'interrnpteur est ouvert pour désexciter les dispositifs d'accoupl#s:ent commandés par solénoïdes;
un e,ccou- plement 61 ectro -magnétique dans le dispositif de production du signal directionnel est également désexcita grâce à -quoi ces moyens de production du signal directionnel se trouvent décon-
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nectés du servo-soteur du gouvernail, en sorte -que le signal proportionnel à la vitesse du virage et le signal d'alsservis- sement sont Ies seuls signaux qui contrôlent ainsi le servo- moteur du gouvernail de direction pendant le temps où l'in- terrupteur est ouvert.
En se référant maintenant aux dessins, -et plus parti-
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M21iérement aux figures 1 et S, la présente invention y est montrée dans son application à un dispositif de pilotage auto- matique destiné â contrôler à titre d'exewpie un avion autour de ses trois axes. Le dispositif de pilotage en question
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comprend un dispositif détecteur de champ magnétique indiqua
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dans son ensable par la référence 10; et constitué par un compas statique à induction terrestre stabilise par un gyros- cope verticale cet appareil étant destina à produire un signal électrique proportionnel à l'angle de déviation de l'engin par rapport à un cap prescrit pour exciter un servo-moteur Il actionnant une surface de gouvernail 12.
Le système com- prend en outre un gyroscope indicateur de virage ou autrement dit un gyroscope 13 sensible à la vitesse du virage destiné à produire un signal électrique proportionnel à la vitesse de Tirage et qui est superposé au signal directionnel pour modi- fier l'excitation du servo-moteur 11. Enfin, le système con- prend un horizon gyroscopique 14, muni de dispositifs de trans mission d'indications 15 et 16 produisant des signaux électri- ques proportionnels aux angles de pente longitudinale et laté- rale de l'engin pour exciter les servo-moteurs de commande des ailerons et du gouvernail de profondeur 17 et 18 respective- ment, reliesaux surfaces des ailerons 19 et du gouvernail de profondeur 20.
Le dispositif de pilotage automatique montré sur le dessin forme plus particulièrement l'objet d'une autre demande de la demanderesse N 371.945 déposée le 24/12/47 que la présente,. Pour cette raison, ce système ne sera décrit ici que dans la mesure nécessaire à la compréhension de l'objet de la présente invention-
Le dispositif de détection de champ magnétique ter- restre destiné à produire un signal -électrique proportionnel à l'anglede déviation de l'engin par rapport à un cap prescrit comprend un élément triangulaire 21 ayant trois noyaux- dont chacun est muni de deux enroulements d'excitation 22, 23 con- nectés en série et en opposition l'un par rapport à l'autre aux bornes d'une source de courant alternatif appropriée,
non
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représentée au Moyen de conducteurs 24 et 25. Ces bobines d'excitation, qui peuvent être considérées comme un enroulement primaire du dispositif détecteur., se trouvent en relation indue. tive avec trois bobines montées respectivement sur les trois noyaux du dispositif détecteur et qui sont connectées en triangle pour constituer un enroulement secondaire de ce dispositif. Cet enroulement secondaire 26 est muni de trois prises servant à la connexion de cet enroulement au moyen de conducteurs 27 avec un enroulement triphasé du stator 28 d'un dispositif de couplage inductif 29 logé dans un indicateur principal 30.
Le dispositif de couplage inductif 29 comporte un rotor portant un enroulement 31 associé inductivement avec les enroulements du stator 28, ce rotor étant porté par un arbre 32 pour être Mobile angulairement par rapport audit stator*
L'enroulement 31 du rotor du dispositif de couplage inductif est connecté à l'entrée d'un amplificateur 33 à tubes à Vide,au moyen de conducteurs 34, la sortie de cet amplifica- teur étant reliée au moyen de conducteurs 35 à l'enroulem-ent d'une phase 36 d'un moteur à induction biphasé 37 dont l'en- roulement de la deuxième phase 38 est relié à la source de courant alternatif de bord par l'intermédiaire d'un doubleur de fréquence approprié 39,
ce dernier étant muni d'un montage électrique de décalage de phase pour maintenir les tensions des enroulementsdes deux phases du moteur décalées sensiblement de 90 l'une par rapport à l'autre;
Le moteur à induction 37 comporte un rotor 40 porté par un arbre 41 muni à son extrémité extérieure d'un pignon 42 destiné à entrainer, par l'intermédiaire d'un dispositif ré- ducteur de vitesse 43, un pignon 44 fixé sur l'arbre de rotor
32.
Une roue dentée 45 est fixée à l'extrémité libre de l'ar- bre 32 et engrène avec une roue dentée 46 rendue solidaire ou faite d'une seule pièce avec un arbre ceux 47 portante au
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@ moyen d'un bras 48, l'arbre d'une roue tangente 49 se trou- vant en prise avec une vie sans fin prévue sur l'arbre 51 passant à travers l'arbre creux 47. Un compensateur annulaire 52 ayant une série de vis de réglage 53 coopère avec un galet suiveur 54 fixé sur un bras55 solidaire de l'arbre de la roue tangente 49.
Ainsi, l'arbre 51 tout en étant actionne par l'arbre 32 du rotor 31 reçoit des mouvement angulaires de faible amplitude dans un ou dans l'autre sens suivant le contour de l'élément 52 contre lequel vient porter le galet suiveur 54.
Un cadran indicateur approprié 56 est monté à l'extré- mité de l'arbre 51 pour coopérer avec un repère fixe 57 tandis que l'extrémité opposée de cet arbre est munie d'une roue dentée 58 se trouvant en prise avec une roue dentée 59 portée par un arbre 60 d'un rotor magnétique 61 couple inductivement avec un enroulement du stator 62 d'un disposi- tif électro-magnétique de transmission à distance, ce dernier étant connecté à un dispositif semblable agissant comme récepteur placé à distance pour reproduire l'indication du cap*
L'extrémité libre de l'arbre 32 porte, par l'intermé- diaire d'un organe élastique 63,
un organe 64 d'un embrayage magnétique. Un organe d'embrayage correspondant 65 est fixe sur un arbre 66 tourillonné d'une façon appropriée dans l'indica.teur principal, les deux organes 64 et 65 de cet embrayage étant faits en matière magnétique' Une bobine d'excitation appropriée 67 entoure les deux organes d'embra- yage 64 et 65, cette bobine étant mise à la nasse à l'une de ses extrémités comme indiqué en 68,
et connectée à son autre extrémité à la batterie 69 au moyen d'un conducteur 70 et des contacts 71 d'un Interrupteur de débrayage de servo-moteurs
72 et des contacts 73 d'un commutateur d'alimentation géné- rale 74.
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Lors de la fermeture des interrupteurs 74 et 72, la bobine 67 se trouve excitée et les organes débrayage 64, 65 sont mis en prise, grâce à quoi tout mouvement de l'arbre 32 est immédiatement transmisà 1) arbre 66 qui porte également un rotor 75 muni d'un enroulement lié inductivement à un enroulement triphasé de stator 76 d'un dispositif trans- metteur à induction 77.
L'élément triangulaire 21 du dispositif détecteur du champ magnétique, ainsi que les enroulements primaire et secon- daire de celui-ci, sont stabilisés au moyen d'un gyroscope à trois degrés de liberté, désigné dans son ensemble par la réfé- rence 78, de façonà constituer un compas qui, pratiquement; ne soit pas sujet aux erreurs de virage ou d'accélération.
' Comme il est décrit plus en détail dans la demande déjà mentionnée de la demanderesse, lors d'une déviation de l'engin à partir d'un cap prescrit, les tensions induites dans l'enroulement 26 subissent des variations et déterminent¯ des variations correspondantes dans les tensions des trois phases du stator 28, de sorte .qu'un signal est induit dans l'enroule- ment de rotor 31, signal -qui est proportionnel à l'angle de déviation de l'engin à partir de son cap, ce signal étant alors amplifié dans l'amplificateur 33, pour exiter la phase 36 du moteur à induction 37 dont la deuxième phase est continue:
lement excitée à partir de la source de courant alternatif de bord* Le rotor 40 du moteur 37 entraîne l'arbre 32 et l'en- roulement de rotor 31 dans la position du zéro électrique, c'est à dire la position dans le,,quel-le l'axe électrique de l'enrou- lement du rotor est perpendiculaire au champ magnétique résul- tant produit au stator, à la suite de quoi le signal induit dans le rotor s'annule et le moteur 37 se trouve désexcité.
Pendant ce temps., en supposant que les organes d'embrayage 64, 65 se trouvent en prise,l'enroulement du rotor 75 du dispo-
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sitif inductif rif?' est, déplacé angulaireant par rapport aux enroulements du stator 766, ce qui détermine l'induction d'un signal dans ledit enroulement du rotor, proportionnell ement à l'angle de déviation de l'engin par rapport à son cap prescrit.
Le signal électrique ainsi produit dans le rotor 75 est transmis au moyen de conducteurs 78 à l'entrée d'un ampli- ficateur de puissance à tubes à vide 79 et de là, par l'in-
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tgvc.a.x de conducteurs de sortie 80 et à travers un dispositif de réglage et d'adaptation de servo-moteurs 81, à une phase 82 d'un moteur à induction biphasé 83 dont la deuxième phase 84 est continuellement excitée à partir de la
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source de courant zJ-tern;
>,tif de bord* Une connexion d-lentraînenent entre le moteur 8 et le gouvernail de direction 12 est assurée au moyen d'un
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accouplement débrayable comprenant un organe d'accou-plement 85 monté sur un arbre 86 portant un pignon 87 destiné à s'en- gager avec un réducteur de vitesse à engrenages 88 loge à l'in-
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térieur d'un boîtier fixe 89 du servo-soteur, pour entraîner un arbre 90 du gouvernail de direction relié au moyen de câ- bles 91 avec la surface de gouvernail 12, et un deuxième organe d'accouplement 92 fixé sur un arbre 93 rendu solidaire d'un pignon 94, mais monté de façon à pouvoir être déplace longitudinalement par rapport à ce pignon, ce pignon 94 étant en prise avec un pignon 95 du moteur 83,
par l'intermédiaire d'un pignon fou 96. L'extrémité libre de l'arbre 93 a une
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partie élargie formant butée pour l'une des xtré.t2s d'un organe -élastique 87 dont l'autre extrémité s'appuie contre le pignon 94.
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Les moyens de commande pour déplacer aXialement l'or- bre 93 vers la droite, afin de mettre en prise les organes
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d'accouplement 92 et 85, comprennent un solènol'de 98,mis à la masse à l'une des extr4*ités par un conducteur 99 et relie
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à l'un des contacts 71 de l'interrupteur de débrayage 72 par l'intermédiaire d'un conducteur 100. 'Lorsque ce der- nier interrupteur est fermé, le noyau 101 du solénoïde est sollicité à droite contre l'action du ressort 97 pour déplacer axialement l'arbre 93, afin d'assurer l'engagement des organes d'accouplement pour établir une connexion d'en- traînement positif entre le moteur 83 et le gouvernail 12.
.En actionnant le pignon 94, le moteur 83 imprime en même tempsune rotation à un rotor 102 d'un dispositif inductif d'asservissement 103 ayant un stator portant un enroulement triphasé 104, le rotor étant supporté par un arbre 105 muni d'un pignon 106 qui se trouve en prise avec le pignon 94 avec interposition d'un train d'engrena.ges réducteur 107.
Le mouvement du rotor 102 par rapport au stator 104 durant la marche du moteur 83 produit un signal électrique d'asservissement -qui est transmis) par l'intermé- diaire de conducteurs 108 à 1'amplificateur 79 à travers le dispositif 81 de réglage et d'adaptation de servo-mo teurs pour être superposé dans ledit amplificateur au signal de direction, afin de modifier le fonctionnement du servo- moteur* Le signal d'asservissement s'oppose au signal de direction et.$ au moment de ce signal devient égal au signal de direction, le moteur 83 devient désexcite*
Lorsqu'un avion dévie de son cap prescrit:
il ac- quiert une certaine vitesse angulaire dont on tient également compte dans le contrôle du gouvernail de direction- Dans ce but, on utilise un gyroscope sensible à la vitesse de virage et qui comprend un rotor 109 ayant un axe de rotation norma- lestent horizontale monté au moyen des tourillons 110, à l'intérieur d'un anneau à Cardan 111, lequel est monté à son tour dans un support rigide au moyen de tourillons 112 et 113 de façon à pouvoir osciller autour d'un deuxième
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axe horizontal perpendiculaire à 1-'axe de rotation du gyros-
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coupe.
Des organes élastiques tels que des ressorts 114 fixés au tourillon 112, opposent à la procession du gyroscope
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une résistance élastique fonction de la vitesse de rotation de l'avion.
Le tourillon 113 du gyroscope 13 porte un secteur denté 114 en prise avec un pignon 115 monte sur un arbre 116 portant une aiguille 117 destinée à coopérer avec un cadran approprié 118 pour indiquer la vitesse et le sens du virage.
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Le tourillon 113 porte ég21e:ment un enroulement de rotor 119 associé inductiveaïent avec un enroulement triphasé de stator 120 d'un dispositif transmetteur à induction 121, l'enroule- ment du rotor de ce dispositif étant relié à la source de courant alternatif de bord.
Les enroulements du stator 120 sont connectés au moyen de conducteurs 122 à un enroulement triphasé du stator 123 d'au dispositif récepteur à induction 124 comportant également un enroulement de rotor 125 connecte au moyen de conducteurs 126, et le dispositif de réglage et
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d'adaptation de servo-moteurs 81 à 1>amplificateur de puis- sance 79 pour être superposé dans ce dernier au signal d'o,sservissf31lEmt pour encore modifier le fonctionnerfient du servo moteur 83 et partant 1 angle de braqua.ge du gouvernail lors à-lune, déviation de 1?a on par rapport à son cap prescrit Par suite d'une telle déviation,
les tensions induites dans les enroulements de stator 120 subissent des variations produisant des variations correspondantes dans les tensions
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des enroulements de stayor 125, grâce à quoi un signal pro- portionnel à la vitesse du virage ou de déviation est produit
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dans le rotor 125 pour être additionné algibriquement aux signaux de direction et d'asservissem:ent, assurant l'excita- tion de la phase 82 du Moteur à induction 83.
Plus partiCUlièrement, au moment de la déviation de
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l'avion d'un cap prescrit, le signal proportionnel à la vitesse de déviation s'ajoute au signal de l'angle de dota- tion et s'oppose au signal d'asservissement pour accélérer le mouvement de braquage du gouvernail 12.
Le gouvernail est ainsi actionné jusqu'au Notent où le signal d'asservissement égale les signaux de vitesse et de l'angle de déviation,, auquel moment le moteur se trouve désexcité et le gouvernail atteint un angle de braquage défini. Le braquage de gouvernail arrête le mouvement de déviation de l'avion et le force à revenir vers son cap prescrit;
à ce Boxent le signal proportionnel à la vitesse s'annule et commence à croître de nouveau dans le sens inverse pour s'opposer au signal de direction, lequel, lors du retour de l'avion vers son cap, diminue progressivement et s'ajoue au signal d'asservissement jusqu'au moment ou le gouvernail revient dans sa position neutre et le signal d'as- servissement s'annule;
Le fonctionnement des dispositifs de commande des deux . autres axes est sensiblement pareil à celui décrit ci-dessus; avec cette seule différence que., dans ces dispositifs., on n'utilise pas de signal proportionnel à la vitesse de dévia- tion.
Ainsi, les deux dispositifs de commande en question sont contrôlés à partir d'un horizon gyroscopique comportant un gy- roscope vertical 14 à trois degrés de liberté actionnant une barre d'horizon 130, montée pour se déplacer vers le haut et vers le bas par rapport à un écran 131 pour indiquer les mou- vements de tangage de l'avion, cet écran à son tour -étant monté pour pouvoir tourner par rapport à ladite barre d'ho rizon pour indiquer l'inclinaison latérale de l'avion. L'horizon artificiel comprend un rotor 132 à axe de rotation vertical entrainé électriquement et monté dans un bottier 1153 lequel est muni de tourillons 134 servant à son montage dans un anneau à Cardan 135,
de façonà pouvoir osciller autour du premier axe horizontale cet anneau à Cardan comportant à son tour des
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tourillons .6 servait au montage de cet anneau dans un support rigide de façon à pouvoir osciller autour d'un deuxième axe horizontal perpendiculaire au premier.
Le dispositif d'indi- cation de l'angle de pente latérale 15 comprend un dispositif transmetteur à induction 137 ayant un rotor 138 porté par le tourillon extérieur 136 et muni d'un enroulement 138 excité continuellement à partir de la source de courant alternatif
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de bord., ce rotor étant couplé induct.vzent avec un enroule- ment triphasé d'un stator 139 qui est connecté au moyen de conducteurs 140 à un enroulement triphasé du stator 141 d'un dispositif récepteur à induction 142, ayant un rotor muni d'un
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enroulement .4 couplé inducti vernent avec l' enroul ement dudit stator.,
en sorte que des changements que subissent les ten- sions induites dans les phases du stator 139 par suite du mouvement angulaire de l'enroulement de rotor 138 produisent des changements analogues dans les tensions' des enroulements
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du stator 141, grsce à quoi un signal est induit dans l'en.rou- lement du rotor du récepteur 142 proportionnellement à l'angle de pente latérale-
Le signal électrique induit dans l'enroulement de
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rotor .45 est transmis à 1 '#'Jnp11f1cateur 79 au moyen de con- ducteurs 144, d'où, après amplification, il est transmis par 1-'întermédi,
-îre de conducteurs 145 et à travers le dispositif de réglage et d'adaptation de servo-moteurs 81 à l'enroule- ment de phase 146 d'un moteur à induction biphasé 147 dont
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l' enroul ement de la deuxième phase 148 est continuellement excité à partir de la source de courant alternatif de bord-
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Le moteur 147 constitue une partie du système de servo-comnan- de des ailerons 17 et une liaison d'entra.1nenent mécanique est établie entre ce système et les surfaces des ailerons 19, au moyen d'un accouplement débrayable commandé par un solé-
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node et qui comprend deux organes d-laccouplement 149 et 150
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dont le dernier est porté par un arbre 151 muni d'un pignon 152 entraînant par l'intermédiaire d'un train d'engrenages réducteurs 154,
logé à l'intérieur du boîtier fixe 155 du servo-moteur, l'arbre de commande 153 des ailerons, tandis que l'organe opposé du dispositif d'accouplement 149 est porté par un arbre 156 muni d'un pignon 157 monté par canne- lure sur ledit arbre, lequel est disposé pour pouvoir être déplacé axialement par rapport audit pignon. Le pignon 157 est entraîné par le moteur 147 par l'intermédiaire d'un pignon intermédiaire 158 qui se trouve en prise a.vec le pignon 159 porté par l'arbre 160 du moteur à induction 147.
Les organes d'accouplement 149 et 150 sont maintenus normalement écartés l'un de l'autre par un ressort 161 qui vient porter contre le pignon 157 à une de ses extrémités et s'appuie contre la partie élargie de l'arbre 56 à son autre extrémité, pour solliciter ce dernier arbre vers la gauche.
Les moyens de commande pour déplacer axialement l'arbre 156 vers la droite, afin de mettre en prise les organes d'accou- plement 149 et 150 comprennent un solénoïde 163 misà la masse à l'une de ses extrémités par le conducteur 164 et relié à son autre extrémité par l'intermédiaire d'un conducteur 165 avec l'interrupteur 72 de débrayage de servo-moteurs. Dans ce but, le conducteur 165 pourrait être relié directement au conducteur 100 de la figure 1.
Lorsque l'interrupteur 72 se trouve dans la position de "marche", c'est à dire lorsque les contacts 71 se trouvent en prise, le solénoïde 163 est excité et déplace le noyau 162 vers la droite, ce qui fait que l'ar- bre 156 est déplacé vers la droite pour amener l'organe d'ac- couplement 169 en prise avec celui 150, établissant ainsi une connexion d'entraînement positif entre le moteur 147 et les surfaces des ailerons. ;
;
En entraînant le pignon 157, le moteur 147 communique
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un mouvement de rotation à un rotor 166 d'un dispositif d'as- servissement à induction 167 ayant un stator portant un enrou- lement 168 produisant sous l'excitation de la source de courant de bord un champ alternatif de direction fixe et un rotor 166 muni d'un enroulement monophasé et porté par un arbre 169 muni d'un pignon 170 relié au pignon 157 par l'intermédiaire d'un train d'engrenages réduvteurs 161.
Le déplacement de l'enrou- lement de rotor 166 par rapport à l'enroulement de stator 168, lors du mouvement du moteur 147, produit un signal électrique d'asservissement qui est transmis au moyen de conducteurs 172 et à travers le dispositif de réglage et d'adaptation de servo- moteurs 81, à l'amplificateur 79 pour y être superposé au signal de l'angle de pente latérale en vue de modifier le fonctionnement du moteur 147. Le signal d'asservissement s'oppose au signal de l'angle de pente latérale et, au moment @ le signal d'asservissement égale le signal de l'angle de pente latéralele moteur 147 se trouve désexcité.
Le dispositif indicateur de l'angle de pente longitu- dinale 16 comprend un dispositif transmetteur à induction 173 ayant un stator 174 muni d'un enroulement 174 à deux phases pourvu de trois prises,, cet enroulement étant excité à partir de la source du courant alternatif du bord, par l'intermédiaire de conducteurs 175. Un rotor 176 ayant la forme d'une palette magnétique est associé inductivement avec le stator, et est fixé sur le tourillon intérieur 134 de l'horizon gyroscopique pour se déplacer avec celui-ci par rapport à l'enroulement du stator 174 - t'enroulement 174 est connecté au moyen de con- ducteurs 177 à l'enroulement triphasé du stator 178 d'un dis- positif récepteur à induction 179 ayant également un enroule- ment de rotor 180 couplé inductivement avec celui du dit stator,
en sorte que tout changement dans les tensions induites dans les enroulements du stator 174 par suite du mouvement angu-
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laire ou rotor 176 crée un changement analogue dans les tensions du stator 178, grâce à quoi un signal est induit dans l'enroulement du rotor 180 proportionnellement à l'angle de l'inclinaison longitudinale de l'avion.
Le signal induit ainsi dans l'enroulement du rotor 180 est transmisau moyen de conducteurs 181 à l'amplificateur 79, et de là, à travers le dispositif de réglage et d'adapta- tion de servo-moteurs 81, au moyen de conducteurs de sortie 182, à une phase 183 d'un moteur à induction biphasée 184 dont la deuxième phase 185 est continuellement excitée à partir de la source de courant alternatif de bord-
Le moteur 184 constitue une partie du système servo- moteur de commande du gouvernail de profondeur 18 et une connexion mécanique d'entraînement est établie entre ce sys- tème et les surfaces de gouvernail de profondeur 20, au mo- yen d'un dispositif d'accouplement dêbrayable commandé par un solénoïde et qui comprend deux organes d'accouplement 186 et 187.
L'organe d'accouplenent 187 est porté par un arbre 188 pourvu d'un pignon 189 destiné à actionner l'arbre d'en- trainement 190 de commande du gouvernail de profondeur par l'intermédiaire d'un train d'engrenages réducteurs 191 logé à l'intérieur du bottier extérieur 192 du servo-moteur, tandis que l'organe d'accouplement 186 est porté par un arbre 193 muni d'un pignon 194 et qui est disposé de façon à pouvoir être déplacé axialement par rapport à ce pignon. Le pignon 194 est entraîné par le moteur 184, par l'intermédiaire d'un pignon auxiliaire 196, qui se trouve en prise avec un pignon 197 porté par l'arbre 198 du moteur 184.
Les organes d'accouplement 185 et 186 sont maintenus normalement écartés l'un de l'autre par un ressort 199 qui s'appuie à l'une de ses extrémités contre le pignon 194 et, à son autre extrémité, contre une partie élargie de l'arbre
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193, afin de solliciter ce dernier vers la gauche- Lextré- , mité de la partie élargie de l'arbre 193 est engagée par le noyau 200 du solénolde dont la bobine 201 est mise à la masse à l'une de ses extrémités par un conducteur 202,
et dont l'autre extrémité est reliée au moyen d'un conducteur 203 à l'interrupteur de débrayage de servo-moteurs 72. Cette con- nexion peut être réalisée en branchant le conducteur 203 sur le conducteur 100 de la figure 1. Lorsque l'interrupteur 72 se trouve dans la position de "marche", c'est à dire lorsque cescontacts 71 sont en prise, la bobine 201 est excitée et sollicite le noyau 200 vers la droite, provoquant le déplace- ment de l'arbre 193 vers la droite, ce qui provoque le dépla- cement de l'arbre 193 vers la droite pour mettre en prise l'organe d'accouplement 186 avec l'organe d'accouplement 187,
établissant une connexion d'entrainement positive entre le moteur 184 et les surfaces de gouvernail de profondeur-
Le moteur 184, en entrafnant le pignon 194, produit la rotation d'un enroulement de rotor 205 d'un dispositif d'asservissement à induction 206, ayant un stator portant un enroulement triphasé 207,le rotor de ce dispositif étant porté par un arbre 208 muni d'un pignon 209, qui se trouve en prise avec le pignon 194 par l'intermédiaire d'un réducteur à engrenages 210.
Le mouvement de l'enroulement de rotor 206 durant la marche du moteur 184 produit un signal électrique d'asservissement qui est transmis par les conducteurs 211 à l'amplificateur 79, à travers le dispositif de réglage et d'adaptation de servo-moteurs 81, pour être superposé dans ledit amplificateur au signal de l'angle de pente longitudi- nale afin de modifier le fonctionnement du moteur 184.
Le signal d'asservissement s'oppose au signal de pente longitudi- jale et, lorsqu'il devient égal à ce dernier., le moteur 184 n'est plus excité et s'arrête:
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Lorsque l'interrupteur de débrayage de servo-moteurs 72 se trouve dans la position 'arrêt", c'est à dire avec ses contacts écartés, bien que l'interrupteur d'alimentation géné- rale 74 soit fermé, la bobine 67 de l'embrayage magnétique dans l'indicateur principal 30 de la figure 1 n'est pas excitée en sorte que l'organe de débrayage 64 est dégagé de l'organe d'embrayage 65;
de même, les bobines de solénoïde 98, 163 et 201 des servo-moteurs de gouvernail de direction, des ailerons et du gouvernail de profondeur ont leurs circuitsd'excita- tion coupés, grâce à quoi les moteurs 83, 147 et 184 sont déconnectés de leurs surfaces de contrôle respectives, en sorte que la commande ultérieure du gouvernail de profondeur 12, des ailerons 19 et du gouvernail de profondeur 20 peut être effec- tuée manuellement de manière conventionnelle par l'intermédial- ré de câbles 220, 221 et 222 connectés aux arbres de commande 90, 153 et 190 des dites surfaces de gouverne- On notera que si l'interrupteur 72 est ouvert au moment où l'enroulement de rotor 75 du dispositif inductif de transmissiondistance 77 de la figure 1 est dévié de sa position de zéro électrique,
l'enroulement de rotor 75 resterait normalement dans cette position donnant lieu à la production d'un signal, étant donné que ce rotor est incapable de revenir tout seul dans sa posi- tion zéro. Il en résulte que si ensuite l'interrupteur 72 est fermé, pour coupler les arbres 32 et 66, cet état de non con- cordance de phase entre ces deux arbres peut provoquer des à- coups ou d'autres effets préjudiciables* -
D'âpres la présente invention, de nouveaux moyens sont prévus de façon à éliminer cette éventualité en maintenant le système en tous tempsdans les conditions de synchronisme par- fait.
Comme montré schématiquement sur la figure 1, les moyens prévus d'âpres l'invention comprennent deux leviers 225 et '227 qui sont articulés sur des axes fixes 226 et sont interconnec-
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tés par un organe élastique tel qu'un ressort 228 ancre sur les deux leviers,légèrement au-dessous de leurs axes de pivo- tement 226.
Un bras 229 est fixé sur l'arbre 66 et est pourvu à son extrémité d'un doigt 230 venant s'engager entre les deux leviers 225, 227,en sorte que lors de la rotation de l'arbre 66 dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre,par exemple, le doigt 230 déplace le levier 225 vers l'extérieur sous Inaction d'un couple applique sur l'arbre 66, le ressort 226 ramenant le bras et le doigt ainsi que l'arbre 66 dans la position neutre, dès la disparition du couple sur l'arbre 66, c'est à dire lorsque l'embrayage est dégagé, tandis que lors de la, rotation de l'arbre 66 dans le sens contraire au mou- vement des aiguilles d'une montre, le doigt 230 sollicite vers l'extérieur le bras 227, ce bras ramenant le doigt 230 et l'arbre 66 vers la position neutre,,
sous Inaction du res- sort 228 lorsque le couple d'entraînement appliqué à l'arbre 66 disparaît.
Avec le nouveau dispositif ci-dessus, l'enroulement de rotor 75 du dispositif à induction 77 est sollicité cons- tamment vers sa position de zéro électrique, et est maintenu dans cette position avant l'enclenchement du système de pilo- tage automatique. En d'autres termes,' quel que soit le changement imposé au cap de l'avion ou d'une façon générale à l'engin, une fois qu'il est amené sur un cap donné et le pilote automatique enclenché, l'enroulement de rotor 75 ne produira de signal qu'à partir du moment où l'avion subit une déviation par rapport à ce nouveau cap prescrit, c'est à dire le cap dans lequel il a étéplacé-
Si l'on se réfère maintenant aux figures 3 à 5, ces figures montrent une forme de réalisation de l'indicateur prin- c ipal 30,
figure 1, en même temps que ses divers éléments, de
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même que le nouveau mécanisme de centrage décrit ci-dessus, Comme on le voit plus clairement sur la figure 3, l'indica- teur principal comporte un bottier approprié 300 logé dans une enveloppe extérieure amovible 301, ce boîtier portant, fixé à son extrémitéouverte., au moyen de vis 302;
un couver- cle ou un organe biseauté 303 servant de support à un cou- vercle en verre 304 destiné à fermer d'une façon étanche l'extrémitéouverte du boitier-
A l'intérieur du boitier 300 est disposée une car- casse 305 d'un dispositif de couplage inductif correspondant au dispositif 20 de la figure 1, et comprenant un stator muni d'enroulements 306 et un rotor bobiné 307 .qui est porté par un arbre 308 tourillonné comme il est indiqué sur les dessins dans des paliers appropriés. Une roue dentée 309 est fixée sur l'extrémité avant de l'arbre 308 pour engrener avec une roue dentée 310 solidaire d'un manchon 311 portant une vis sans fin 312 pouvant tourner par rapport à ce manchon et s'engageant avec une denture hélicoïdale'313 portée par un ,arbre central 314 disposé avec le manchon 311.
Ce dernier arbre traverse librement le manchon 311 et porte à son extr,é- mitéavant un disque indicateur 315 muni d'une échelle coopé- rant avec un repère fixe 316 prévu sur une partie du boitier 300; à son extrémité opposée, l'arbre 314 porte un pignon 317 qui se trouve en prise avec une roue dentée 318 montée sur un arbre 319 servant de support à un rotor à aimant permanent 320 coopérant inductivement avec un stator muni d'un enroule- ment 312 d'un transmetteur électro-magnétique.
La vis sans fin 312 porte un organe suiveur 322 des- tiné à s'engager avec un organe annulaire de compensation 323 pourvu d'une série de vis de réglage 324, tandis qu'une échel- le 325 est fixée sur le manchon 311 du pignon '310 pour coopé- rer avec un repère fixe 326. L'échelle 325 visible plus
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plus clairement sur la figure 5, donne l'indication de cap non-compensé, tandisque l'échelle principale sur le cadran 315 permet de lire le cap compensé.
Une roue dentée 327 est aménagée à l'extrémité oppo- sée de l'arbre de rotor 306 et est entraînée par l'intermédi- aire d'un train d'engrenages réducteurs 326 par un moteur d'induction 329 qui comprend un stator muni d'un enroulement biphasé 230 logé dans un boîtier 331 et un rotor 332 entra!- nant le dispositif réducteur 328.
La même extrémité de l'arbre 308 porte, fixé sur lui de façon rigide, un organe d'accouple- ment 333 fait en salière magnétique et faisant partie d'un embrayage magnétique 334 dont l'autre organe 335, fait égale- ment en matière magnétique, est fixé sur un arbre 336 au moyen d'un organe élastique 337 qui permet un déplacement axial de l'organe d'accouplement 335 par rapport à son arbre de supnort.
Les organes d'accouplement 333 et 335 sont entourés d'une bobine 338 qui force ces organes en prise l'un avec l'autre lorsqu'elle est excitée, contre l'action d'un organe élastique tel qu'un ressort 337,pour établir une connexion d'entraîne- ment positive entre l'arbre 308 et l'arbre 336. Lorsque l'excitation de la bobine 338 est coupée., l'organe 337 ramène - l'organe d'accouplement 335 dans sa position normale dégagée-
Un bâti 339, disposé de façon appropriée à l'intérieur du boîtier général 300, supporte un stator 340 muni d'un enrou- lement triphasé d'un dispositif de transmission de mouvement angulaire à induction 341, comportant un rotor 342 muni d'un enroulement et porté par l'arbre 336.
Ce dernier arbre porte fixé à son extrémité libre, au moyen de vis 343, un bras 344 muni d'un doigt 345 s'étendant parallèlement à l'arbre 336 comme on le voit mieux sur les figures 3 et 4. Sur une plaque de support immobile 346 fixée au boîtier 339 est prévu un axe
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347 qui s'étend également à partir de cette plaque parallè- lement à l'arbre 336 et se trouve au-dessous du doigt 345.
Sur la partie supérieure de la plaque 346 sont montés, de façon pivotante, au moyen de vis 348, 349, deux bras 350 et 351 qui sont interconnectés par l'intermédiaire d'un ressort 352 ancré sur les deux bras, légèrement au-dessous de leur point de pivotement autour des vis348 et 349; ce ressort sollicitant normalement les extrémités libres de ces bras à venir engager l'axe 347 et le doigt de centrage 345. La plaque 346 porte également deux butées 353, 354 faisant sail- lie dans le sens parallèle à l'axe 347 et qui définissent les butées d'extrémitéet limitent le mouvement vers l'exté- rieur de chacun des bras 350 et 350.
Ainsi, l'embrayage magnétique 334 étant excité,tout mouvement du rotor 307 du dispositif de couplage inductif sous l'action du moteur à induction 329 est transmis au rotor 342 et à l'arbre 336 portant ce rotor. Le mouvement de ce dernier arbre force le doigt 345 à déplacer l'un des bras 350 ou 351 vers l'extérieur contre l'action du ressort 352. Lorsque l'excitation de l'embrayage magnétique 334 est supprimée, le ressort 352 sollicite le bras dévié vers sa position normale et déplace ainsi le doigt 345 et l'arbre 336 dans le sens inverse,grâce à quoi le rotor 342 est ra- mené dans sa position neutre ou de zéro électrique. Ainsi, le rotor du dispositif de transmission à induction se trouve dans la position neutre au moment de l'enclenchement du pilote automatique.
Grâce à l'utilisation du nouveau disposi@@ de centrage et à la nouvelle disposition de dispositifs in- ductifs de production de signaux d'asservissement 103, 167,
206, restant continuellement en liaison a.vec leurs moteurs respectifs d'entrainement 83, 147 et 184, on obtient un
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système dans lequel un synchronisme parfait est toujours maintenu entre les divers dispositifs de production de signaux de commande et les dispositifs servo-moteurs corres- pondant s-
En considérant tout d'abord les axes d'inclinaison latérale et longitudinale, on supposera que l'interrupteur de débrayage de servo-moteur 72 est ouvert (1, 'interrupteur d'alimentation générale 74 étant normalement fermé) en sorte que les solénoldes 162,
163 et 200-201 ne sont pas excités et les accouplements149-150 et 186-187 soient déconnectés, laissant les usrfaces des ailerons 19 et du gouvernail de profondeur 20 sous le contrôle des commandes manuelles effectuées au moyen des câbles 221-222. Ainsiles deux surfaces de contrôle peuvent être actionnées indépendamment de leurs servo-moteurs respectifs et des dispositifs d'asser vissement correspondants. Si l'on suppose, d'autre part,que l'une ou l'autre, ou les deux surfaces de contrôle 19 et 20 sont actionnées manuellement pour modifier l'attitude de l'avion, ce changement est détecté immédiatement par 2'un ou l'autre, ou par les deux dispositifs transmetteurs de signaux d'angle de pente longitudinale et/ou latérale 15 et 16, les- quelssignaux produisent l'excitation et le contrôle des moteurs à induction 147 et 184.
Le fonctionnement des moteur: 147 et 184, bien qu'il soient déconnectés de leurs surfaces de commande respectives, détermine le déplacement des enrou- lements de rotor 166 et 205 des dispositifs d'asservissement inductif 167 et 206, de sorte que des signaux sont produits dans chacun des enroulements des rotors, qui sont superposés aux signaux de pentes longitudinale et latérale appliqués aux moteurs 147 et 184, jusqu'à ce que les signaux d'asservisse- ment deviennent égaux et équilibrent les signaux de pentes
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longitudinale et latérale, auquel moment les moteurs 147 et 184 se trouvent désexcités.
Les deux enroulements de rotor 166 et 205 étant déviés de leur position neutre sont le siège de signaux qui agissent pour inverser la marche des moteurs d'entraînement jusqu'au moment où les deux enroulementsdu rotor reviennent dans leurs positions neutres respectives.
Il résulte de ce qui précède 'que les servo-moteurs 147 et 184 des ailerons et du gouvernail de profondeur suivent tout le temps les mouvements de l'avion déterminés par les trans- metteurs de signaux de pentes longitudinale et latérale 15 et 16 de l'horizon artificiel 14. Lors de la mise en prise des accouplements 149- 150 et 186 - 187 les moteurs 147 et 184 sont connectés à leurs surfaces de commande respectives et, puisque avant l'engagement de ces accouplements le moteur suivait les mouvements de l'avion en fonction des signaux produits par les dispositifs générateurs 15 et 16, il est clair qu'ils se trouveront en concordance avec les positions respectives des surfaces de commande, quelle que soit l'atti- tude de l'avion au moment de l'enclenchement du dispositif de pilotage automatique.
En ce qui concerne maintenant la commande directionnel- le de l'avion, l'enroulement du rotor 75 du dispositif de transmission'inductif 77 est ramené dans sa position neutre par l'action du mécanisme de centrage 225-230 (figure 1) ou 344-352 (figure 3), immédiatement après l'ouverture de l'in- terrupteur de débrayage de servo-moteur 72 qui., non seulement produit la déconnexion simultanée des accouplements de servo- moteurs 149-150 et 186-187, mais également celle de l'embra- yage magnétique 85-92.
Ainsi, le gouvernail de direction 12 peut être commandé manuellement par 1'intermédiaire de câbles 220 reliés à l'arbre de commande de gouvernail 153 et cela, indépendamment du servo-moteur de gouvernail 83 et de son
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dispositif d'asservissement 103, de la même manière que les ailerons 19 et le gouvernail de profondeur 20 peuvent être actionnés indépendamment de leurs servo-moteurs respectifs .
Bien que le dispositif transmetteur de signal directionnel se trouve déconnecté du servo-moteur de gouvernail de direction 83, ce dernier suit continuellement les évolutions de l'avion, puisque, durant tout changement de cap,l'avion acquiert une certaine vitesse angulaire qui est traduite par le gyroscope indicateur de virage 13 en un signal électrique proportionnel à la vitesse du virage.
Le signal proportionnel à la vitesse du virage ainsi produit excite le servo-moteur 83 qui, lorsqu'il est mis en marche, entraîne l'enroulement du rotor 102 du dispositif inductif d'asservissement 103 et le dévie de sa position -zéro, grâce à quoi un signal d'asservissement est produit dans les enroulements de ce dispositif et est superposé au signal de vitesse pour contrôler la marche du moteur 83. Dès que l'enr@ lement du rotor 102 a été entrainé suffisamment loin pour que le signal induit dans cet enroulement soit égal et opposé au signal de -vitesse., l'excitation du moteur 83 est coupé.
Etant donné qu'en ce moment, l'avion atteint un nouveau cap prescrit et le signal de vitesse tombe à. zéro, le signal d'asservissement inverse le sens de marche du moteur 83 et excite ce moteur jusqu'au moment où l'enroulement du rotor 102 revient dans sa position neutre., pour laquelle le signal d'asservissement s'annule, et le moteur 83 se trouve désexcité L'embrayage magnétique 85-92 étant déconnectée de même que le dispositif de production du signal directionnel est déconnec- té du moteur 83, ce dernier est toujours ramené dans sa position zéro, suivant les changements du cap imposé à l'avion par les commandes manuelles et se trouve ainsi à chaque ins-
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tant en concordance avec la position instantanée du gouvernail de direction 12.
Le nouveau dispositif de pilotage automatique suivant l'invention est ainsi prêt à tout moment à reprendre la commande de l'avion et à le maintenir sur le cap et dans la position d' assiette dans laquelle il a été placé sous l'action des comman- des manuelles avant l'enclenchement du dispositif de -oilotage automatique, c'est à dire avant la mise sous tension des accou- plements 85-92, 149-150 et 186-187 et de l'embrayage magnétique 64-65. L'interrupteur d'alimentation générale 74 se trouvent dans sa position normale de fermeture, il suffit simplement de placer l'interrupteur de débrayage de servo-moteur 72 dans sa position de fermeture pour produire l'excitation et l'enclenche- ment de l'embrayage 64-65 de l'indicateur principal, et les accouplements de servo-moteurs 85-92, 149-150 et 186-187.
A partir de cet instant, toute déviation de l'avion par rapport à son cap produit un déplacement correspondant du rotor 75 du dispositif inductif de transmission, donnant lieu à un signal se combinant avec le signal produit par l'indicateur gyroscopi- que du virage 13 pour exciter le serve-moteur de gouvernail 83 afin de déterminer un braquage du gouvernail correspondant à la combinaison de ces deux signaux. Les surfaces des ailerons .et du gouvernail de profondeur 19 et 20 sont commandées de manière tout à fait identique à partir du dispositif générateur des si- gnaux de pente longitudinale et latérale 15 et 16, lorsque l'avion dévie de sa position d'assiette dans laquelle il était placé sous l'action des commandes manuelles avant l'enclenche- ment du dispositif de pilotage automatique.
Bien qu'une seule forme de réalisation de 1--*Invention ait été décrite et représentée en détail, il est entendu que l'invention n'y est pas limitée et peut être reproduite sous d'autres formes et appliquée d'une manière différente.
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Diverses modifications peuvent également être apportées à la réalisation et la disposition des parties de l'ensemble,. sans sortir pour cela du domaine de l'invention ni s'écarter de son esprit, comme il sera évident à tout homme de l'art.