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EMI1.1
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"Dispositif perfectionné de contrôle d'altitude*
La présente invention a trait d'une façon générale à des systèmes de pilotage automatique pour engins dirigeables tels que des aéronefs par exemple et plus particulièrement à un dis- positif de contrôle d'altitude de tels engins, grâce auquel, lorsq'un engin atteint une altitude donnée, il peut être main- tenu à cette altitude donnée, il peut être maintenu à cette altitude automatiquement.
On connait déjà des sytèmes de pilotage automatique susceptibles de maintenir un aéronef en position de vol hori- zontale, mais ces systèmes ne permettent pas de le maintenir à une altitude voulue puisque l'altitude de vol d'un aéronef est sujette aux changements sous l'action des courants d'air ascendants et descendants, sans qu'aucun mouvement relatif soit produit entre l'axe longitudinal de l'aéronef et le plan de la position de vol horizontale, mouvement qui est nécessaire dans les systèmes conventionnels de pilotage automatique pour pro- duire un signal de commande du gouvernail de profondeuro
En effet dans de tels systèmes de pilotage automatique,
la commande des surfaces de gouverne de profondeur est dérivée
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généralement d'un dispositif de prise de signal de pente lon- gitudinale d'un horizon gyroscopique ne produisant de signal de cormande qu'en fonction de l'inclinaison de l'aéronef par ra,pport à la position de vol désirée. Il en résulte qu'une telle commande est susceptible de maintenir l'aéronef dans une position de vol horizontale, mais ne permet pas à l'aéronef de conserver l'altitude désirée, puisque les courants d'air ascen- dant et descendant peuvent provoquer des changements de l'alti- tude de vol sans produire d'inclin@ is on de l'aéronef autour de son axe de tangage en sorte qu'aucun signal n'est appliqué dans ce cas au servo-moteur de commande du gouvernail de profondeur.
Dans le but d'éliminer l'inconvénient précédent et de per- mettre de maintenir un engin aérien dirigeable dans un vol ho- rizont'al et à une altitude désirée, divers dispositifs ont été déjà proposés. Ces dispositifs étaient sensibles aux changements de la, pression atmosphérique et produisaient une action de commande supplémentaire à celle produite par un horison gyrosco- pique pour actionner le gouvernail de profondeur de façon maintenir constante à une valeur désirée, l'altitude de vol d'un aéronef.
Ces dispositifs et leur installation étaient généralement compliqués du fait notamment de l'utilisation d'un organe sensible à la pression agissant sur d'autres organes sensibles à le. pression pour imprimer une action de commande au gouvernail de profondeur.
L'invention a pour objet un nouveau dispositif de contro'le d'altitude de construction simple et de fonctionnement précis permettant de maintenir le vol d'un engin aérien tel qu'un avion par exemple, à une altitude désirée indépendamment des courants ascendants et descendants de l'air extérieur, des changements ou déplacements de la. charge de l'avion, etc...
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Un autre objet de l'invention réside en un nouveau système de pilotage automatique pour engins aériens dirigeables grâce auquel un tel engin peut être maintenu automatiquement dans une position horizontale voulue et à une altitude désirée.
Un autre objet encore de l'invention réside en un nouveau dispositif électrique de contrôle d'altitude pour engins aériens dirigeables, grâce auquel l'engin peut être maintenu automati- quement à une altitude de vol voulue.
L'invention a également pour objet un nouveau dispositif de commande supplémentaire pour un système de pilotage.automa- tique pour engins dirigeables grâce auquel la commande effec- tuée par le dispositif de contrôle d'altitude de l'engin est complétée de façon à produire également un contrôle de l'alti- tude de vol de l'engin.
L'invention vise plus patticulièrement un nouveau dispo- sitif de contrôle ou de commande d'altitude d'un mobile aérien dirigeable comportant l'utilisation d'un dispositif sensible à la pression soumis normalement sur ses deux faces à la pression statique variable et susceptible d'avoir une de ses faces isolée de cette pression au moment voulu, en sorte que ce dispositif, à partir de cet instant, réagisse dans un ou dans l'autre sens en fonction du sens et de la grandeur des changements d'altitude de l'engin pour exercer une action de commande supplémentaire sur le gouvernail de profondeur afin de maintenir l'engin à une altitude désirée.
Un autre objet encore de l'invention consiste en un nou- veau dispositif de contröle d'altitude comportant l'utilisa- tion d'un organe élastique expansible sensible à la pression dont les deux faces restent normalement soumises à la pression statique variable avec l'altitude et dont une des faces est susceptible d'être isolée de cette pression, en sorte que cet
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élément, à partir de cet instant, se dilate et se contracte suivant les changements de la pression avec l'altitude pour exercer sur le gouvernail de profondeur une action de commande afin de maintenir l'engin , une altitude désirée.
L'invention a. encore pour objet un dispositif de commande tel que défini ci-dessus et qui est conçu de telle sorte qu'au- cune charge appréciable n'est appliquée à l'élément sensible à la, pression, en sorte que ce dernier est susceptible de réagir sur les plus petits changements de la pression,
L'invention a également pour objet un dispositif de con- trôle d'altitude tel que défini ci-dessus agencé pour produire un signal électrique complémentaire à un signal d'angle de pente longitudinale produit par un horizon gyroscopique et/ou un signal d'asservissement fonction du mouvement du gouvernail de profondeur.
L'invention a également pour objet un nouvea.u dispositif automatique de contrôle d'altitude comprenant un élément éla,s- tique mobile sensible à la pression relié à un dispositif élec- trique normalement centré et mobile linéairement en sorte que les mouvements de l'élément sensible dûs aux changements d'alti- tude provoquent un déplacement du dispositif électrique dans un ou dans l'autre sens suivant le sens des changements de l'alti- tude ,pour produire un signal supplémentaire de contrôle du gouvernail de profondeur.
Par ailleurs, l'invention fournit un nouveau dispositif de contrôle d'altitude pour engins de navi- gation aérienne comportant des moyens automatiques de sécurité prévus pour mettre les deux côtés de l'élément sensible à la, pression en communication avec la pression statique variable et protéger ainsi cet élément contre les possibilités d'une dila- ta.tion ou d'une contraction excessive au ca.s où le pilote fait piquer ou monter l'engin sans déconnecter le dispositif de con-
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trôle d'altitude.
L'invention fournit également un dispositif de commande automatique de l'altitude de vol d'un aéronef ou similaire comprenant un dispositif sensibleaux variations de la pression atmosphérique, agencé pour produire un signal électrique de commande du gouvernail de profondeur en fonction des dites va- riations, ce signal électrique venant se combiner avec un signal électrique produit par un appareil de réference de position de l'engin autour de 'son axe de tangage et notamment un gyroverti- cal et/ou un signal électrique d'asservissement fonction du mouvement du gouvernail de profondeur, avant d'être appliqué au servo-moteur de commande également électrique actionnant le gouvernail de profondeur.
L'invention présente enfin un sterne du genre défini ci- dessus et dans lequel les signaux électriques produits par les divers dispositifs de contrôle du système sont constitués par des tensions électriques alternatives de même fréquence, mais de phase et d'amplitude variables et sont mélangées pour être am- plifiées simultanément à l'entrée d'un amplificateur thermioni- que ou à tube à vide, dont la sortie alimente le servo-moteur de commande du gouvernail de profondeur, ce servo-moteur étant constitué de préférence par un moteur à induction biphasé ayant une phase excitée par une source de courant de.même fréquence que celle du signal résultant sortant de l'amplificateur.
Les objets et caractéristiques ci-dessus de l'invention ainsi que d'autres encore apparaftront clairement de la descrip- tion qui suit et des dessins y annexés étant entendu que ces dessins ne sont donnés qu'à titre d'exemple nullement limitatif.
Sur ces dessins, où les mêmes références désignent les
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marnes parties sur les diverses figures : La. figure 1 est une représentation schématique du dis- positif de contrôle conventionnel d'altitude d'un aéronef faisant partie d'un système de pilotage automatique et qui comporte l'utilisation d'un nouveau dispositif de contrôle d'altitude suivant l'invention;
La figure 2 est une représentation schématique du même système de commande du gouvernail de profondeur que sur la figure 1 ma.is comportant l'utilisation d'une forme modifiée du dispositif de contrôle d'altitude suivant l'invention;
La figure 3 est une vue en élévation et coupe d'une forme de réalisation pratique du nouveau dispositif de contrôle d'altitude suivant la figure 2.
La figure 4 est une vue en élévation de l'arrière du dispositif de contrôle suivant la. figure 3, avec le couvercle frontal enlevé et,
La, figure 5 est une vue en éléva.tion de l'arrière du dispositif de contrôle suivant la figure 3.
Le système de contrôle d'assiette d'un aéronef utilisé peut être du type similaire à celui faisant pattie d'un systè- me de pilotage automatique décrit dans la demande de brevet antérieure de la demanderesse N 371.945 déposée le 24 Décembre 1947. Ce système comprend un horizon artificiel ou gyroscope à axe de référence vertical 10 pourvu d'une prise ou d'un dis- positif électrique Il de production de signal de pene longi- tudinale connecté à.
l'entrée d'un amplificateur à tube à vide conventionnel 12, dont la sortie alimente un moteur à induction biphasé 13 actionnant le gouvernail de profondeur 14 par l'in- termédiaire d'un mécanisme à engrenages de réduction de vitesse contenu dans un boîtier 15. Le moteur 13 actionne par ailleurs
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un dispositif électrique 16 de production d'un signal d'asser- vissement qui est renvoyé à l'entrée de l'amplification 12 où il est superposé au signal de commande de profondeur produit par le gyroscope d'horizon 10.
, Le gyroscope d'horizon 10 comprend un rotor 17 monté dans un boitier de rotor 18 à l'intérieur duquel il tourne autour d'un axe normalement vertical 19, tout mécanisme d'érection voulu étant prévu sur le rotor pour maintenir l'axe de celui-ci sensiblement vertical. Le boitier de rotor 18 est monté pivotant autour d'un premier axe horizontal à l'intérieur d'un anneau à cardan 20 au moyen de tourillons intérieurs 21, cet anneau à cardan étant à son tour monté de façon à pouvoir osciller autour d'un deuxième axe horizontal perpendiculaire au premier et défini par des tourillons exté- rieurs 22 du dit anneau pivotés dans un support prévu sur l'engin il piloter.
L'axe de suspension du gyroscope défini par des tourillons extérieurs 22 constitue l'axe de roulis de l'engin tandis que l'axe transversal défini par les tou- rillons intérieurs 21 constitue son axe de tangage.
La prise de signal de pente longitudinale 11 est cons- tituée par un transmetteur électrique à induction comprenant un stator muni d'un enroulement triphasé 23 connecté au moyen de conducteurs 24 à un enroulement triphasé similaire de sta- tor 25 d'un dispositif répétiteur du signal de pente longitu- dinale 26 placé à distance. Le stator 23 est couplé inductive- ment avec un rotor muni d'un enroulement 27 porté par l'un des tourillons intérieurs 21 de la suspension de l'horizon gyroscopique 18 et excité à partir d'une source appropriée de courant alternatif non représentée. De façon similaire le sta- tor 25 du dispositif répétiteur 26 est couplé inductivement avec un rotor muni d'un enroulement 28 dont une extrémité
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est reliée par un conducteur 29 à l'entrée de l'amplifica- teur 12.
Dans les conditions normales , les deux rotors 27 et 28 occupent des positions correspondantes synchrones, avec le rotor 28 se trouvant dans sa position de zéro électrique c'est-à-dire la position dans laquelle son axe électrique est normal au champ magnétique résultant du stator 25, en sorte qu'aucun signal n'apparaît aux bornes de l'enroulement de rotor 28, bien qu'un courant traverse le rotor 27. Cepen- da.nt, dès qu'un déplacement relatif se produit entre l'horizon gyroscopique et l'axe longitudinal de l'engin, un mouvement rela.tif a lieu également entre -le stator 23 et son rotor 27 en sorte que des tensions variables se trouvent induites dans les phases de l'enroulement de stator 23 qui sont communi- quées aux phases de l'enroulement de stator 25.
Le champ magnétique résultant au sta.tor 25 est ainsi déplacé angulai- rement en sorte que le rotor 28 n'est plus perpendiculaire à la nouvelle direction prise par le champ magnétique résul- tant, ce qui fait qu'un signal est induit dans ce rotor 28 proportionnellement à l'angle de déplacement du dit champ.
Ce signal est transmis à l'entrée de l'amplificateur 12 et après amplification produit l'excitation de la phase variable 30 du servo-moteur 13, la, deuxième phase 31 de ce moteur étant continuellement excitée à partir d'une source appropriée de courant alternatif, non représentée.
Le moteur 30 entraîne la surface du gouvernail de pro- fondeur 14 par l'intermédiaire d'un accouplement débrayable comprenant deux organes d'accouplement 32 et 33 dont le pre- mier est relié par l'intermédiaire d'un mécanisme de réduc- tion de vitesse 15 avec la surface du gouvernail de profon- deur et le dernier est fixé à l'extrémité d'un arbre34
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passant à l'intérieur du moyeu d'une roue dentée 35, ce moyeu étant rendu solidaire en rotation du dit arbre, mais permet le coulissement axial de cet arbre pour assurer l'en- gagement ou le débrayage du dispositif d'accouplement.
L'ar- bre 34 est muni à son extrémité opposée d'un prolongement de plus grand diamètre formant un épaulement contre lequel vient s'appuyer un ressort hélicordal 36 dont l'extrémité opposée agit sur la roue dentée 35. Normalement le ressort
36 sollicite l'organe d'accouplement 33 dans le sens de sup- pression de l'engagement avec l'organe d'accouplement 32.
Pour mettre en prise le dispositif d'accouplement et établir ainsi une connexion d'entraînement positive entre le moteur 13 et la surface de gouverne 14, on utilise un solénoïde 37 coopérant avec un noyau plongeur 38 venant buter contre l'extrémité libre de l'arbre 34. Le solénoïde 37 est connecté par l'intermédiaire d'un interrupteur 39 avec une batterie 40 au moyen de conducteurs 41 en sorte que la fermeture du dit interrupteur provoque l'excitation du solénoïde et le déplacement du noyau plongeur assurant l'en- gagement du dispositif d'accouplement.
Le moteur 13 en entraînant l'organe d'accouplement 33 par l'intermédiaire du système d'engrenages 42 en prise avec la roue dentée 35, entraîne également par l'intermédiaire d'un dispositif démultiplicateur à engrenages 43, un arbre
44 portant un rotor muni d'un enroulement 45 qui est couplé inductivement avec un stator muni d'un enroulement triphasé
46, ces rotor et stator constituant le dispositif électrique de production de signal d'asservissement.
L'enroulement de stator 46 est excité à partir d'une source appropriée de cou- rant alternatif, non représentée, de façon à produire au sta- tor un champ magnétique de directioh fixe tandis que le rotor
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reste normalement dans sa position de zéro électrique par rapport à ce champ, c'est-à-dire la position dans laquelle l'axe électrique du dit rotor est normale au dit champ du stator.
Le déplacement du rotor 45 à partir de sa, position de zéro électrique fait naître dans son enroulement un signal dit d'asservissement proportionnel à l'angle de mouvement de la surface de gouverne qui est transmis à. l'amplificateur 12 pour y être superposé au signal de pente longitudinale. A cet est connecté à l'extrémité li.bre de l'enroulement de rotor 28 effet, une extrémité de l'enroulement de rotor 45, par l'inter- médiaire d'un conducteur 47.
Lorsque l'engin s'incline longitudinalement, un signal proportionnel au déplacement angulaire de l'axe longitudinal de l'engin par rapport à la position correspondant au vol ho- rizontal, est induit dans le rotor 28 pour exciter le moteur 13 lequel, en supposant que l'interrupteur de débrayage 39 est fermé, provoque le braquage de la surface du gouvernail de profondeur 14 pour déterminer le retour de l'engin dans sa posi- tion primitive. Dès que le moteur 13 commence à tourner l'en- roulement de rotor 45 du dispositif 16 suit ce mouvement grâce à quoi un signal d'asservissement ou de rappel est induit dans ce rotor pour être superposé au signal de l'angle d'inclinaison longitudinale induit dans le rotor 28.
Ainsi qu'il est expliqué plus en détail dans la, demande antérieure de la demanderesse mentionnée précédemment, le signal d'asservissement croît pro- gressivement a,vec le braquage du gouvernail 14 jusqu'au moment où il équilibre le signal de pente longitudinale, auquel moment le moteur 13 cesse d'être excité et le gouvernail se trouve braqué d'un angle prédéterminé proportionnel à l'angle de pente longitudinale.
Lorsque l'engin revient vers sa position de vol horizontal, lesignal de pente longitudinale induit au rotor 28, diminue et le signal d'asservissement qui est alors prédominant
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assure la rotation du moteur 13 dans le sens inverse jusqu'au moment où la surface du gouvernail revient de nouveau dans sa position neutre. L'enroulement de rotor 45 se trouve alors ramené danssa position de zéro électrique et le signal d'asser- vissement tombe à zéro. Par ailleurs, la condition d'équilibre entre le rotor 27 et le stator 23 du transmetteur de signal de pente longitudinale 11 se trouve également rétablie et le signal induit dans le rotor 28 tombe également à zéro.
Bien que leystème décrit ci-dessus permette de maintenir l'engin dans la position correspondant au vol horizontal, ce système est incapable de maintenir le vol horizontal de l'engin à une altitude désirée étant donné que comme il est bien connu l'altitude de vol d'un engin peut subir des changements sans que l'engin s'incline autour de son axe de tangage ou autrement dit sans qu'un mouvement relatif se produise entre l'horizon gyroscopique et le dispositif de prise de signal de pente longitudinale correspondant.
Pour obvier à cet inconvénient, et réaliser un système de commande automatique permettant de maintenir un engin de faon automatique à une altitude donnée, l'invention fournit un nouveau dispositif qui sera maintenant décrit.
Le nouveau dispositif de contrôle d'altitude suivant l'invention dans la forme représentée sur la figure 1, com- prend un tube 50 en forme de U ayant deux branches verticales espacées 51 et 52 réuniés à leur base. Le tube est rempli de mercure 53 et chacune des branches comporte à sa partie supé- rieure un orifice 54 et 55 grâce auxquels l'espace au-dessus du niveau de mercure dans chacune des branches est normalement en communication avec la pression atmosphérique. L'orifice 55 peut être pourvu d'un robinet d'arrêt 56 qui est normalement ouvert pour permettre la communication de l'espace se trouvant
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au-dessus de la colonne de mercure dans la branche 52 avec l'atmosphère.
L'orifice 54, d'autre part, est normalement ou- vert mais il est agencé pour être fermé dans des conditions qui seront décrites ci-dessous. Les moyens utilisés pour fermer l'orifice 54 comprennent un organe d'obturation 57 porté par un noya.u plongeur 58 d'un solénoïde 59, ce plongeur étant main- tenu normalementpar le ressort 60 dans la position correspon- dant à l'ouverture de l'orifice 54.
La bobine de solénoïde 59 est reliée par des conducteurs 61 et un interrupteur 62 aux bornes d'une batterie 63. La fermeture de l'interrupteur 62 provoque l'excitation du solénoïde 59 et force le plongeur $8 vers l'orifice 54 contre l'action d'un ressort 60 pour amener l'organe d'obturation 57 dans l'orifice 54 et assurer ainsi l'interruption de la communication entre l'espace au-dessus de la colonne de mercure dans la branche 51 et l'atmosphère..
Le dispositif décrit ci-dessus est associé avec un cir- cuit en pont de Wheatstone comprenant quatre branches d'égale résistance 64, 65, 66 et 67 dont les deux branches adjacentes 64 et 67 sont plongées respectivement dans les colonnes de mercure 51 et 52 et leur point de jonction à. la base du tube 50 est mis à la masse par un conducteur 68.Le point dejonc- tion opposé du pont, c'est-à-dire celui défini par lepoint de jonction des branches 65 et 66 est connecté au moyen d'un conducteur 69, en série avec l'enroulement de rotor 45 du dispositif générateur de signal d'asservissement 16.
L'enrou- lement de rotor 28 du dispositif répétiteur de signal de pente longitudinale 26 et l'entrée de l'amplificateur 12. La diago- nale restante du pont de Wheatstone est connectée au moyen de conducteurs 70 et 71 avec un enroulement secondaire 72 d'un transfommateur dont l'enroulement primaire 73 est connecté aux bornes d'une source appropriée de courant alternatif.
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Dans les conditions normales, les espaces au-dessus des deux colonnes de mercure étant en communication avec l'at- mosphère, les niveaux de mercure dans des deux colonnes sont les mêmes. Il en résulte que les valeurs de résistance des deux branches 64 et b7 du pont de 'Wheatstone sont égales en sorte que le pont est en équilibre électrique. Bien que les branches 64 et 67 soient représentées sur les dessins sous forme de ré- sistance, il est entendu qu'elles peuvent être constituées par un conducteur à prise centrale ayant une résistance de valeur élevée.
Dès que les niveaux de mereure changent, par exemple le niveau de la colonne 51 monte et celui de la colonne 52 s'abaisse, la résistance de la branche 67 diminue et celle de la branche 64 augmente le circuit en pont se trouve déséquili- bré et un courant de phase déterminé passe.dans le conducteur 69 vers l'amplificateur 12. Par contre, si c'est le niveau de la colonne 52 qui monte et celui de la colonne 51 qui s'abaisse la résistance de la branche 64 diminue et celle de la branche 67 augmente, ce qui provoque le déséquilibre du circuit en pont déterminant le passage d'un courant de phase opposée dans le conducteur 69.
En pratique, l'engin est conduit à une altitude désirée avec les deux colonnes 51 et 52 du dispositif de contrôle d'al- titude se trouvant en communication avec la pression atmosphéri- que, en sorte que le circuit en pont reste en équilibre., Les gouvernes appropriées sont alors actionnées pour amener l'engin en position de vol horizontal et si on désire alors ¯nain l'engin à cettè altitude, l'interrupteur 62 doit être fermé tehir le vol de pour provoquer l'excitation du solénoide 59 actionnant le plon- geur 58 qui assure alors la fermeture de,l'orifice 54 de la branche 51, en sorte que l'espace se trouvant au-dessu s du ni- veau de mercure dans cette branche du tube reste isolée de l'atmosphère à partir de cet instant.
Etant donné que la
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colonne de mercure dans la branche 52 reste soumise à l'action de la pression atmosphèrique, tout changement de l'altitude de vol ne provoquant pas de changement de position de l'axe longitudinal de l'engin par rapport au plan de vol horizontal, détermine un déséquilibre du circuit en pont pour produire un signal de commnde appliqué au gouvernail de profondeur pour ramener l'engin à, l'altitude de vol prescrite. Ainsi, par exem ple, si l'engin rencontre un courant d'air ascendant, son élé- va,tion peut subir une augmentation par rapport à celle pres- crite en sorte que la pression au-dessus de la colonne 52 sera, diminuée.
Dans ces conditions, du fait que la pression régnant au-dessus du niveau de mercure dans la branche 51 sera alors supérieure à la pression agissant sur leniveau de mercure dans la branche 52, leniveau de mercure de la-première bran- che du tube recourbé s'abaissera augmentant l'impédance de la branche 64 du pont tandis que le niveau de mercure dans la branche 52 du tube montera pour réduire l'impédance de la bran- che 67 du pont.Le cmrcuit en pont sera alors déséquilibré pour produire un signal de phase voulue pour assurer le braquage du gouvernail de profondeur vers le bas a.fin de ramener l'engin à l'altitude prescrite.
Lorsque l'engin revient à l'altitude prescrite, le braquage du gouvernail de profondeur est ramené à zéro par le dispositif d'asservissement 16 tandis que la, pression agissant sur la colonne 52 redevient égale à. celle appliquée à la colonne 51, en sorte que les deux niveaux de mercure deviennent éga.ux et rétablissent l'équilibre du circuit en pont.
Lorsque l'engin revient à l'altitude prescrite par suite du signal produit par le circuit en pont décrit, il se produit un mouvement relatif entre le stator 23 et le rotor 27 du transmetteur du signal de pente longitudinale 11, pour produire
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un signal dans le rotor répétiteur 28 afin de ramener le gouvernail de profondeur à sa position neutre. Si cela se produit, et que l'altitude désirée n'ait pas encore été atteinte, un signal de commande sera toujours présent dans le circuit en pont pour actionner le gouvernail de profondeur jusqu'à ce que l'engin revienne à l'altitude désirée.
Les signaux du transmetteur de pente longitudinale et du circuit en pont appliquent au gouvernail de profondeur une action de commande de valeur moyenne ramenant sûrement l'engin à l'altitude prescrite et le maintenant à cette altitude.
Lors d'une perte d'altitude résultant d'un courant des- cendant, le dispositif de commande fonctionne dans le sens opposé, c'est-à-dire la pression au-dessus du niveau de mer- cure dans la branche 52 du tube excède la pression au-dessus du niveau de mercure dans la branche 51, en sorte que le niveau de mercure monte dans cette dernière branche pour ré- duire l'impédance de la branche 64 du pont et descend dans la branche 52 pour augmenter l'impédance de la branche 67 du pont.
Le circuit en pont est ainsi déséquilibré et produit, un signal de phase opposée pour assurer le braquage du gouvernail vers le haut afin de ramener l'avion à l'altitude prescrite.
En se référant maintenant à la figure 2 des dessins, cette figure montre une autre forme de réalisation de l'inven- tion, comportant l'utilisation d'une forme de réalisation modifiée du dispositif de contrôle d'altitude associé avec le dispositif de commande du gouvernail de profondeur faisant partie d'un système de pilotage automatique en tous points identiques à celui montré sur la figgre 1.
Dans le système montré sur la figure 2, le dispositif modifié de contrôle d'altitude est branché en série avec l'enroulement de rotor 45 du dispositif d'asservissement 16 et-l'enroulement de
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rotor 28 du répétiteur de signal de pente longitudinale 26, entre ce dernier et l'amplificateur de signaux 12, l'extrémité de l'enroulement de rotor 45 opposée à celle connectée à l'ex- trémité de l'enroulement de rotor 28, étant directement mise à.
la masse*
Ainsi qu'il est montré schématiquement sur la figure 2, cette deuxième forme de réalisation du dispositif de contrôle d'altitude comprend une capsule ou un soufflet 150 monté de façon à pouvoir se dilater et se contracter à l'intérieur d'un bottier 151, l'intérieur de la capsule se trouvant en communica- tion directe avec la pression statique par l'intermédiaire d'un conduit 152 et l'intérieur du boîtier étant en communication avec la pression statique par l'intermédiaire d'un conduit 153.
En conséquence, dans les conditions normales, le soufflet 150 se trouve cezrtxé, étant donné qu'il est exposé à l'action de la pression statique sur ses deux faces. Cependant, dans certaines conditions, la communication entre le boîtier 151 et la, pression statique peut être interrompue et dans ce but, une soupape 154 est prévue dans le conduit 153Cette soupape est commandée par un solénoïde comprenant une bobine 155, destinée à être excitée â partir d'unebatterie 156 par l'intermédiaire d'un interrupteur 157, et enroulée sur un noyau 158,
cette bobine agissant sur une armature 158 rendue solidaire de la soupape 154 et soumise à l'action d'un ressort 159 tendent à déplacer cette soupape dans sa position d'ouverture lorsque la bobine est déexcitée cette armature étant actionnée dans le sens opposé, c'est-à-dire dans le sens de fermeture de la soupape lorsque le solénoïde est excité lors d'une fermeture de l'interrupteur 157.
En conséquence, lorsque l'interrupteur 157 est fermé tout changement de la pression statique telle que résultant d'un
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changement de l'altitude, est communiqué à l'intérieur de la capsule ou du soufflet 150, en sorte que ce dernier se dilate ou se contracte suivant que la pression monte ou descend. Le mouvement de la capsule est transmis par l'intermédiaire d'un arbre ou d'une tige 160 à un enroulement 161 mobile linéaire- ment et qui est connecté pour son excitation à une soucce appro- priée de courant alternatif, non représentée.
L'enroulement 161 occupe normalement une position centrale par rapport à un cou- ple d'enroulements fixes 162 et 163 qui sont connectés en série et ne opposition de phase, en sorte que tant que l'enroulement mobile d'excitation 161 reste dans sa position centrée par rapport à ces deux enroulements fixes, des tensions égales et opposées sont induites dans ces deux derniers enroulements et leur valeur résultante est égale à zéro. Cependant le déplace- ment de l'enroulement mobile en dehors de sa position centrale ou neutre provoque l'induction d'une tension plus grande dans un des enroulements fines 162 ou 163 et une tension moindre dans l'autre enroulement, créant ainsi une différence des ten- sions entre ces deux enroulements déterminant le passage de cou- rant d'une ou de l'autre phase dans le circuit de ces deux en- roulements.
Ainsi qu'il est indiqué sur le dessin, l'extrémité ex térieure de l'enroulement 162 est connectée au moyen d'un conduc- teur 164, en série avec l'enroul erre nt de rotor 28 du dispositif répétiteur de signal de pente longitudinale 26 tandis que l'ex- trémité extérieure de l'enroulement 163 est connectée au moyen d'un conducteur 165, en série avec un conducteur 29 et par ce conducteur avec l'amplificateur 12.
En supposant que l'interrupteur 167 soit fermé et que l'engin se trouve à une altitude désirée, une augmentation de l'altitude se manifestera par une contraction de la capsule 150, provoquant le déplacement de l'enroulement 161 vers l'intérieur
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à partir de sa position neutre, par rapport aux enroulements fixes 162 et 163, en sorte qu'un signal de phase détermihée passe alors dans ces derniers enroulements pour provoquer l'actionnement du gouvernail de profondeur vers le bas.
Par contre une perte d'altitude subie par l'engin se manifestera par l'expansion de la capsule et un mouvement vers l'extérieur del'enroulement mobile 161, par rapport aux enroulements fixes 162 et 163 en sorte qu'un signal de phase opposée sera produit par ces enroulements afin de provoquer de braquage du gouver- nail de profondeur vers lehaut afin de faire regagner à l'engin l'altitude prescrite.
En se référant maintenant à la réalisation pratique d'un dispositif de contrôle d'altitude tel que montré sur la figure 2 un exemple d'une telle réalisation est montré sur la figure 3.
Dans cette réalisation, le dispositif comprend un bottier exté- rieur 170 comportant un couvercle arrière 171 pourvu d'un bossage central perforé 172 dans lequel passe un arbre 173- portant fi- xées à son extrémité une série de capsules 174 formant un souf- flet élastique. La première des dites capsules communique avec un passage axial 175 pratiqué dans l'arbre 173 et porte un dis- que perforé 176 qui supporte et fait communiquer la deuxième capsule avec le passage 175. Cette dernière capsule porte un deuxième disque perforé 177 qui supporte et fait communiquer la dernière capsule avec lepassage 175 de l'arbre173.
Le couvercle arrière 171 est pourvu. d'une chambre à, pres- sion 178 qui se trouve en communication, par l'intermédiaire d'un canal 179 formé dans le conduit 180 fixé au dit couvercle arrière au moyen de vis 181, avec une chambre à pression stati- que d'un tube Pitot conventionnel, non représenté et comminique ainsi continuellement la pression statique par l'intermédiaire du passage 175 à l'intérieur des capsules ou du soufflet 174..
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Fixé au boîtier 170 au moyen de vis 182 se trouve un noyau cylindrique creux 183 pourvu sur sa périphérie de deux gorges parallèles destinées à recevoir deux enroulements 184 et 185 qui-correspondent aux enroulements 162 et 163 de la figure 2. Conformément à cette figure, ces enroulements sont connectés l'un à l'autre en série et en opposition de phase et sont branchés par leurs extrémités de sortie dans le circuit de commande du gouvernail de profondeur. A l'intérieur de l'or- gane de noyau 183 est disposé un enroulement 186, mobile linéai- rement par rapport aux enroulements 184 et 185 et porté par un noyau en forme de bobine 187, solidaire d'un manchon 188 con- necté par l'intermédiaire d'une clavette 189 avec un arbre 191 fixé au disque d'extrémité 191 porté par la capsule extérieure de l'ensemble à capsules 174.
Un conducteur 192 relie l'enroule- ment 186 avec une source appropriée de courant alternatif, non représentée.
L'enroulement mobile 186 est maintenu normalement dans une position centrée par rapport aux enroulements de stator 184 et 185, en sorte que des tensions égales et opposées sont induites dans ce dernier enroulement et qu'aucun signal n'appa- rait à la sortie des dits enroulements. Dans ce but, l'extrémi- té libre de l'arbre 173 est filetée pour recevoir un écrou de réglage 193, tandis qu'un ressort 194 est interposé entre le couvercle arrière 171 et la face extérieure de la première cap- sule.
De plus, le bossage 172 comporte un passage longitudinal parallèle à l'axe de l'arbre 173 et destiné à recevoir un doigt de guidage 195 porté par un disque 196 fixé à la première capsule, en sorte que le réglage de l'écrou 193 provoque un déplacement linéaire de l'arbre 173 et de l'ensemble à diaphrag- mes 174 par rapport au boftier 170. De cette façon, il est possible de régler le centrage de l'enroulement 186 par rapport aux enroulements fixes 184 et 185.
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Il apparaît maintenant clairement que le mouvement vers l'extérieur de l'enroulement 185 réalise un couplage inductif plus intense entre cet enroulement et l'enroulement du stator 185, en sorte qu'un plus grand signal est induit dans ce dernier enroulement que dans l'enroulcment 184, ces deux signaux donnant à la. sortie un signal résultant d'une phase déterminée, tandis que le mouvement vers l'intérieur de l'enroulement 186 donne lieu à, un coupla.ge inductif plus intense entre cet enroulement et l'enroulement 184, en sorte qu'un plus grand signal est induit dans ce dernier enroulement que dans l'enroulement 185 pour donner à la. sortie un signal résultant de phase opposée à celle obtenue précédemment.
L'intérieur du 'boîtier 170 communique avec la pression statique régnant dans la chambre 178 par l'intermédiaire d'un canal 197 formé dans le couvercle arrière 171, un canal 198 forme dans le boîtier 170 et un canal 199 dont l'orifice de est pourvu d'un siè@e de soupape conique 200, mieux visible sur la Figure 4. A l'intérieur du sortie s'ouvrant à l'intérieur du dit bottier/est monte un boîtier électro-aimant 201 comprenant un noyau 202 portant une bobine d'excitation 203 et qui agit sur un organe de soupape 204 coopérant avec l'orifice de sortie 200.
Cet électro-aimant, lorsqu'il est excité, déplace l'organe de soupape 204 vers l'extérieur autour d'un point de pivotement 205 pour faire venir cet organe en prise avec le siège de soupape 200 et fermer ainsi la communication entre l'intérieur du boîtier et la pression statique. La bobine 203 correspond à. la bobine 156, par l'intermédiaire de l'interrupteur 157.Lorsque cet interrupteur est ouvert pour supprimer l'excitatioh de la bobine 203, un organe élastique 206 fixé à, l'électro-aimant à l'une de ses extrémités par l'intermédiaire d'un boulon 207 et relié par son autre extrémité à. l'organe de soupape 204, tend à. éloigner ce dernier organe du siège de soupa,pe 200 pour ouvrir la communication entre la boîtier et la chambre à pres- sion statique.
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En vol, l'engin est conduit à l'altitude désirée en gardant l'interrupteur 157 ouvert, ce qui maintient la bobine 203 non excitée, en sorte que des pressions égales existent sur les côtés opposés du soufflet 174 et l'enroulement 186 reste centré par rapport aux deux enroulements fixes 184 et 185.
Pour maintenir l'altitude désirée, l'interrupteur' 157 est fermé, coupant la communication entre l'intérieur du boîtier 170 et la chambre à pression statique 178, après quoi, tout changement-de la pression du à des déviations de l'engin de l'altitude prescrite, se manifes- te par l'expansion ou la contraction du soufflet 174, déplaçant linéairement l'enroulement 186 par rapport aux enroulements fixes 184 et 185, grâce à quoi un signal de phase-:déterminée est produit aux bornes du circuit de ces deux enroulements et appliqué à la commande du gouvernail de profondeur.
Si, après avoir maintenu l'engin pendant un certain temps à une altitude désirée on veut lui faire changer d'altitude, l'interrupteur 157 doit être ouvert pour supprimer l'excitation de la bobine 203 de l'électro-aimant, ce qui provoque l'égalisa- tion des pressions sur les côtés opposés de l'ensemble à capsules et le retour de l'enroulement 186 dans la position normale centrée par rapport aux enroulements 186 et 187. L'engin est placé ensuite en position de montée ou de descente en agissant sur le rotor 228 du dispositif répétiteur du signal de pente longitudinale que l'on fait tourner dans un ou dans l'autre sens.
Une fois que l'engin atteint la nouvelle altitude voulue, il est ramené dans la position horizontale et l'interrupteur 157 est de nouveau fermé; le dispositif de contrôle d'altitude maintient alors l'engin à la nouvelle altitude de la manière décrite précédemment.
Pour le cas où le pilote désirant changer l'altitude oublie d'ouvrir l'interrupteur 157 et supprimer ainsi l'action du . dispositif de contrôle avant qu'il n'effectue la manoeuvre,
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il est prévu, d'après l'invention, un dispositif de sécurité empêchant une dilatation ou une contraction exagérée du soufflet. Ce dispositif comprend un canal de dérivation 208 prévu entre le canal 198 et l'intérieur du boîtier 170.
L'extrémité extérieure du canal 208 est pourvu, ainsi qu'il est indiqué sur la, figure 3, d'un siège de soupape 209 contre lequel est préssé normalement un organe de soupape 210 porté par une lame élastique 211, en sorte que dans les conditions normales, la communication entre le boîtier et le canal de dérivation est fermée. La lame élastique 211 est fixée sur le fond du boîtier au moyen de vis 112 et comporte une ouverture centrale 113.
Un prolongement de faible diamètre de l'arbre 190 portant l'enroulement mobile 186, passe dans un palier 214 formé dans le boîtier et se prolonge à travers l'ouverture 213 dans la, lame 211. Deux écrous de réglage ou de limitation de course 215 et 216 sont prévus sur l'arbre 190 de part et d'au- tre de la lame 213, l'extrémité de cet arbre étant fileté dans ce but, l'écrou 216 se trouvant du côté extérieur de la, lame 213 et l'écrou 215 se trouvant du côté intérieur de cette lame.
De plus, une butée réglable constituée par une vis 217 reçue dans un trou fileté prévu dans le boîtier limite le mouvement de la lame élastique 211 vers le boîtier.
Ainsi, en supposant que la bobine 203 soit excitée, o@ qui fait que l'intérieur du boîtier est isolé complètement de la chambre à pression statique 178, une expansion prédé- terminée de l'ensemble à capsules dépendant de la position initiale de l'écrou 215 va forcer cet écrou en engagement avec la lame élastique 211 pour soulever la valve 210 de son siège 209 et ouvrir ainsi la communication entre le boîtier et la pression statique, grâce à. quoi les pressions sur les côtés opposés du dispositif à capsules s'égalisent, empêchant
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ainsi toute dilatation de cet ensemble.
Si oh suppose les mêmes conditions que précédemment, c'est-à-dire le boi@tier 170 isolé de la chambre à pression statique 178 et qu'une chute rapide de pression ait lieu à la suite d'une montée de l'engin par exemple, cette chute de pression communiquée à l'intérieur de l'ensemble à capsules provoque une contraction de celui-ci jusqu'à, une limite prédéterminée dépenaant du réglage initia- de l'écrou 216, lequel, lorsque cette limite est atteinte, vient engager la lame élastique 211 pour tirer la partie cen- trale de cette capsule vers 1'inférieur,
ce qui provoque la flexion de cette lame autour du pivot constitué par la butée 217 et l'écartement de l'extrémité de la lame du siège de 'soupape provoquent ainsi l'ouverture du passage 208 réta- blissant l'égalité des pressions sur les côtés opposés du soufflet 174.
Il apparaitra clairement de ce qui précède aux hommes du métier que l'invention fournit ainsi un nouveau système de contrôle d'altitude pour engins aériens dirigeables, dispositif adapté à être utilisé en association avec un systeme de pilotage automatique pour compléter le dispositif de commande du gouvernai.] de profondeur faisant partie d'un tel système.° grâce'à suoi l'en;:,; gin peut être maintenu non seulement dans-une attitude de vol ho- rizontal, mais également à une altitude désirée.
De plus, le dispositif-suivant l'invention comporte une mesure de sécurité permettant d'éviter le. détérioration du dis- positif de commande qui pourrait résulter autrement si l'on fait changer l'altitude d'un engin sens déconnecter et rendre inopérant le dispositif de commande d'altitude.
L'invention fournit d'autre part des réalisations per-
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courants d'excitation alternatifs et produisant des dignaux de commande sous forme de tensions de courant alternatif qui s@ sont introduits dans le circuit de commande également à cou- ra.nt alternatif du dispositif de contrôle du gouvernai. de pro- fondeur.,
pour y être combinés à l'entrée d'un amplificateur thermoionique ou similaire aux signaux de tension de courant alternatif produits par -Lui appareil de référence de position angulaire de l'engin par rapport à son axe detangage ainsi que par un dispositif générateur de signal d'asservissement entrainé par le servo moteur.
Enfin l'invention fournit un dispositif de commande du gouvernail de profondeur en fonction des variations d'al- titude pouvant faire partie d'un dispositif de pilotage au- tomatique complet d'un angin:, ce dispositif de commande étant établi pour produire un signal électrique à courant alterna- tif, de même fréquence que les signaux produits par l'appa- reil de référence de position et le dispositif d'asservisse- ment faisant partie de cette commande.
Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation représentées etdécrites ci-dessus, r peut subir diverses modifications et changements dans la forme et la disposition relative des parties sans pour cela sortir de son domaine ni s'écarter de son esprit.