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pour : "Appareil de visée optique stabilisé gyroscopiquement".
La présente a pour but de rectifier des erreurs matérielles commises dans l'exécution de la spéci- fication et dans les dessins. En effet :
1 ) Il y a lieu de remplacer la référence "21" par la référence "22" après le mot "gyroscope", dans les endroits suivante : a) Page 6, lignes 2 et 4 à partir du bas de la page. b) Page 7, ligne 4 et ligne 2 à partir du bas de la page. c) Page 9, ligne 5 à partir du bas de la page. d) Page 12, ligne 16 .
Cette correction est nécessaire pour évi- ter une confusion, la référence "21" étant déjà utilisée pour le moteur de lacet, comme on peut le constater par exemple à la ligne 13 de la page 7 .
La même correction est à faire sur la figure 1 et est encadrée en rouge sur le dessin annexé.
2 ) Il y a lieu de remplacer la référence "28" par la référence "30", dans les endroits suivants ; a) Page 7, ligne 6, afin que le début de ladite ligne se lise comme suit : " élément de commande 30 qui peut..."
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b) Page 8, ligne 5 à partir du bas de la page, afin que le début de ladite ligne se lise comme suit : l'élément de réglage à main 30 pour ...." c) Page 9, ligne 5 à partir du bas de la page afin que la fin de la ligne précédente et le début de ladite ligne se lisent comme suit :
l'élément de réglage 30 qui détermine...."
Cette correction est encore nécessaire pour éviter une confusion, la référence "28" étant déjà réservée au détec- teur lumineux, comme on peut le voir en se référant par exem- ple à la ligne 14 de la page 7. d) La même correction, à faire sur la figure 1, est encadrée en rouge sur le dessin annexé.
3 ) Page 6, lignes 5, 6 et 7, il y a lieu de lire la phrase de la façon suivante : " Le miroir 14 et le télescope 12 sont fixés au " véhicule, tandis que le tniroir 15 se meut par " rapport a eux ".
Cette correction est nécessaire pour mettre ladite phrase en accord avec la figure 1 des dessins qui montre bien un télescope 12 et un miroir 14 fixes, alors que le miroir 15 est monté sur un dispositif gyroscopique, donc mobile par rap- port aux éléments 12 et 14 et avec les passages suivants de la description - page 6, lignes 21 à 30, et page 9, quatre dernières lignes.
Pour la même raison, il y a lieu de supprimer purement et simplement la phrase se trouvant aux lignes 11,
12 et 13 de la page 6.
4 ) Page 8, ligne 10 à partir du bas de la page, il y a lieu de remplacer la référence "21" par la référence "28", afin que la fin de ladite ligne se lise comme suit : " ... détecté par le détecteur 28 ".
Cette correction se justifie en se reportant à la ligne 11 de ladite page 8. On voit en effet que le détec- teur a pour référence "28", alors que "21" est un moteur de lacet (voir figure 1).
5 ) Page 10, ligne 7 à partir du bas de la page, il y a lieu de remplacer la référence "19" par la référence "21". En effet, la référence "19" est réservée à la suspen- sion à la cardan, comme on peut le voir en se reportant par exemple à la ligne 19 de la page 6, et la référence "21" au moteur de lacet, comme on peut le constater en se reportant par exemple à la ligne 13 de la page 7.
6 ) Page 10, ligne 15, il y a lieu de remplacer la référence "49" par la référence "39". En effet, la
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référence "49" est réservée aux éléments totalisateurs comme on peut le voir en se reportant par exemple à la page 10, li- gnes 20 et 21, et la référence "39" à l'auto collimateur, comme on peut le voir en se reportant par exemple à la ligne 19 de la page 9.
L'Administration est autorisée à joindre-une copie de la présente lettre à la copie du brevet correspondant.
Pour la bonne règle, il nous serait agréable si vous vouliez bien nous accuser réception de la présente, stipulant que les rectifications sont admises pour valoir comme de droit.
Nous joignons à la présente, en timbres fis- caux, la taxe de régularisation prévue par l'article 1 de l'Arrêté Royal du. 29 août 1926, modifié par l'article 6 de l'Arrêté Royal du 30 juin 1933 et 25 novembre 1939.
A vous lire, nous vous prions d'agréer, Mon- sieur le Ministre, l'assurance de notre considération dis- tinguée.
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"Appareil de visée optique stabilisé gyroscopiquement"
La présente invention concerne les appareils de visée optiques et plus particulièrement un dispositif de stabilisation d'une ligne de visée dans lequel un miroir réfléchissant de la ligne de visée est commandé par un gyroscope de façon à en stabiliser les axes en azimut et en altitude.
Les appareils de visée militaires comportent ordi- nairement un télescope ou un périscope fonctionnant à la main de façon à amener le croisement des fils d'un réti- cule sur la cible. Le centre de croisement des fils du réticule d'un appareil de visée se trouve avec précision dans le prolongement du tube de lancement de façon à donner la certitude que l'arme est dans le prolongenent
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de la cible avant de lancer le projectile. On peut attein- dre à une extrême préoision tant que le projectile est lanoé à partir d'une plate-forme fixe.
Lorsque dans les installations de lancement moder- nes on lance une fusée à partir d'un véhicule aérien en mouvement ou d'une plate-forme au sol, il est nécessaire d'effectuer des corrections imposées par les mouvements de la plate-forme sur laquelle est disposé l'appareil de pointage. Si, par exemple, l'appareil de visée se trouve à bord d'un avion, les mouvements de roulis et de tangage . exercent une influence sur la ligne de visée et doivent être compensés. Les installations de tir modemes des fusées guidées doivent subir des corrections rapides et extrêmement précises des erreurs dues aux mouvements des véhicules dans une large gamme de fréquence.
Les dispositifs antérieurs de correction des erreurs dues au mouvement de la plate-forme comportent des appa- reils de visée stabilisés gyroscopiquement dont la ligne de visée est stabilisée dans l'espaoe par un gyroscope.
Ces dispositifs donnent satisfaction dans les installa- tions de tir qui n'exigent qu'une préoision limitée. Mais, en rais on du développement actuel des installations de tir de fusées guidées, l'extrême précision des fusées guidées exige que les mouvements du véhicule soient sta- bilisés avec une grande précision dans une large gamma de fréquence et par suite les dispositifs de stabilisation 'ordinaires ne donnent pas toute satisfaction. Les disposi- tifs de transmission mécanique ordinaires, tels que les roues d'engrenage et les poulies entre le gyroscope et l'appareil de visée font diminuer la précision et la synchronisation des corrections dans des conditions
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Incompatibles avec la précision. des fusées guidées.
De plus, les dispositifs de oaptage magnétiques et analogues ' des indications de position données par le gyroscope des installations ordinaires sont des causes d'erreurs supplé- mentaires dans l'appareil.
Un des objets de l'invention consiste donc dans un dispositif de stabilisation de la ligne de visée oommandé gyroscopiquement, plus précis et dans um gamme de fré- quence plus étende.
L'appareil de l'invention permet de remédier aux inconvénients des appareils antérieurs par un dispositif stabilisé gyroscopiquement qui comporte un dispositif détecteur d'un trajet optique, détectant l'écart de la ligne de visée par rapport , l'axe de rotation gyrosoopi- que et transmettant des signaux @e correction à l'appareil de la ligne de visée sans intervention d'une transmission mécanique.
On obtient une mesure d'une extrême précision de l'écart de la ligne de visée par rapport à l'axa de ro- tation du gyroscope par le dispositif de détection opti- que dont les corrections sont transmises avec précision et en temps utile par un servo-mécanisme électrique à l'appareil de la ligne de visée.
L'invention se propose donc en outre de fournir: - un appareil de visée optique commandé gyrosoopi- quement qui comporte un trajet optique de détection des écarts entre la ligne de visée et l'axe de rotation du gyroscope, - un appareil de visée optique commandé gyroscopique- ment, dont le gyroscope de stabilisation fait partie du dispositif de détection optique de façon à transmettre des signaux au dispositif de visée optique et à corriger les
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écarts en azimut et en altitude,
- un appareil de visée optique commande gyrosoo- pique= nt dans lequel les écarte dus au mouvement de la ligne de visée du miroir de déviation accompagnant la ,plate-:tome en mouvenent sont mesurés par un dispositif qui comporte un trajet optique contenant le miroir de déviation.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description détaillée qui en est donnée ci- après avec les dessins ci-joints à l'appui sur lesquels: la fige 1 est un diagramme schématique et sous forme' de rectangles d'une forme préférée de réalisation de l'in- vention d'un appareil de visée suivant l'invention, stabi- lisé gyroscopiquement, la fig.
2 est un diagramme schématique représentant le détecter et le servo-mécanisme à bouole fermée de me- sure des écarts en azimut et en altitude de la ligne de visée par rapport à l'axe de rotation du gyroscope, et de transmission des signaux de correction au miroir de dé- viation de la ligne de visée, les fig. 3a et 3b représentent un dispositif d'é- quilibrage selon l'invention de l'inertie du miroir de déviation de la ligne de visée, et la fig. 4 représente une entre forme de réalisation de l'invention.
D'une manière générale, l'appareil de l'invention est un appareil de visée stabilisé gyrosoopiquement dans un véhicule pour diriger la ligne de visée en azimut et en altitude de façon à la faire correspondre à l'axe de rotation du gyroscope. Un miro il' de déviation de la ligne de visée, mobile avec le véhicule, comporte une surface de front réfléchissante disposée dans l'appareil de visée
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- optique, Un dispositif à trajet optique de mesure de l'écart entre la ligne de visée et l'axe de rotation du gyroscope comporte une source lumineuse disposée dans l'axe de rotation du gyroscope, un miroir auto-collima- teur mobile avec le véhicule, disposé dans la dispositif à trajet optique,
la surface postérieure réfléchissante du miroir de déviation de la ligne de visée, étant dis- posée de façon à projeter un faisceau lumineux dirigé provenant de la source lumineuse sur le miroir auto-col- limateur et à réfléchir par ce miroir un faisceau de re- tour sur un détecteur optique. Celui-ci est disposé dans l'axe de rotation du gyroscope et est monté sur lui pour le stabiliser dans l'espaoe.
Le détecteur stabilisé mesure l'écart entre le faisceau de retour et l'axe de rotation du gyroscope de façon à engendrer des signaux d'erreur d'azimut et d'altitude indiquant l'écart entre la ligne de visée et l'axe de rotation du gyroscope. Un servo-méoanis- me à boucle fermée sensible à ces signaux de déviation provoque le mouvement du miroir de déviation de la ligne de visée la faire correspondre à l'axe de rotation du gyroscope.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, un dispositif d'équilibmge compense statiquement et dynami- quement l'inertie du miroir de déviation de la ligne de visée suivant les deux axes de la suspension à la cardan du miroir de déviation.
L'invention est décrite en détail ci-après en par- ticulier avec la fig. 1 à l'appuiqui en r6présente les principaux éléments d'une forme préférée de réalisation sous forme de diagramme schématise et de rectangles, et comporte un appareil de visée stabilisé servant à régler une ligne de visée 11 entre un télescope de visée 12 et une cible 13. La ligne de visée 11 suit un trajet optique
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partant du télescope 12 et pouvant contenir un miroir . réfléchissant 14 et un dis positif de visée (non repré- sente) connus, passant par un miroir 15 de déviation de la ligna de visée et aboutissant à la cible 13.
Les miroirs 14 et 15 ainsi que le télescope 12 sont fixés sur la plate-forme d'un véhicule et sont mobiles avec elle. Le miroir 15 de déviation de la ligne de visée comporte une surface de front réfléchissante a dans le trajet optique de la ligne de visée 11 et une surface postérieure réfléohissante b parallèle 4 la surface de front a. Le télescope 12 et les miroirs 14 et 15 sont
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fixés sur véhicule partioiIn% mouveimnt sa fixés sur véhicule participent mouvemsnt plate-forme.
Le miroir 15 de déviation de la ligne de visée peut être monté dans un bâti approprié monté à oscillation autour de l'axe d'altitude par deux arbres, non représentés, commandés par un moteur du couple de tangage 17. Les arbres faisant osciller le miroir de dé- viation 15 de la ligne de visée sont montés rotation dans la portion supérieure d'une suspension à. la cardan 19 montée sur le véhicule à rotation de la manière habi- tuelle et recevant un mouvement autour de l'axe d'azimut, Un moteur 21 du couple de lacet, fixé sur le véhicula, fait tourner le cercle 19 de la suspension à la cardan et le miroir 15 de déviation de la ligne de visée qui y est fixé autour de l'axe d'azimut.
La ligne de visée 11 subit une déviation par le mou- vement du miroir de déviation 15 autour des axes d'azimut et d'altitude, stabilisé dans l'espace par un dispositif comportant un gyroscope 21 d'un type courant à deux axes, réalisant cette stabilisation dans l'espace autour de son axe de rotation 23. Le gyroscope 21 comporte un boîtier 16 fixé d'une manière quelconque appropriée sur la plate-forme
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du véhicule. Un rotor gyrosoopique 24 tourne autour de l'axe de rotation 23. Il comporte une surface de miroir primaire 25, une surface de miroir secondaire 37 et un groupe de lentilles concaves 36.
Le gyroscope 21 comporte deux bobines de précession 26 et 27 de réglage de son oou- ple au moyen d'un élément de commande 28 qui peut être ac- tionné à la main, par exemple par le même opérateur qui observe la cible 13 par le télescope 12. L'axe de rota- tion 23 du gyroscope peut ainsi être déplaoé sous la com- mande de l'opérateur. Un appareil à trajet lumineux opti- que sert à détecter l'écart entre la ligne de visée 11 et l'axe de rotation 23 du gyroscope, de façon à engendrer des signaux de correction du moteur du tangage 17 et du moteur de lacet 21. Le dispositif de détection comporte un détecteur lumineux 28 fixé sur le cercle intérieur (lacet) de la suspension à la cardan 29 et stabilisé par le gy- roscope le long de l'axe de rotation 23.
Le détecteur 28 est sensible au rayonnement lumineux et peut comporter plusieurs surf*ces séparées. Il est disposé le long de l'axe de rotation 23 et est percé d'un trou central 31 qui laisse passer la lumière provenant d'une source lumineuse 32 à travers une lentille 33. La source lumineuse 32 et la lentille 33 sont fixées sur le bottier 16 du gyroscope.
La source lumineuse 32 est disposée suivant l'axe de ro- tation 23 du gyroscope et projette un rayon lumineux par un trou 41 du bottier 16 sur des éléments à fibres opti- ques 34 qui dirigent le rayon lumineux le long de l'axe de rotation 23 du gyroscope en le faisant passer par le trou 31 sur un groupe de miroirs comportant une lentille con- cave 36, un miroir réfléchissant secondaire 37 et la miroir primaire 25 faisant partie du rotor 24 du gyroscope 21. Le . groupe de miroirs rend parallèle le faisceau lumineux et
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le projette suivant l'axe de rotation 23 sur la surface postérieure b du miroir réfléchissant 15. La lentille 36 et le miroir secondaire 37 sont montés de façon à participer au mouvement du rotor gyroscopique 24.
La surface posté- rieure b du miroir 15 fait subir au faisceau parallèle une réflexion à 90 et le fait arriver sur un miroir auto-ool.. limateur 39 fixé sur le cercle 19 de la suspension à la cardan et mobile avec lui autour de l'axe d'azimut. Un faisceau lumineux de retour, rendu parallèle et réfléchi par le miroir 39, subit une nouvelle réflexion à 90 par la surface postérieure b et est focalisé sur le détecteur 28 par le groupe optique comportant la surface 25 du miroir, le miroir secondaire 37 et la lentille 36. Le détecteur 28 occupe une position dans laquelle il reçoit une image légèrement déformée et transmet des signaux électriques de sortie à un circuit 43 de détection des erreurs, indiquant l'écart entre la ligne de visée 11 et. l'axe de rotation du gyroscope 23 en azimut et altitude.
Le circuit 43 de détection des erreurs transmet des signaux au moteur du lacet 21 et au moteur du tangage 17 de façon à provoquer le mouvement du miroir 15 en azimut et altitude en fonction du signal de déviation détecté par le détecteur 21. Dans ces conditions, la ligne de visée 11, telle que l'observe l'oeil de l'opérateur regardant dans le télescope 12, oor- respond à l'axe de rotation 23 du gyroscope. Il est facile de voir que le gyroscope 24 peut être facilement dirigé par l'élément de réglage à main 28 pour être amené dans n'importe quelle position à volonté.
Etant donné que le miroir 15 comporte une surface de front a réfléchissant une ligne de visée télescopique suivant la lign de visée 11, la déviation de la ligne 11 se transmet à la surface postérieure b parallèle à la
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surface de front a. Le rapport entre la déviation de la ligne de visée 11 suivant l'axe de tangage et celle du miroir 15 est@égal à 2 : 1 c'est-à-dire que pour une dé- viation de 2 de la ligne de visée, le miroir 15 subit une déviation de 1 . Ce rapport de 2 : 1 est compensé sans dispositif de correction supplémentaire spécial du fait que le rapport de déviation de la surface postérieure b du mi- roir 15 est le même que celui de la surface de front a.
La déviation du trajet lumineux réfléchi par la surface pos- térieure b, provenant du faisceau lumineux reçu par le détecteur 28, représente donc une mesure exacte de l'écart entre la ligne de visée 11 et l'axe de rotation du gyros- cope 23. On obtient ainsi un appareil de visée gyrosoopi- quement stabilisé ne comportant pas de transmission méca- nique par roues d'engrenage ou poulies.
On obtient par le procédé technique d'auto-oolli- mation qui consiste à rendre parallèle le faisceau prove- nant de la source lumineuse 32 par le dispositif à trajet optique du gyroscope, projeta sur le miroir auto-oolli- mateur 39-par la surface postérieure b et revenant par le trajet optioue du gyroscope sur le détecteur 28, une va- leur de très forte résolution de l'écart entre la ligne de visée 11 et l'axe de rotation 23 du gyrosoope. -
La ligne de visée optique 11 peut être facilement déplacée à la volonté de l'opérateur par l'élément de réglage 26 qui détermine le couple du gyroscope 21 par les bobines de procession 26 et 27.
Le mouvement de déplaoement du gyroscope est de nouveau détecté par le dispositif dé- teoteur optique et le mouvement du miroir 15 est réglé de façon à suivre l'axe de rotation 23 du gyroscope.
La fige 2 est un diagramme schématique du circuit de détection des erreurs 43 de l'appareil de la fig. 1. Le
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détecteur 28 peut consister en un détecteur à quadrants comportant des surfaces séparées A, B, 0 et D sensibles à l'énergie de rayonnement du faisceau lumineux parallèle de la fig. l, et qui par suite détecte les variations du mouvement du miroir 15 par rapport à l'axe de rotation 23 du gyroscope, puisque le détecteur 28 est stabilisé sui- vant l'axe de rotation 23 du fait qu'il est fixé sur la suspension à la cardan 29 et que le miroir 15 est mobile avec la véhicule.
Par suite, les mouvements du véhicule ont pour effet de réfléchir le faisceau lumineux parallèle du trajet optique du dispositif de détection par la sur- face b suivant un angle qui engendre un signal de sortie du détecteur 28 qui reçoit le faisceau lumineux automatique- ment parallèle provenant de l'auto-oollimateur 49. Les si- gnaux de chacune de ces surfaces A, B, C et D du détecteur
28 sont transmis par un dispositif modulé en amplitude qui comporte des préamplificateurs 47 et des démodulateurs 48 pour chacune des surfaces du détecteur.
Le signal de sortie du dispositif totalisateur qui comporte des éléments tota- lisateurs 49 est transmis par les démodulateurs 48 de façon à transmettre au moteur du tangage 17 un signal indiquant la déviation du miroir 15 et par suite l'écart entre la , ligne de visée 11 et l'axe de rotation 23 du gyroscope en altitude et au moteur du lacet 19 un signal correspondant à l'écart entre la ligne de visée et l'axe de rotation 23 du gyroscope en azimut. Le détecteur 28 occupe une position légèrement en dehors du foyer, de sorte que lorsque l'é- cart est nul, les détecteurs reçoivent tous la même quan- tité d'énergie ponctuelle égale au quart de celle du fais- veau lumineux automatiquement parallèle du détecteur 28.
Le dispositif de détection de la fig. 2 fonctionne sous
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forme de mécanisme asservi à boucle fermée à zéro, en supprimant les problèmes de linéarité qui seposent dans les dispositifs asservis de position, dont la boucle fonc- tienne dans une position autre que la position zéro de deux dispositifs de lecture.
Il peut être nécessaire de faire fonctionner le dis- positif de stabilisation de l'invention dans une large gamme de fréquences, comprise entre 0 et 200 périodes par seconde.
La stabilisation de la ligne de visée est une fonction du servo-mécanisme de réglage classique à boucle fermée, c'est- à-dire que sous l'action d'un signal d'erreur, les mo- teurs du couple de lacet et de tangage provoquent le mouve- ment du miroir en fonction du signal d'erreur, de façon à annuler cette erreur et faire revenir le dispositif en position neutre dans laquelle la ligne de visée coïncide avec l'axe de rotation du gyrosoope.
La fig. 3 représente un dispositif équilibrant stati- quement et dynamiquement le miroir de stabilisation 15 autour de chacun des axes de la suspension à la cardan. Des roues d'équilibre 61 et 62 sont montées sur une ligne paral- lèle à l'axe du lacet. La roue d'équilibre 61 est montée sur l'axe du tangage et e st fixé6 sur le miroir de stabilisa- tion 15. La roue d'équilibre 62 est montée en contact de roulement avec la roue 61 en établissant un frotte cent de portée approprié par de minces bandes croisées en acier aooouplées aux deux roues. Lorsque la plate-tome du véhi- cule prend une position angulaire, les deux roues 61 et 62 dont le rayon est le mêmee ont tendance à tourner d'un même angle, mais en sens inverse, si on néglige le frottement de portée.
Le moment d'inertie polaire de la roue 62 est égal au tiers de l'inertie combinée de la roue 61 et du miroir 15.,
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Etant donné que les roues 61 et 62 sont montées en contact de roulement, les deux mouvements ee comparent et le mi- roir de stabilisation 15 reste en position fixe par rap- port au châssis du véhicule. L'équilibre du couple est réalisé lorsque l'amplitude du mouvement de la roue 61 et du miroir 15 est égal à la moitié de l'unité d'angle de référence de l'angle de la plate-forme. L'équilibre de l'inertie du miroir de stabilisation est ainsi maintenu pendant tous les mouvements du véhicule.
La fig. 4 représente une autre forme de réalisation de l'invention dans laquelle le détecteur 28 est monté sur le carde 19 de la suspension à la cardan en dehors du gyroscope. Le dispositif de la fig. 4 est une variante de la forme de réalisation principale de la fig. 1, la forme de construction du gyroscope 21 étant la même dans lea deux formes de réalisation, à part la position du détecteur 28. La source lumineuse 32 (fig.1) projette suivant l'axe de rotation 23 du gyroscope un faisceau lumineux rendu parallèle par le dispositif à trajet op- tique comprenant les miroirs 25 et 37. Le faisceau lumi- neux parallèle est réfléchi par la surface postérieure b du miroir de stabilisation 15 de la ligne de visée et est détecté par le détecteur 28.
Bien entendu, l'invention ne doit pas être considé- rée comme limitée aux formes de réalisation représentées et décrites, qui n'ont été choisies qu'à titre d'exemple.