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"Gyroscope à rotor vibrant"
La présente invention se rapporte à un dispositif de navigation et elle concerne plus particulièrement un dispositif de guidage par inertie à plate-forme stabilisée utilisant un nouvel instrument à inertie pour obtenir une vitesse de dérive extrêmement faible.
Les appareils à plate-forme stabilisée sont des appareils utilisés pour la navigation par inertie de pré- ci.sion.
Ces appareils comprennent un "élément stable" sur lequel sont montés des dispositifs de mesure de l'accélé- ration (accéléromètres:) pour capter les accélérations
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subies par le véhicule le long d'axes de coordonnées oonnus.
L'élément stable est maintenu dans une attitude particuliè- re par rapport à l'espace d'inertie ou par rapport à la terre. (suivant le mode de fonctionnement) par des disposi- tifs stabilisateurs. A l'attitude choisie de l'élément sta- ble qui est définie'par les dispositifs stabilisateurs, cha- cun des accéléromètres mesure l'accélération du véhicule le long de l'un des axes du système de coordonnées de l'at- titude choisie. Par intégration continue des accélérations particulières qui sont détectées par les accéléra-mètres, il est possible de déterminer d'une façon connue la vitesse .du véhicule et sa position par rapport à son point de départ.
Normalement, les dispositifs stabilisateurs uti- lisés sont des gyroscopes particulièrement précis. Au cours de ces dernières années, on a consacré une somme considéra- . ble de recherches à la conception et à la mise au point des gyroscopes utilisés dans les plates-formes de guidago par inertie. La plupart de ces efforts ont été consacrés à la réduction de la vitesse (que l'on désigne par l'expression vitesse de dérive) à laquelle le gyroscope dérive par rap- port à une attitude exactement déterminée.
On a pu réduire considérablement la vitesse do dérive des gyroscopes de haute précision de réalisation classique en utilisant des portées en rubis, à gaz ou à air, en mettant en oeuvre des techniques d'équilibrage particulièrement précises, en fai- sant flotter les éléments internes dans un fluide, en uti- lisant des matériewc. rares et coûteux, et en mettant en oeuvre d'autres techniques, qui toutes réduisent les cou- ples parasites. Les dispositifs de guidage utilisant des gyroscopes qui présentent le maximum de précision que l'on
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peut obtenir actuellement sont capables d'amener un Véhi- cule 4 très faible distance d'une position choisie après un trajet de plusieurs milliers de kilomètres.
Bien que cet- te précision soit suffisante pour la plupart des applica- tions, certaine cas nécessitent des dispositifs stabilisa- tours encore plus précis. liez tentatives effectuées dans le but d'améliorer la précision que l'on peut obtenir actuellement avec les gyroscopes classiques n'ont pas en général été couronnés de succès, en raison des caractéristiques inhérentes à ces dispositifs.
La précision des gyroscopes à déplacement clas- siques (qui donnent une sortie directement représentative du changement imposé à l'attitude de la plate-forme) est limi- tée par le système compliqué de suspension 4 la Cardan par lequel ce gyroscope doit être su@@orté, Chaque ensemble de cadres introduit des problèmes de frottement et de désé- quilibrage des paliers.
la précision des gyroscopes classi- ques est également limitée par les couples qui sont dûs aux gradients thermiques qui se manifestent dans le fluide de flottation, au défaut de précision des paliers des gyrosoo- peso à la présence des fins conducteurs utilisés dans le fluide de flottation pour la transmission de signaux et par d'autres éléments qui produisent des couples parasitées
En outre, la plupart des modifications apportées aux gyroscopes pour améliorer la vitesse de dérive ont été faits jusqu'à présent au prix d'un accroissement de la complication, d'une élévation du prix et d'une réduction de la robustesse.
En même temps, les conditions d'environ- nement au.,*.quelles sont soumis les véhicules modernes conte- nant des plate-formes de guidage par inertie sont générale-
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ment d'une nature qui nécessite des instrumenta stabilisa- leurs plus robustes,
Du fait que la précision des gyroscopes est sensi- blement limitée par des erreurs déterminées par Ion cadres de suspension à la Cardan, les chercheurs se sont dirigés sur les voies tendant à établir des instrumente stabilisa- leurs sans suspension à la Cardan,
Un instrument sans sus- pension à la Cardan de cette nature est par exemple celui décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 1.801.619 du 21 Avril 1937. Cet instrument utilise un barreau vibrant pour fournir un signal de sortie qui est utilisé pour com- mander un compas orienté vers le nord. Une théorie analogue constitue la base du dispositif suivant l'invention.
L'invention a donc pour but - de réaliser un dispositif à plate-forme stabi- lisée, destiné à la navigation par inertie et qui ait une précision d'une plus grande sûreté qu'aucun des systèmes connus de la technique antérieure ; - de mécaniser une plate-forme de guidage par iner- tie au moyen de dispositifs stabilisateurs capables d'im- poser, à cette plate-forme des vitesses de dérive extrêmement faibles ;
.- de réaliser un nouveau dispositif stabilisateur, capable de conditionner l'élément stable d'une plate-forme aveo une précision supérieure à celle que peuvent donner les dispositifs stabilisateurs actuellement connus : - de réduire la complexité des dispositifs stabi- lisateurs tout en accroissant la précision, leur robustesse et leur aptitude à résister à des conditions sévères de l'environnement ;
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- de réaliser un nouveau dispositif, capable d'in- diquer les changements angulaires de l'attitude d'un élément stable pour plate-forme, et qui ne soit pas sujet à l'in- fluence des couples normaux générateurs d'erreurs qui sont inhérents aux gyroscopes classiques ; - d'utiliser un nouveau dispositif intégrateur comprenant un nouveau dispositif capable de compenser les variations angulaires pour stabiliser une plate-forme de guidage par inertie dans un système de coordonnées choisi.
On atteint ces buts, ainsi que d'autres, conformé- ment aux divers aspects de la présente invention, en réalisant une nouvelle plate-forme qui est basée sur un dispositif nouveau et qui supplante le gyroscope classique. La plate- forme suivant l'invention est capable d'atteindre une pré- cision qui est supérieure d'un ordre de grandeur à celle des dispositifs de la technique antérieure, Cette précision permet de pla@er un véhicule dans un rayon de quelques oen- taines de mètres autour d'une cible donnée qui est située à une distance de son point de départ égale à la moitié du tour de la terre.
Par ailleurs, le dispositif qui stabilise la plate-forme est moins compliqué, moins coûteux et sensi- blement plus robuste que certains dispositifs connus présen- tant une précision sensiblement moins grande,
En principe, la plate-forme est centrée sur un dispositif stabilisateur à inertie nouveau, que l'on peut désigner par l'expression "vibra-rotor"ou gyroscope à "vibra-rotor". Il va de soi que le terme de "gyroscope" sera utilisé ici en l'absence d'un terme mieux approprié, en raison du rôle que le dispositif joue mais non pas en raison de ces caractéristiques de fonctionnement.
Chaque
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vibra-rotor a un arbre rotatif qui fait tourner un anneau formant volant d'inertie, cet anneau ayant une liberté de rotation autour d'un axe perpendiculaire à l'arbre, liberté qui est limitée par une résistance de torsion, Le vibra- rotor est construit de façon que la fréquence naturelle de vibration de l'anneau autour de l'axe de résistance tor- sionnelle soit égale à la fréquence de rotation de l'arbre, L'anneau est donc très sensible aux déplacements angulaires de l'axe de l'arbre : ces mouvements impriment à l'anneau des vibrations qui ont la fréquence naturelle de cet anneau, et qui, si l'amortissement était dliminé, se prolongeraient indéfiniment.
L'amplitude maximum de ces vibrations est proportionnelle au déplacement angulaire de l'arbre à par- tir de sa position initiale. Par ailleurs, la phase des vi- brations par rapport à un signal de synchronisation de ré- férence est une mesure directe de la direction (par rapport à un système de coordonnées fixes) du mouvement d'entrée qui engendre le déplacement angulaire de l'axe de l'arbre.
Par conséquent, le vibra-rotor peut être utilisé en rempla- cement d'un gyroscope à lecture directe et à deux degrés de liberté.
Dans la pratique réelle, bien qu'il ne soit pas possible d'éliminer totalement l'amortissement, cet amor- tissement peut être réduit à un point tel que les effets provoqués par cet amortissement ne se manifestent d'une fa- çon détectable qu'après une période extrêmement longue, Plus particulièrement, en plaçant les éléments tournants dans une enceinte sous vide, en choisissant des matières qui ont des coefficients d'amortissement minima et en uti- lisant un volant d'inertie sensiblement en forme d'anneau,
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il est possible de réduire l'amortissement au minimum.
La forme du volant d'inertie présente une importance particu- libre ; on a constaté qu'un élément symétrique par rapport à un point et par rapport à une droite, tel qu'un élément ayant sensiblement la forme d'un anneau, donne des moments d'inertie optima pour éliminer sensiblement les effets de l'amortissement mécanique comme facteur de commande. C'est ainsi que, contrairement aux dispositifs vibratoires de la technique antérieure, le gyroscope à vibra-rotor est capa-. ble d'une précision extrême.
Lorsqu'il est mécanisé dans un nouveau dispositif à plate-forme servo-mécanique, ayant une réponse relativement rapide, on obtient un effet de gyros- cope intégrateur presque parfait présentant une vitesse de dérive extrêmement basse (d'une qualité supérieure d'un ordre de grandeur à celle des gyroscope classiques).
Par ailleurs, étant donné que le dispositif ne .nécessite aucune suspension à la Cardan, il utilise en géné- ral un plus petit nombre de pièces susceptibles de déséqui- libre. La structure du dispositif élimine le fluide de flot- tation qui est fréquemment utilisé avec les gyroscopes olas- siques, Le dispositif est construit de façon à produire un signal en courant alternatif de sorte que l'on peut utiliser des éléments producteurs de couples et détecteurs fonction- nant par induction et que les dispositifs de contact et les conducteurs générateurs de couples se trouvent éliminés.
Dans l'ensemble, dans le gyroscope à vibra-rotor, les désé- ' quilibres et couples parasites sont sensiblement réduits, le résultat étant d'améliorer la précision et la robustesse du dispositif, comparativement aux gyroscopes dé précision classiques. En combinant ces dispositifs aveo un nouveau
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dispositif servo-mécanique, et comme on l'expliquera plus bas, il est possible de réaliser un dispositif de naviga- tion extrêmement précis,
D'autres caractéristiques et avantages ressorti- ront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, et donnant à titre explicatif mais nulle- ment limitatif plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention.
Sur ces dessins,
La figure 1 est une vue en perspective d'un dispo- sitif simple illustrait.. les principes du fonctionnement des gyroscopes à vibra-rotor suivant l'invention.
La figure 2 représente graphiquement en fonction du temps l'amplitude des déviations ou de vibrations de l'élément rotatif d'un gyroscope à vibra-rotor,tel que celui représenté sur la figure 1, pour un mouvement d'entrée par- ticulier déterminant un déplacement angulaire de l'arbre d'entraînement en rotation.
La figure 3 est une vue en partie en coupe d'une forme particulière de réalisation de gyroscope à vibra- rotor suivant l'invention.
La figure 4 est une vue partielle en coupe prise suivant la ligne 4-4 de'la figure 3, le bottier extérieur et les éléments du côté gauche étant supprimés pour la clar- té du dessin.
La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 3.
La figure 6 est une vue en coupe d'une autre forme particulière de gyroscope à vibra-rotor suivant l'invention,
La figure 7 est une vue en perspective d'une plate-
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forme à inertie utilisant des gyroscopes à vibra-rotor sui- vant la présente invention.
La figure 8 est un schéma synoptique du circuit et des éléments mécanique s d'une plate-forme suivant l'in- vention.
La figure 9 est un schéma d'un circuit détecteur pouvant être utilisé par la plate-forme de la figure 8.
La figure 1 montre un schéma de principe du dispo- sitif suivant l'invention, que la demanderesse estime être utile pour la description des principes appliqués par l'in- vention.
Le dispositif comprend un arbre cylindrique rigide 10, qui peut être monté par des roulements (non représentés) et qui peut être entraîné pour tourner sur son axe par un moteur synchrone classique 11. Un rotor mince 13, de forme annulaire, réajisé en une matière rigide, est monté coaxia- lement à l'arbre 10 par deux barres de torsion 14 placées dans le prolongement l'une de l'autre, et qui tendent à main- tenir le rotor 13 dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre 10.
Les barres de torsion 14 sont fabriquées en une mutière et ont une forme telle qu'elles soient sensiblement rigides sur toute leur longueur et qu'elles aient une cons- tante élastique de rotation choisie en ce qui concerne les couples qui agissent autour de leur axe commun X-X (couples qui sont provoqués par la rotation du rotor 13).
Si l'arbre 10 est entraîné en rotation autour de son axe à une vitesse de rotation constante N par le moteur 11 et si la constante élastique des barres de torsion 14, ainsi que les moments d'inertie du rotor 13, sont choisis de telle façon que la fréquence naturelle de vibration du
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rotor 13 autour de l'axe X-X, qui est déterminée par les barres 14, soit égale à la vitesse de rotation N, le rotor 13 commencera à vibrer avec une grande sensibilité en ré- ponse à tous déplacements angulaires ou changements d'atti- tude de l'arbre 10 par rapport à son attitude initiale (angle ).
Par ailleurs le point de déviation maximum, c'est-à-dire d'amplitude maximum du rotor 13 en vibration se produira à un angle qui est en relation aveo la direction du changement d'attitude de l'arbre 10. Si l'amortissement des vibrations du rotor est réduit au minimum, la déviation du rotor 13 croîtra linéairement avec la prolongation du dépla- cement angulaire 0 de l'arbre 10 et sera donc représenta- tive de cet angle pendant une période d'une certaine durée.
La période de linéarité dépendra de la proportion dans la- quelle il est possible de réduire l'amortissement du systè- me. Pendant cette période, le dispositif représenté sur la figure 1 fonctionnera d'une façon analogue à un gyroscope à déplacement et il pourra être agencé mécaniquement pour donner un signal de sortie représentatif du déplacement angulaire total de l'arbre 10. Ce signal de sortie indique la valeur de 0 'par son amplitude maximum de vibration et il indique la direction de , par rapport à un système d'axes fixes, . par sa différence de phase par rapport à un signal de syn,= chronisation de référence.
On peut avoir une meilleure appréciation du fonc- tionnement du dispositif suivant l'invention et des sélec- tions qui sont nécessaires pour la mécanisation du dispo- sitif en vue d'obtenir les caractéristiques désirées en considérant l'analyse mathématique suivante de ses proprié- tés.
Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, la réponse du dispo-
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sitif à un déplacement angulaire de l'arbre 10 autour d'un axe perpendiculaire à 1'arbre 10 est un mouvement alterna- tif, o'est-à-dire une vibration du rotor 13 à une fréquence égale à la fréquence de rotation, L'équation différentielle de base du mouvement du dispositif peut être déduite de l'équation d'Euler du mouvement d'un corps rigide autour d'un point fixe :
EMI11.1
T% =:
Awx Av y v0+ Cw 3rw0 et de l'équation donnant les couples qui sont dûs aux cons- tantes élastiques et d'amortissement des barres 14 : Tx = -K # - D # où les axes x, y et z sont fixes dans ,le rotor 13.
A est le moment d'inertie transversale du rotor 13 autour de l'axe x et de l'axe y,
EMI11.2
wu" wy, wz san.t les V4, 8000 angulaires correspon- dantes,
C est le moment polaire d'inertie du rotor 13 au- tour de l'axe z,
K est la constante élastique angulaire des barres de torsion 14 autour de leur axe commun x, # est la vibration angulaire du rotor 13 autour des barres de torsion 14,
D est la constante d'amortissement angulaire des barres de torsion 14.
En combinant les deux équations et en réduisant, et en tenant compte du .fait que : .. wx = # + # cos Nt wy = -# sin Nt + N # wz = N où :
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# = déplacement angulaire de Marbre 10 autour d'un axe quelconque perpendiculaire à son axe de rotation.
On obtient Inéquation différentielle suivante pour
EMI12.1
le système : xin yt - N2(c oxo à>7 On peut voir que, à la résonance
EMI12.2
où : wR est la fréquence angulaire naturelle du rotor
13 lorsque l'amortissement est iaible.
A la résonance.. wR = N, de sorte que t
K = N2 (2A -. C) et l'équation de base du :rotor-devient # + D/A # + N # = C # N/A sin Nt.
En résolvant l'équation ci-dessus, et en supposant une entrée # constante t #(t) = #C/D ( e T 1 ) cos Nt qui se réduit à #(t) = #C/D t/T oos Nt où T = une constante de temps et t# T.
La dernière équation démontre que, pour de petits angles #, la déviation angulaire du rotor 13 est directe- ment proportionnelle à $ t, qui est la déviation angulaire de l'arbre multipliée par+cosinus qui représente les vibra- tions. Par conséquent, pour des périodes petites par rap- port à la constante de temps,
T = 2A/D le dispositif peut être agencé mécaniquement pour fonctionner
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comme gyroscope à déplacement,
La linéarité de la réponse du rotor 13 aux dépla- cements angulaires de l'arbre à partir d'une attitude ini- tiale est démontrée par le graphique de la réponse à une entrée $ à vitesse angulaire oonstante représentée sur la figure 2.
Ainsi qu'on peut le remarquer, pendant la plus grande partie de la période qui va. jusqu'à la constante de temps T, la pente de l'enveloppe est extrêmement linéaire.
Si l'on réalise un réseau pour ooopérer avec le vibra-rotor en réponse à une sortie qui représente l'enveloppe dans une période courte par rapport à la constante de temps du vibra- rotor, on peut obtenir un dispositif de navigation à iner- tie très précis.
Il ressort de l'équation de la oonstante de temps T ci-dessus que la valeur @e l'amortissement Influe nota- blement sur le précision du gyroscope à vibra-rotor. En réduisant cet amortissement, on a obtenu une constante de temps d'environ 5 minutes dans une forme de réalisation du vibra-rotor.
Pour déterminer les facteurs qui sont dans une cartaine relation aveo l'amortissement, on peut définir Qo, la tendance du rotor à vibrer lorsque l'arbre n'est pas en rotation, de la façon suivante :
Qo = K/ND
Qe, qui est la tendance à vibrer pendant la ro- tation est donc
EMI13.1
et
EMI13.2
à la résonance.
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Etant donné que, pour un rotor mince, de rayon moyen R et d'épaisseur h,
EMI14.1
et
C = MR2 où M est la masse du rotor,
EMI14.2
la construction, d'un rotor aussi mince que possible pourvu que son épaisseur soit compatible aveo les exigences de rigidité, constitue un procède avantageux pour éliminer l'amortissement. Dans une forme particulière de réalisation, le Qe réellement obtenu était de 71.000, Il convient de remarquer que le Qe de l'ensemble est fortement influencé par la forme du volant d'inertie puisque les moments d'iner- tie dépendent de la forme.
On a constaté que l'anneau plat ou mince est le mieux approprié pour produire un Qe qui permette d'atteindre des précisions élevées comparativement aux précisions obtenues par la technique antérieure,
Sur les figures 3, 4 et 5, on a représenté trois vues d'un gyroscope à vibra-rotor particulier oonforme à l'invention. Le dispositif représenté comprend un rotor rigide 21 ayant essentiellement la forme d'un anneau, qui est le volant d'inertie du système et qui est fixé perpen- diculairement à un arbre rigide 23 par deux barres de tor- sion 24 formant les fixations. Les barres 24 peuvent être fixées à l'arbre 23 d'une façon classique, par exemple par des colles à haute résistance, ou par soudage.
Les barres 24 sont fixées au rotor 21 par deux diaphragmes 25 dont le rôle sera expliqué dans la suite. Le rotor 21, l'arbre 23 et les barres 24 peuvent être réalisés en une matière à
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haute ténacité telle que le titane ; et les matières de tous ces éléments peuvent avantageusement être choisies de façon à présenter des coefficients de dilatation thermique sensi- blement identiques entre eux, Afin de maintenir la fréquence de résonance constante sur une large gamme de température, on peut utiliser des matières à "module constant" (c'est- à-dire qui présentent des coefficients combinés de dilata- tion thermique et de variation thermique de la constante élastique sensiblement égaux à zéro).
Les barres 24 sont par exemple construites en une matière felle que le nickel- chrome-fer comme le "Ni Span C") et elles ont une forme propre à donner la constante élastique désirée sur une large gamme de températures. Les barres 24 représentées ont une section cruciforme, dans un but qui sera expliqué dans la suite, mais il est possible d'ut@liser d'autres formes qui sont aptes à donner la constante élastique'appropriée avec le minimum d'amortissement,
Le rotor 21 est entraîné en rotation autour de l'axe de l'arbre 23 par un moteur à hystérésis 27 à vitesse constante (figure 3).
Le moteur 27 peut être un moteur syn- chrone d'une forme classique pour les gyroscopes de préoi- sion et il comprend un stator 28 qui porte des bobinages de stator appropriés, et un rotor 29. Le courant d'entrée est fourni au bobinage du stator 28 d'une façon classique, par une source, non représentée. Le rotor 29 est relié méoani- quement à l'arbre 23 et l'entraîne à une vitesse de rotation constante N qui est choisie pour être égale à la fréquence naturelle de vibration du rotor 21 autour de l'axe défini par les'barres 24.
L'égalisation entre la vitesse de rota- tion du rotor N et la fréquence naturelle de vibration du
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rotor 21 autour des barres de torsion 24 s'effectue en ajus- tant les constantes du système de la façon qui a été dé- crite par l'analyse mathématique donnée plus haut,
Un bottier 32 étanohe au vide, de forme cylindri- que creux, à extrémités fermées, peut être avantageusement monté autour du rotor pour tourner avec ce dernier et cons- tituer une enceinte où règne un vide élevé pour la vibra- tion du rotor 21. Le vide élevé (10-3 mm de mercure) qui règne à l'intérieur du boîtier 32 (lequel peut être cons- truit en une matière formant blindage magnétique telle qu'un alliage de fer à haute teneur en nickel)
élimine sensible- ment l'amortissement par l'air des vibrations du rotor 21.
Les barres 24 sont avantageusement construites en une matiè- re choisie de façon à a@oir des caractéristiques de fluage et d'hystérésis très faibles afin de réduire l'amortissement mécanique à un minimum, de sorte que l'amortissement total est ainsi réduit à une valeur infinitésimale.
L'arbre 23 est monté dans un bottier extérieur 33, réalisé en une matière telle que le béryllium, au moyen de deux roulements à billes 34 qui portent l'arbre et qui sont choisis pour réduire au minimum le jeu longitudinal de l'ar- bre 23. Suivant une variante, il est possible d'utiliser des paliers à gaz pour prolonger la vie de l'instrument ; tou- tefois, les roulements à billes donnent sensiblement la même précision initiale au vibra-rotor. Un dispositif cap- teur à induction 35, et un dispositif générateur de couple 36, à induction, matériellement identique au premier (fi- gure 5) sont montés dans le bottier à vide 32 pour mesurer et ajuster respectivement la déviation du rotor 21 dans son mode vibratoire.
Chacun des dispositifs 35 et 36 comprend
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deux aimants permanents 39 qui sont fixés pour tourner à l'intérieur du bottier 32 par deux éléments 41 de mise en forme du champ, séparés magnétiquement, qui sont agencés pour présenter un champ prédéterminé approprié. Chacune des deux bobines 43 est fixée au rotor 21 par des supports 80 (figure 5) pour tourner et vibrer avec le rotor, les vibra- tions ayant pour effet de faire déplacer cette bobine dans un entrefer du champ qui est défini par les éléments 41 et les aimants 39. Dans le vibra-rotor représenté sur la fi- gure 5, le rotor 21 est évidé au droit des dispositifs 35 et 36 pour équilibrer l'addition du poids des bobinages.
En fonctionnement, il s'induit dans la bobine 43 du dispositif capteur 35 une tension proportionnelle au mouvement vibratoire du rotor 41. Etant donné que, dans le mode vibratoire, la vitesse de vibration maximum du rotor 21 est directement proportionnelle à son amplitude maximum, ou à sa déviation maximum, l'amplitude de la tension induite par la vibration du rotor 21 dans la bobine 23 du dispo- sitif capteur 35 est directement proportionnelle à la dé- viation vibratoire maximum du rotor 21. Etant donné que la vitesse maximum de vibration se produit à une position du rotor 21 qui est décalée d'une valeur constante par rapport à la position de déviation maximum, la phase de l'onde de tension est indicatrice de l'angle auquel la déviation ma- ximum du rotor se produit.
Le signal de tension ainsi in- duit indique donc la valeur du déplacement angulaire de l'arbre 20 par son amplitude, tandis que sa phase est re- présentative de la direction du déplacement angulaire.
Le signal capté qui est engendré dans la bobine 43 du dispositif 35 est transmis à un bobinage primaire
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rotatif 45 qui est fixé extérieurement au bottier 32 et qUi tourne avec ce bottier (cet enroulement étant l'enroulement primaire d'un transformateur rotatif de détection 46 qui comporte un enroulement secondaire fixe 47) par des oondup.. teurs ,(non représentés) qui sont contenus dans le bottier 32, Ces conducteurs sont fixés au rotor 21, aux branches 24, à l'arbre 23 et au bottier 32 de sorte qu'ils n'induisent pas de couples parasites er. réponse aux accélérations, Le signal est par conséquent transmis à l'enroulement secondaire 47 pour donner un signal de tension de sortie indicatif de l'am- plitude de vibration du rotor.
D'un autre côté, le dispositif producteur de cou- ple 36 reçoit des signaux d'entrée fournis par une généra- trice, montée pour coopérer avec le rotor 29 du moteur d'en- traînement 27. Le générateur de couple reçoit des signaux de couple constitués par un courant continu d'une source (non représentée) par l'intermédiaire de deux enroulements primaires 49 et 50 qui sont fixés entre eux en quadrature et montés sur le bottier extérieur 33. Une bobine 51 est montée sur le rotor 29 très près de la bobine 50 et tourne avec l'élément rotor 29 pour engendrer un signal de couple à une fréquence qui est exactement égale à celle de la ro- tation de l'arbre 23.
L'un des bobinages 49 ou 50, reçoit des signaux de couple relatifs à une première coordonnée (par exemple des signaux de la coordonnée X) tandis que l'autre bobinage reçoit des signaux de couple relatifs à l'autre coordonnée. Les signaux de couple sont donc ainsi appliqués, par l'intermédiaire de la bobine 43 du dispo- sitif 36, dans un sens qui est toujours dans une phase pro- pre à solliciter le rotor 21 dans le sens voulu.
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Au bottier extérieur 33 est également fixé un dis- positif de synchronisation de sortie pour établir la phase de référence, ce dispositif comprenant un aimant permanent 53 fixé au rotor 29 du moteur 27 et une bobine capteuse 54 fixée au bottier extérieur 33. Lorsque le rotor 29 tourne, chaqurévolution engendre un signal de sortie pulsé à tra- vers la bobine capteuse 54. Les signaux de sortie pulsés ainsi engendrés peuvent être utilisés pour la résolution de la phase des signaux de sortie engendrés par le dispositif capteur 35. Dans certains agencements particuliers, il peut être avantageux, afin d'améliorer la précision du système, d'utiliser deux ou quatre dispositifs de synchronisation de cette nature qui sont décalés respectivement de 1800 ou de 90 l'un par rapport à l'autre.
Ces signaux peuvent être utilisés pour mettre en phase de @açon précise les composan- tes des signaux qui sont en quadrature les unes par rapport aux autres. D'un autre côté, des signaux de synchronisation peuvent également être fournis par des dispositifs généra- teurs de courant alternatif plus classiques, actionnés par l'arbre 23 ou bien en réponse à des signaux émis par la source d'alimentation du moteur, qui n'est pas représentée.
Un avantage apporté par l'utilisation des dispositifs de synchronisation représentés est que l'utilisation combinée de deux vibra-rotor élimine les problèmes de synchronisation de phase.
Pour récapituler, en fonctionnement, le moteur 27 entraine l'arbre 23 pour faire tourner le rotor 21 . En réponse à un déplacement angulaire quelconque du bottier 23 et, par conséquent de l'arbre 23 autour d'un axe orthogonal à l'axe de l'arbre 23, le rotor 21 commence à vibrer, Le
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déplacement maximum de la vibration du rotor 21, pour une période qui dépend de la constante de temps de l'instrument, est proportionnel à l'amplitude du déplacement angulaire de l'arbre 23. Lorsque le rotor 21 vibre, la vitesse de son mouvement vibratoire autour d'un axe établi par les barres de torsion 24 est mesurée par un dispositif capteur 35. La mesure se manifeste sous la forme d'un signal de tension sinusoïdal aux bornes de l'enroulement secondaire 47 du transformateur capteur rotatif 46.
Lorsque cela est néoes- , saire (pour le calage initial de la plate-forme ou pour une autre raison), on applique des signaux de couple par l'in- termédiaire du dispositif producteur de couple 36 pour amor-. tir et annuler les vibrations du rotor 21 ou pour fournir les couples voulus pour changer l'attitude de la plate- forme stabilisée à vibra-rotors,
La forme des barres de torsion 24 du dispositif représenté sur les figures 3, 4, et 5 mérite une remarque.
Les barres 24 sont de section cruciforme, Cette forme est choisie pour donner le maximum de résistance transversale, c'est-à-dire de résistance à la flexion, tout en présentant une constante élastique faible et en réduisant par consé- quent, au minimum les pertes par hystérésis dans la masse de la matière dont sont faites les barres de torsion.24.
Toutefois, bien que l'amortissement soit sensiblement ré- duit de sorte que la constante de temps de la vibration du rotor 21 est ainsi augmentée et que l'on obtienne un accrois- sement concomitant du système, il se pose également un autre problème. Ce problème implique une erreur (une dérive isoélastique) du deuxième ordre de grandeur qui est engen- drée par les variations brusques d'accélération qui intro-
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duisent des grandes forces d'accélération, sur le dispositif.
Etant donné que l'anneau, que l'on désigne fréquemment dans le présent mémoire par l'expression volant d'inertie, est suspendu par un dispositif qui n'est pas symétrique dans toutes les directions, l'application de grandes forces d'ao- célération à cet anneau pourrait provoquer un décalage du centre de gravité, qui introduirait un couple parasite sur le volant d'inertie et introduirait une erreur de dérive dans le fonctionnement de la plate-forme combinée à cet an- neau. Toutefois, si l'on réalise une suspension symétrique, le décalage du centre de gravité ne provoquera pas l'appli- cation de couples parasites et il n'en résultera pas de dé- rive.
Dans l'agencement représenté sur les figures 3, 4 et 5, la section cruciforme des barres de torsion 24 est telle que la caractéristique de flexion (rigidité) de ces barres en réponse à un décalage du centre de gravité du vo- lant d'inertie 21 dans un sens quelconque perpendiculaire à l'axe des barres 24 est sensiblement uniforme. Toutefois, les forces qui sont appliquées de façon à déplacer le centre de gravité dans une direotion quelconque ayant une compo- sante orientée suivant l'axe des barres de torsion 24 ren- contre une rigidité sensiblement plus grande en raison de la résistance à la compression que les barres de torsion 24 présentent parallèlement à leurs axes.
Pour équilibrer cet accroissement de rigidité et pour donner à l'anneau d'iner- tie 21 une suspension plus uniforme, il est prévu une paire de diaphragmes 25 aux extrémités extérieures des barres de torsion 24, pour monter l'anneau d'inertie 21.La rigi- dité ou la résistance des diaphragmes au mouvement perpen.-
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diculaire à leurs plans parallèles est choisie de telle fa- çon que le total soit sensiblement égal à la rigidité des barres de torsion aux mouvements perpendiculaires à leurs axes* On obtient ainsi une suspension sensiblement symé- trique et la dérive isoélastique est sensiblement éliminée.
Sur la figure 6, on a représenté une autre forme de réalisation de gyroscope à vibra-rotor. suivant l'inven- tion. Le dispositif représenté comprend un bottier exté- rieur 60 constitue par un cylindre creux, à extrémités fer- mées, étanche à la pression, qui est de préférence construit en une matière légère mais rigide telle que l'aluminium.
L'axe uu bottier 60 coïncide avec l'axe d'un arbre fixe 62 qui est de préférence fait d'une matière rigide telle que
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l'acier inondable. Sur 1'axè 62 cet monté un moteu" do gyroscope classique 64. Le moteur 64 peut être un moteur synchrone à hystérésis, du type qui est bien cormu dans la technique, et dans lequel les bobinages 65 générateurs de champ sont pladés sur un stator central tandis qu'une car- casse de moteur 66 porte les pièces polaires 67 et est en- traînée pour tourner sur des roulements à billes 63 autour des bobinages 65. Sur la carcasse 66 du moteur est monté, par l'intermédiaire d'une paire de barres 68, un volant d'inertie 70 constitué par un anneau.
La carcasse 66 joue donc le rôle d'arbre creux pour faire tourner l'anneau 70 autour de l'axe fixe 62.
Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, le volant d'i- nertie 70.est réalisé en une matière rigide telle qu'un fer ou acier spécialement choisi. Suivant une variante, on peut prévoir une jante d'acier ou de fer qui entoure une matière rigide centrale telle que le titane. Les barres 68 qui,
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dans la forme de réalisation de la figure 6, ont une section carrée, peuvent également être construites en une matière rigide et être d'une forme propre à avoir une constante élastique prédéterminée.
Dans une forme particulière de réalisation du gyroscope à vibro-rotor' comme représenté sur la figure 6, le volant d'inertie 70 était construit en fer, il avait un poids de 104,8 g et il avait un diamètre inté- rieur et un diamètre extérieur de 63,5 et de 82,5 mm respec- tivement, Les barres de torsion 68 étaient choisies pour don- ner une constante élastique de 3125 om-g par radian.
Ainsi qu'on l'a expliquée ces valeurs ont été choisies compte tenu des constantes de l'ensemble, y compris la vitesse de rotation du moteur d'entraînement 64 (environ 141 t/mn dans la construction particulière considérée).Le dispositif re- présenté était équipé d'un dispositif capteur 71 classique, fixé au bottier extérieur 60 pour mesurer les vibrations du rotor 70. Des champs variables étaient engendrés dans chacune des moitiés d'un dispositif 71 du type E d'une façon classique, par le mouvement du fer du rotor 70 et débitaient des signaux de sortie en courant alternatif sur des conduc- teurs (non représentés).
Le dispositif 71 du type E peut également être utilisé pour engendrer des champs en raison des signaux de. rotation-phase et des signaux de couples (qui seront expliqués plus bas) ou bien on peut également ajouter un autre dispositif analogue, Il y a lieu de remar- quer que des dispositifs capteurs et producteurs de couples analogues pourraient être montés sur le bottier rotatif 32 du dispositif représenté sur la figure 3.
Les avantages des dispositifs représentés sur les figures 3, 4, 5 et 6 et qui résultent do l'utilisation d'une
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enceinte ou d'un boîtier étanohe au vide pour contenir le rotor méritent d'être remarquées Tout d'abord, l'utilisa-* %ion d'une enceinte étanche au vide permet de réduire la pression atmosphérique 4 un point tel que l'amortissement par l'air ne soit plus un facteur de la constante de tempe de l'instrument.
L'enceinte sous vide permet d'exercer un réglage précis des caractéristiques de l'atmosphère qui en- toure le rotor, qui est l'élément le plus important de l'ins- trument et le seul élément dont l'équilibrage est critique.
Par exemple, la température de l'enceinte peut être détec- tée par un dispositif 72 détecteur de température d'un type bien connu approprié quelconque. Le dispositif 72 peut être agencé pour débiter des signaux à des dispositifs de régla- ge de la température,non représentés, qui règlent l'atmos- phére qui entoure les dispositifs de façon que leurs carac- téristiques restent sensiblement constantes.
Etant donné que l'enceinte sous vide ne contient pas de fluide équilibrant, il ne se produira pas de gradients thermiques et on peut choisir les matières sans que leur choix ne pose un diffi- cile problème d'équilibrage précis de leurs caractéristiques de dilatation thermique.
Un certain nombre d'avantages résulte @e la forme de base du gyroscope à vibra-rotor. Par exemple le vibra- rotor est le seul élément qui nécessite un éq@/librage au degré qui est normal pour les instruments de @réoision ana- logues de sorte que la fabrication est notablement simpli- fiée. En outre, les couples parasites des criées qui se manifestent éventuellement ne sont pas trensmis à la sortie.
Seules peuvent affecter le rotor les semasses longitudina- les imprimées aux portées et ces secoures se manifestent
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.simplement sous la forme d'un niveau de polarisation de la sortie de l'instrument, qu'il sera facile d'éliminer par filtrage. Non seulement on obtient les avantages mentionnés plus haut mais, du fait de la réponse du rotor au mouvement réel de l'arbre tournant, le vibra-rotor est monté directe- ment sur l'élément stable sans l'interposition d'une arti- culation à la Cardan. L'absence de ces articulations et des couples parasites qui sont liés à cette articulation entraîne un accroissement notable de la précision et une réduction de la vitesse de dérive.
Sur la figure 7, on a représenté des plates-formes stabilisées désignées dans leur ensemble par la référence 110. La plate-forme 110 comprend un élément stabilisé 111 sur lequel sont montés deux gyroscopes à vibra-rotor qui déterminent l'attitude (n@n représentés mais montés direc- tement à l'intérieur des bottiers 112 et 113 respectivement qui sont fixés de façon à stabiliser l'élément 111, avec des axes de rotation perpendiculaires entre eux). Les gyros- copes à vibra-rotor sont alignés de façon à définir un en- semble d'axes de coordonnées de telle façon que l'élément .''Il 1 soit maintenu dans une attitude ou orientation fixe dans l'espace.
En d'autres termes, les vibra-rotors déter- minent une référence inertielle a laquelle l'élément 111 est asservi. Sous l'action de capteurs qui accouplent entre eux les vibra-rotors et l'élément 111, les déplacements de l'élément 111 en rotation autour des axes de coordonnées choisis sont immédiatement détectés et l'élément 111 est entraîné en rotation par rapport au châssis de référence
114 d'une façon propre à éliminer les déplacements. L'élé- ment 111 est donc stabilisé continuellement dans l'espace
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d'inertie (ou dans un système de coordonnées quelconque voulu) au moyen d'un dispositif producteur de couple de sor- te qu'il conserve l'attitude fixe définie par les vibra- rotors.
Il va de soi qu'en fonctionnement le châssis de référence 114 est ordinairement monte rigidement dans un vé- hicule, l'élément 111 étant alors utilisé comme référence d'attitude à partir de laquelle il est possible de détermi- ner l'attitude instantanée du véhicule. Par ailleurs, si les accélérations du véhicule doivent être intégrées en continu pour déterminer la vitesse ou la position du véhicule on monte les accéléromètres nécessaires 130,131 et 132 sur l'élément stable 111 pour détecter les accélérations subies le long des axes de coordonnées connus qui sont définis par les vibra-rotors et montés sur l'élément 111.
Afin de permettre de faire tourner l'élément stable 111 par rapport au châssis de référence 114, l'élément 111 est monté sur une suspension à la Cardan à quatre axes, qui comprend un cadre extérieur 116, un cadre intermédiaire 117 et un cadre intérieur 118. L'élément 111 est maintenu oonti- nuellement dans l'attitude fixe qui est définie par les gy- roscopes à vibra-rotor. par l'intermédiaire des rotations coordonnées des cadres 116, 117 et 118 autour des axes de roulis extérieur et de tangage et l'axe de roulis intérieur respectivement, et par la rotation de l'élément 111 (que l'on appelera le cadre d'azimuth) autour de l'axe d'azimuth.
Comme on l'a représenté sur la figure 7, un rotateur d'azi- muth 135 (qui peut être un servo-moteur classique ou autre opérateur), un rotateur de roulis intérieur 137, un rotateur de tangage 140 et un rotateur de roulis extérieur 142 sont
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montés sur l'ensemble de cadres pour faire tourner les cadres 116, 117 et 118. Sous 1'effet d'une excitation électrique ap- propriée de l'un quelconque des rotateurs 135,137, 140 et 142, il s'effectue une rotation autour de l'axe correspon- dant de la plate-forme.
Le mécanisme décrit plus haut comprend également des appareils pour détecter et indiquer électriquement les rotations des cadres et de l'élément 111 les uns par rapport aux autres, Par exemple, la rotation en azimuth est détectée par un synchro azimuthal grossier 145 et un synohro azimu- thal fin 146. Un synchro de roulis intérieur 149 indique la rotation du cadre 118 autour de l'axe de roulis intérieur, un synchro de tangage 150 indique la rotation du oadre in- termédiaire 117 autour de l'axe de tangage, et un synchro de roulis extérieur 151 indique la rotation du cadre extérieur 116 autour de l'axe de roulis extérieur. On trouvera une description plus complète d'une plate-forme à quatre axes dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2.949.785 du 23 Août 1960.
La figure 8 permettra de mieux faire comprendre la façon dont la plate-forme suivant l'invention fonctionne, Sur la figure 8, on a représenté une plate-forme de navi- gation par inertie suivant la présente invention. Dans le schéma de la figure 8, on a représenté à la fois les conne- xions électriques et les couplages mécaniques lorsque ces éléments sont indispensables à la description du fonction- nement de l'ensemble, L'ensemble comprend un élément stable 200 sur lequel sont montés un premier et un deuxième gy- roscopes à vibra-rotor 201 et 202, qui déterminent l'atti- tude de l'axe XZ et XY de l'élément stable 200, respective-
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ment. Sur l'élément stable 200 sont également montés trois accéléré-métrés 204,205 et 206.
Chacun des accéléro-mètres mesure l'accélération dans une direction particulière par rapport à une attitude initiale de l'élément stable 200 et donne une sortie qui est représentative de l'accélération particulière. Les signaux de sortie engendrés par les accé- léro-mètres 204, 205 et 206 sont transmis, par l'intermé- diaire d'un certain nombre de conducteurs (qui sont repré- sentés par les lignes 208,209 et 210) à un dispositif de réglage et d'affichage 203, par exemple une calculatrice capable d'effectuer les calculs nécessaires pour déterminer la distance parcourue et d'autres facteurs relatifs aux véhicules sur lequel les accéléro-mètres sont montés.
Chacun des gyroscopes @01 et 202 à vibra-rotor comprend un dispositif capteur (non représenté) tel que celui décrit plus haut en regard des figures 4,5 et 6, pour four- nir des informations ayant trait à la vibration de son rotor, Les signaux de sortie émis par .les dispositifs capteurs sont transmis, par des conducteurs 211 et 212, à deux am- plificateurs à courant alternatif classiques 214 et 215.
Apres amplification, les signaux sont transmis à une série de démodulateurs où sont engendrés des composantes indica- tives de la valeur des signaux de sortie le long d'une coordonnée particulière.
Pour effectuer la décomposition des signaux en leurs composantes le long des axes particuliers, des signaux indicatifs de la phase rotatoire du rotor de chaque vibra- rotor sont engendrés et envoyés à chacun des deux modula- teurs. Les signaux de phase peuvent être engendrés d'une façon bien connue par des génératrices d'ondes rectangulaires
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ou des génératrices d'ondes sinusoïdales. Sur la figure 8, on a représenté une paire de génératrices d'ondes sinusoï- dales 218 et 219, qui sont accordées pour engendrer des on- des de sortie à une fréquence sensiblement identique à la fréquence de rotation du rotor.
Les génératrices 218 et
219 peuvent comprendre des multi-vibrateurs à un cycle, par exemple, actionnés en réponse à des impulsions de synchro- nisation qui sont transmises sur les conducteurs 207 et 213 et qui indiquent la phase de rotation du rotor, comme les signaux engendrés par la génératrice d'impulsions de synohro- nisation 53,54 représentée sur la figure 3. Chacune des génératrices 218 et 219 comprend également des moyens bien connus (par exemple un réseau de décalage de la phase) pour produire un deuxième signal de sortie décalé en phase de
90 par rapport à l'origine. C'est ainsi que chaque généra- trice 218 et 219 produit deux signaux de phase en quadrature l'un par rapport à l'autre.
Il y a lieu de remarquer ici que la production de signaux indicatifs des phases de fonction- nement des deux vibra-rotors élimine toute nécessité de synchroniser les moteurs de vibra-rotors. Si l'on utilise des signaux de phase autres que ceux qui sont engendrés par la génératrice représentée sur la figure 3, les génératrices
218 et 219 sont modifiées de façon appropriée, d'une façon bien connue, pour produire des signaux en quadrature.
Etant donné que le signal de rotation sur l'axe
X qui est produit par le gyroscope à vibra-rotor 201 fait double emploi avec celui produit par le gyroscope 202, la composante X du signal de sortie du gyroscope 201 est déri- vée par un démodulateur 217 et envoyée en réaction pour accorder le gyroscope 201 par rapport à l'élément stable
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200 en ce qui concerne sa'rotation X. De cette façon, l'élé- ment stable 200 est règle en rotation X entièrement par le gyroscope à vibra....rotor 202. Suivant une variante, il pour- rait être prévu'des moyens pour faire la moyenne des deux signaux de composantes X produits par les gyroscopes 201 et 202 pour fournir un signal de sortie dépendant des deux signaux de sortie des vibra-rotors.
Un dispositif de calcul de moyenne de ce type est décrit dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique précité.
Deux choses méritent d'être remarquées en ce qui concerne la démodulation dè la composante X du signal pro- duit par le gyroscope 201. Tout d'abord, étant donné que l'attitude de l'élément stable 200 est définie par les gyros- copes 201 et 202, il n'est pas nécessaire de déphaser le si- gnal de composante X qui est renvoyé au gyroscope 201 pour accorder ce gyroscope sur l'élément stable 200. Ceci n'est pas valable pour les signaux engendrés pour manoeuvrer les cadres de roulis et de tangage, ainsi qu'on l'expliquera plus haut. La deuxième remarque a trait à la façon dont on dérive la composante correcte du signal.
Sur la figure 9, on a représenté un circuit démodulateur qui peut être uti- lisé pour dériver la composante particulière désirée, par exemple la composante de rotation X, pour l'envoyer en réac- tion au gyroscope 201 . 'Le circuit de la figure 9 comprend quatre diodes 250-253 qui sont agencées pour recevoir le signal de phase e# et le signal eentrée dont on désire obte- nir une composante particulière et pour présenter le signal esortie de sortie désirée à travers un dispositif de sortie représenté par une résistance de charge 254.
Le signal de phase e# est grand, par rapport au signal eentrée de sorte
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que le courant n'est envoya à la résistance 254 que dans la phase appropries avec le signal e#. Par conséquent, le signal 'sortie dérivé du signal eentrée n'est que la compo- sante de ce signal qui est en phase avec e .
Le signal émis par l'amplificateur 214 est égale- ment transmis à un démodulateur et servo-amplificateur d'azi- muth 225 (qui comprend un circuit équivalent à celui repré- sente sur la figure 9) qui dérive la composante d'informa- tion d'azimuth et transmet cette information pour commander le rotateur d'azimuth 135.
Le démodulateur-amplificateur 225, de même que les autren éléments correspondants mentionnés plus bas, comprend, en dehors des circuits démodulateurs, un servo-amplificateur classique. Au moins l'un des axes de sortie du vibra-rotor est aligne dans son ensemble avec l'azimuth de la plate-forme, de orte qu'il n'est pas néoes- saire de déphaser le signal engendré par le générateur 216, D'un autre coté, les coordonnées X et Y des cadres sont alignés avec le véhicule et varient aveo ce dernier tandis que les coordonnées X et Y de l'élément stable 200 restent fixes dans un espace d'inertie (ou par rapport à la verticale locale),
Les signaux X et Y qui sont dérivés par rapport au système de coordonnées de l'élément stable doi- vent donc être déphasés avant l'application au système de cadres, A cet effet, les deux signaux de sortie de phase du générateur 219 sont envoyés à un résolveur 221. Le résolveur peut être du type comprenant une paire d'enroulements pri- maires disposés en quadrature et une paire d'enroulements secondaires tournants, également disposée en quadrature, la position des enroulements secondaires étant oommandée méoa- niquement par le cadre d'azimuth de l'élément stable 200,
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Un résolves de oe type est représenté sur la figure 8-23 à la page 141 de l'ouvrage "Principles of Guided Missile Design", de G. Merrill, édité en 1962 par D. Van Nostrand Company.
Ce résolveur engendre des signaux de sortie qui sont, par rapport aux signaux d'entrée, dans le rapport fourni par les équations suivantes
Eo1 Boni cos# - Een2 sine Eo2 = Een1 sin# + Een2 cos#
Les signaux de référence diphasés engendres par le résolveur 221 sont transmis respectivement 4 un démodula- tour et servo-amplificateur de tangage 223 et à un démodula- leur et servo-amplificateur de roulis intérieur 224.
Les démodulateurs-servo-amplificateurs 223 et 224 ont pour fono- tion (comme représenté sur la figure 9) de fournir des si- gnaux de sortie pour commander les rotateurs 140 et 137 qui sont associés respectivement au cadre de tangage et au cadre de roulis intérieur, Finalement, un synohro de roulis inté- rieur 149 engendre unsignal qui indique la position du ca- dre de roulis intérieur. Ce signal est transmis à un servo- amplificateur de roulis extérieur 226 pour fournir un signal servant à commander le rotateur de roulis extérieur 142, pour le placer dans une position appropriée de telle façon qu'il.ne se produise pas de blocage du cadre.
Le mode d'ap- plication de la réaction entre le cadre de roulis intérieur et le' cadre de roulis extérieur est clairement décrit dans le brevet précité. L'appareil comprend également des synchros 230, 231 et 232, qui sont couplés mécaniquement (comme indi- qué par les lignes interrompues) au cadre de roulis exté- rieur, au cadre ,de tangage et au cadre d'azimuth respective- ment, ces synchros engendrant des signaux de sortie repré-
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sentatifs du roulis, du tangage et du cap réel de la plate- forme, d'une façon qui est bien connue dans la technique.
Ces signaux sont transmis directement au dispositif 203 de commande et d'affichage combiné à la plate-forme, dans le- quel ces signaux sont utilisés pour indiquer l'attitude et le cap au moment considère.
La position initiale de l'élément stable 200 et toute variation de position qui est nécessaire en raison du fonctionnement dans le mode vertical local sont commandées par des signaux transmis du dispositif 203 aux gyroscopes à vibra-rotor 201 et 202 par l'intermédiaire de conducteurs 237, 238 et 239. Ces signaux sont transmis aux dispositifs producteurs de couple des gyroscopes 201 et 202, tels que les dispositifs de couple représentés sur les figures 3, 4 et 5.
Il y a lieu de remarquer qu'il est possible d'a- gencer un dispositif 242 capteur de température sur l'élé- ment stable 200 pour transmettre des signaux à un dispositif 243 de réglage de la température. Le dispositif 243 peut être de forme classique et manoeuvrer un élément 244 pour maintenir la température de l'élément 200 à une valeur sen- siblement constante et éliminer la nécessité d'accorder avec précision les coefficients de dilatation à l'intérieur des gyroscopes à vibra-rotor. Il est possible d'associer égale- ment à la plate-forme représentée sur la figure 8 un monta- ge amortisseur des chocs (non rotationnel) afin d'amortir les vibrations externes à la fréquence naturelle du rotor.
Ces montages sont bien connus, ils se montent entre la plate-forme et le véhicule et amortissent mécaniquement les vibrations susceptibles de produire des interférences
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avec le fonctionnement de 1'appareil.
Il ressort de la description donnée ci-dessus que la plate-forme suivant l'invention constitue un dispo- sitif de guidage par inertie plus précis, plus robuste et moins coûteux que n'importe quel système connu dans la tech- nique antérieure.
Il va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif mais nullement li- mitatif et que l'on pourra y apporter toute variante sans pour cela sortir de son cadre.
LEGENDE DES DESSINS Fig. 2 - A = région de réponse linéaire
Fig. 7 - B = axe de roulis extérieur " - C = axe de roulis intérieur " - D = axe de tangage.