Appareil gyroscopique. La. présente invention se rapporte aux gyroscopes et plus particulièrement aux gy roscopes du type qui sont entraînés pneumati- quement et qui sont "libres", c'est-à-dire qui possèdent trois degrés de liberté.
On connaît, par exemple, comme gyros- eopes de ce type, le gyroscope de direction employé pour .diriger des torpilles et des aé ronefs et utilisé dans une certaine mesure en aéronautique, comme indicateurs de direction pour remplacer ou seconder les boussoles et les indicateurs de déviation ou l'un -de ces instruments seulement.
Des gyroscopes de ce type tels que cons truits habituellement comportent un rotor tournant autour d'un axe, un bâti de support du rotor, dans lequel ce dernier est tou- rillonné, et un anneau, habituellement dési gné comme anneau vertical, portant le bâti de support du rotor, de manière que ce bâti puisse tourner autour d'un axe dans le même plan que l'axe du rotor, mais perpendiculaire à cet axe, cet anneau vertical pouvant lui- même tourner autour -d'un axe dans le même plan que l'axe du bâti de support du rotor, mais perpendiculaire à ce dernier axe.
Le ro tor d'un gyroscope de ce type peut être en traîné pneumatiquement par -des jets d'air disposés pour frapper sur -des aubes prévues à la périphérie du rotor.
Bien que les boussoles magnétiques et à inducteur terrestre conviennent bien pour des parcours en ligne droite, elles deviennent pratiquement inutilisables lors -de virages ou d'accélération rapide d'un aéronef et pendant. des manceuvres. Un gyroscope libre, par con tre, maintiendra sa direction indépendam ment de -ces manoeuvres,
mais l'emploi d'un gyroscope libre sur des aéroplanes a été jus qu'ici limité par le fait que le gyroscope ne maintient pas sa direction pendant plus -de quelques minutes. Une des principales causes de déviation est que .ces gyroscopes ont ten- -dance à s'incliner par rapport,à l'horizontale, par suite de la rotation de la terre et par suite d'autres causes, de telle sorte qu'ils per dent leur valeur directrice -en relativement peu de temps.
En outre, les gyroscopes libres s'égarent dans l'azimuth, sous la plupart -des latitudes, pour des raisons artalog-aes.
En conséquence, on a proposé de centrer mécaniquement lé gyroscope par un :dispositif de cage pour le réajuster :à intervalles. Ce pendant, un tel dispositif est habituellement actionné à la main, nécessite une attention par intermittence de la partie de l'opérateur et annule temporairement la valeur du gyros cope comme indicateur de .direction.
La présente invention a pour objet un ap pareil gyroscopique possédant trois :degrés de liberté, dont le rotor est entraîné pneumati- quement et est supporté dans un bâti lequel est porté par un anneau vertical.
Cet appareil est caractérisé en -ce qü'il comporte, en plus :des. aubes du rotor, des moyens. agissant, lors 4'iuie inclinaison du gyroscope, pour intercepter au moins un jet de gaz en créant un moment de redressement du gyroscope.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs: formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une :coupe verticale d'un gy roscope d'indication de -direction, entraîné pneumatiquement; La fig. 2 est une coupe verticale selon la ligne 2-2 de la fig. 1; La fig. 3 est une vue de détail du jet d'air et -du bouclier, montrant la position re lative :des parties lors :de l'inclinaison du ro tor;
La fig. 4 est une vue :de .détail, en. coupe, montrant une modification de la construction -du jet :d'air; La fig. 5 est une :Coupe verticale sembla ble à celle de la fig. 2, mais montrant une autre forme d'exécution;
La fig. 6 est une vue d'une forme d'exé cution -d'un rotor fonctionnant avec un seul jet au lieu :de fonctionner avec deux jets comme dans. la forme .d'exécution et la fig. 5;
La fig. 7 est unes coupe d'une autre forme d'ei#écutien de od'bjet de l'invention, :dans la quelle un pendule est employé comme plan vertical :de référence, au lieu :d'un anneau vertical; La fig. 8 est une élévation en coupe d'un gyroscope à axe -de rotation vertical;
La fig. 9 est une vue de :détail :d'une partie de la fig. 1.
En référence en premier lieu aux fig. 1, 2 et<B>3</B>, le gyroscope est enfermé dans une enveloppe: 1 présentant une fenêtre 2 avant et une ouverture 3 fermée par une gaze de fil métallique, à travers laquelle l'air ser vant à l'entraînement peut s'échapper après avoir été utilisé. Un anneau vertical 6 est pivoté selon un axe vertical 4-5, à l'inté rieur de :cette enveloppe. Un bâti 7 de sup port -du rotor est monté à l'intérieur de cet anneau vertical, sur des tourillons horizon taux 8 et 9.
Le rotor 10 :du gyroscope pro prement :dit, est tourillonné sur un axe 11 de rotation horizontal, dans ledit bâti 7, l'axe 11 étant perpendiculaire à l'axe 8-9. Un tel montage est :destiné à donner au gyros cope trois degrés de liberté qui, dans cette forme :d'exécution, comprend une liberté au tour de l'axe vertical, une liberté autour de l'axe horizontal d'oscillation et une liberté au tour de l'axe horizontal de rotation.
Il est 6vi- dent que ces axes peuvent être interehangés ou variés à volonté tout en gardant toujours trois degrés de liberté, ou bien que n'importe quel montage équivalent peut être -employé.
Le rotor est muni d'aubes 12 à sa péri phérie, par lesquelles il est entraîné à l'aide :d'un ou de plusieurs jets d'air. Soit un sys tème à pression, soit un système à vide, peut :être employé pour l'entraînement; on a représenté un. entraînement par pression, l'air étant introduit par un tuyau flexible (non représenté) raccordé à un accouplement flexible 13 et passant :de là à des :canaux 14 dans l'organe 15 en forme de -douille, de là dans l'espace 16,dans . la douille 17 externe sur l'anneau vertical et de là par le passage 18. :dans plusieurs canaux 19 conduisant aux jets 20-21.
Comme indiqué ci-dessus, on préfère em ployer plusieurs jets. Dans la forme d'exécu tion -des fig. 1 à 3, ces jets sont au nombre .de, deux, placés côte à côte dans le même plan horizontal et légèrement au-dessus du plan horizontal des tourillons 8-9, de telle sorte que les jets frappent le fond des aubes ap proximativement -dans le plan horizontal -des tourillons 8-9.
En plaçant ainsi les jets, un entraînement effectif est obtenu, même lors qu'il se produit une inclinaison relativement forte, temporaire du rotor du gyroscope par rapport à l'anneau vertical. Les jets sont également placés à distance égale de chaque côté du plan vertical central -du rotor ou, en d'autres termes, du plan vertical passant par les pivots 8-9. Une paroi-chicane 22 est pla cée entre le rotor et les jets.
Si les jets sont fixés à l'anneau vertical, la. paroi-chicane est
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tière. Dans la fig. 5, le palier, qui comporte une bague métallique extérieure 10, est fixé à la platine 12 du mouvement et passe au travers d'une ouverture 13 pratiquée dans le cadran.
Lorsque le palier est fixé au cadran (fig. 1), la liaison de celui-ci à la platine est
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action suffisamment, an peut légèrement. incliner les jets comme représenté à la fig. 4 en 20'-21', .de telle sorte que les jets sont toujours dirigés contre le centre du fond des aubes, de telle sorte qu'aucun moment de torsion ne .se produit autour -de l'horizontale, lorsqu'un jet est coupé.
Le but désiré (c'est-à-dire la création d'un moment de torsion correctif) peut 6ga- lement être obtenu sans l'emploi de la paroi- chicane 22, ou en constituant le rotor comme indiqué aux fi-. 5 ou 6. Le rotor représenté ici est formé avec des aubes 12 qui ne doi vent pas s'étendre entièrement à travers la face -du rotor, mais qui se terminent contre est constitué en verre.
4 Palier selon la revendication et la sous- revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est constitué en matière transparente rela tivement tendre, et porte en son centre un coussinet en une autre matière.
5 Palier selon la revendication, caractérisé maximum et pour le minimum de troubles provenant -du roulis et du tangage de l'aéro plane ou d'un autre véhicule.
Lorsque le rotor est constitué comme re présenté à la fig. 6, un seul jet peut être em ployé, dirigé de telle sorte que l'air frappe sur la bride médiane 26 et soit divisé par cette bride. Lors de l'emploi, aussi longtemps que le gyroscope est vertical, seul un moment de rotation est exercé sur le rotor, mais lors de l'inclinaison relative -du rotor et de l'an neau vertical, une poussée latérale sera exer cée sur cette bride 26 d'une manière sembla ble à celle exercée sur les brides ou les parois latérales 24-25 de la fig. 5.
Pour empêcher que la rotation :de la terre ne provoque un égarement apparent dans l'azimuth, une masse réglable 27 (fig. 5) peut être vissée sur une tige 28 s'étendant de l'anneau 7. En réglant cette masse selon la latitude, on peut éliminer la déviation pro venant de cette cause.
Lie gyroscope de direction, objet de la pré sente invention, maintient la direction pen dant une :durée relativement longue et reste actif dans les, conditions qui rendent la bous sole magnétique et d'induction terrestre inutilisable, notamment pendant un virage rapide, une accélération et d'autres manoeu- vres.
Lorsque le gyroscope est fermé, i'1 peut être bloqué au moyen.@d'une cage 40 montée à la manière -d'une cloche, qui vient en prise avec une goupille 31 de centrage -de l'anneau horizontal. La cage peut être actionnée à la main par un levier 41, par exemple.
Un gyroscope selon la présente invention peut être utilisé soit comme indicateur de di rection, soit comme ligne de base pour la @direc- tion automatique :des aéronefs. Dans ce der nier. cas, -des contacts de commande sont pla cés ù la base .du gyroscope et coopèrent avec des chariots 34 d'un bras 35 articulé auquel un câble 36 suivant le mouvement est fixé.
Pour modifier la :course ou corriger la po sition -du gyroscope s'il s'égare, deux solé noïdes 37 et 38 sont montés :sur l'anneau ver tical (fig. 1, 2 et 9). Les noyaux arqués 37' et 38' -de ces solénoïdes sont fixés à un bras 60 faisant saillie de l'anneau 7 (fig. 9).
En excitant l'un ou l'autre des solénoïdes, un mo ment :de torsion peut être exercé dans une -di rection ou :dans l'autre autour de l'axe hori zontal du gyroscope pour provoquer la pré cession, de ce dernier dans l'azimuth et ainsi changer la course ou corriger le gyroscope. Ainsi, une source de puissance est prévue pour corriger la position :de gyration autour de deux axes, l'un vertical et l'autre horizontal.
Le gyroscope montré aux fig. 1, 2, 3 et 4 est spécialement destiné pour indiquer la -di rection aux pilotes d'aéroplanes pour vol uni forme en ligne droite. Cependant, lorsque le gyroscope de direction doit être utilisé comme unité d'indication sur un avion qui manoeuvre rapidement, l'anneau vertical ne peut pas former la meilleure ligne :
de base à laquelle on se réfère pour l'inclinaison relative du gyros- cope, par suite -de la pente latérale, -du tan gage et du roulis de l'aéronef.
Le montage des jets et,de la paroi-chicane peut être interchangé, c'est-à-dire que les jets peuvent être montés sur l'anneau 7 horizontal et la paroi-chicane sur l'élément vertical. Ces modifications sont représentées à la fig. 7. Dans cette figure, un pendule 42 indépen dant est employé pour maintenir la verticale. Ce pendule est représenté pivoté sur l'anneau vertical autour -d'un axe 43 au-dessus, mais parallèle à l'axe 8'-9' :de l'anneau 7'.
Dans ce but, ;;e pendule est libre pour maintenir la verticale sur l'inclinaison de l'anneau 7', mais ne peut pas tourner autour de l'axe ver tical, excepté avec l'anneau vertical 6'. Le pendule est représenté comme occupant la. place de la chicane 22 (fig. 1), mais comme ce pendule est libre pour maintenir la verti cale, il est nécessaire, dans ce cas, de monter les deux jets d'air 20' sur l'anneau horizontal 7'. Dans ce but, des passages 18' :à travers l'anneau vertical conduisent dans le tourillon creux 9' et de là. au jets 20'.
Ces jets sont placés comme précédemment sur chaque :côté du plan central vertical des pivots 8'-9' et la rainure 23' ménagée :dans la paroi-chicane balançante est placée comme précédemment en ayant un bord destiné à interrompre un -des jets selon l'inclinaison relative de 'l'anneau et du pendule. Il est évident qu'un moment de torsion sera exercé autour de l'axe vertical du gyroscope, dans un tel cas, comme dans la forme d'exécution de l'invention représentée à la fig. 1.
Il est évident que la présente invention peut s'appliquer à d'autres types que ceux dé crits, de gyroscopes libres qu'il est désirable de maintenir dans un plan horizontal ou ver tical, sans rendre le dispositif pendulaire.
A la fig. 8, on a représenté l'invention telle qu'appliquée à un gyro-vertical -ou ho rizon artificiel. Un tel gyroscope est habi tuellement supporté sur un axe 50 de rotation normalement vertical dans un bâti ou une enveloppe 51 de support de rotor, laquelle est tourillonnée pour pouvoir osciller autour d'un axe 52 horizontal dans un anneau -de cardan 58, qui, à son tour, est tourillonné pour pou voir tourner autour d'un axe horizontal per pendiculaire -dans un support fixe 54.
Comme précédemment, deux jets et de préférence deux paires de jets 120, 121 et 120', 121' .sont prévus pour entraîner le rotor. Dans ce cas, les jets de chaque paire sont disposés l'un au dessus -de l'autre, à égale distance de chaque côté de l'axe 52 de l'enveloppe 51 et -de l'axe de balancier. Dans oe but, les jets -de la forme représentée oscillent avec le gyroscope.
Pour avoir un dispositif de comparaison vertical, on a représenté :des ailettes verticales 5.5, 55' pivotées sur des axes 56, 56', de préférence en ligne avec les axes de tourillons du gyros cope et d'un côté de la ligne verticale reliant les jets. Le bord 57 de ces ailettes se trouve de préférence être tangent à la périphérie -des jets et .des ailettes forment pendule grâce à des poids 58. Le bord 57 peut être entaillé près de chaque jet, comme en 60, pour diriger les jets à l'endroit où ils passent l'aube, près de la ligne centrale du gyroscope, -de telle sorte qu'ils frappent les aubes sur cette ligne.
On voit par là, que lors -de l'inclinaison de l'enveloppe du gyroscope dans 1e sens des aiguilles d'une montre, par exemple, le jet su périeur 120 frappe l'ailette, en exerçant ainsi un moment de torsion sur l'ailette autour d'un axe perpendiculaire à l'axe de celle-ci, ou en d'autres termes autour de l'axe -de l'anneau 54 de cardan, ce moment de torsion étant transmis par le pivot 56.
Cependant, si le gi- roscope s'incline eu direction opposée, le jet inférieur exerce un moment de torsion opposé sur le bâti -du gyroscope, autour -du même axe. Une force de redressement est ainsi exer cée sur le gyroscope autour -d'un axe perpen diculaire à l'inclinaison, ce qui obligera le gy roscope û précéder directement dans la verti cale.
L'action de l'ailette 55' autour de l'axe 52 -du gyroscope, est sembable, de telle sorte qu'un moment .de redressement est appliqué au gyroscope pour une inclinaison de celui- ci selon chaque axe horizontal.