Instrument gyroscopique. La. présente invention se rapporte à un instrument .gyroscopique tel que, par exem ple, un gyroscope de direction, un horizon artificiel, etc., possédant un rotor et un châs sis de support pour celui-ci, un anneau de support pour ledit châssis et une enveloppe extérieure.
Cet instrument gyroscopique se caractérise, suivant l'invention, en ce que les surfaces de travail -des paliers situés entre le châssis: et l'anneau précités, d'une part, et entre ledit anneau et l'enveloppe extérieure, d'autre part, sont conformées et disposées de façon à assurer la présence de couches d'air entre elles, des moyens étant prévus pour conduire de l'air dans les paliers et donner lieu à un écoulement continu d'air vers l'ex térieur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, diverses formes d'exécution de l'instrument gyroscopique suivant l'inven tion, La fig. 1 est une coupe verticale à tra vers un gyroscope de direction; La fig. 2 en est une coupe horizontale; La fig. 3 est une vue de face de cet instrument;
La fig. 4 est une coupe, à plus grande échelle, montrant un des paliers: entre l'an neau vertical et l'anneau portant le rotor ou gyro; La fig. 5 est une coupe faite sensible ment suivant la ligne 5-5 de la fig. 4;
La fig. 6 est une élévation latérale d'une forme d'exécution modifiée d'un gyroscope ,de direction; La fig. 7 montre en détail la came -de blocage disposée sur l'anneau et la façon dont le dispositif peut être bloqué avec l'un ou l'autre de oes côtés tourné vers le haut; La fig. 8 est une forme d'exécution mo difiée de rotor, montrant ce dernier mis en rotation par réaction au lieu de l'être par -des jets d'air;
La fig. 9 est une coupe analogue d'une autre forme encore de palier de rotor; La fig. 10 est une coupe suivant un plan médian diamétral d'un quelconque des rotors représentés our les fig. 8 et 9; La fi-. 11 est une coupe horizontale à travers un gyroscope vertical ou horizon artificiel; La fig. 1-2, enfin, en est une coupe ver ticale.
Le gyroscope de direction représenté sur les fi-. 1 @à 6 est enfermé dans une enveloppe 1 étanche à l'air, d'où l'air est extrait par un tuyau 2. Le gyroscope de direction qui se trouve â l'intérieur de ladite enveloppe est représenté comme comprenant un anneau vertical 3 supporté de manière qu'il puisse tourner autour d'un axe vertical dans des paliers 4 et 5 disposés à une certaine distance l'un de l'autre dans l'enveloppe 1.
Ces pa liers ont, comme on l'a représenté, une forme sphérique, mais il faut que leur centre de courbure ne coïncide pas avec le centre 0 de l'instrument parce que, .sinon, l'instrument tout entier culbuterait et ne serait pas. guidé clans l'enveloppe 1. Comme on le voit, cha que palier est formé de façon -à présenter une !surface concave danss un bloc fixé dans une ouverture pratiquée à la partie supé rieure, respectivement à la partie inférieure de l'enveloppe 1.
Chacun des blocs, présente un orifice central 7 par lequel l'air- extérieur pénètre dans l'instrument en passant par le tamis 8. .Si on le désire, on peut prévoir un écran 9 pour exclure les substances étran gères.
La partie complémentaire de chaque palier a, comme on l'a montré, la forme d'un bouton convexe 10 présentant une queue cylindrique 11 fixée dans l'ouverture cen trale 12 de l'anneau vertical. Dans ce bou ton est percé un canal axial 13 qui, norma lement, se trouve à l'alignement de l'orifice 7 du bloc 6, canal qui débouche en 14 dans une rainure annulaire 15 ménagée dans la queue précitée, cette rainure communiquant avec des canaux 1-6 et 16' pratiqués dans l'anneau vertical.
De préférence, on donne à la cuvette et au bouton une forme telle que le jeu aux bords, de la cuvette soit plus faible que celui au fond de ladite cuvette afin d'empêcher une trop grande liberté d'échap pement de l'air et de former un matelas d'air d'une épaisseur amplement suffisante au point où la charge est la plus forte. Dans le cas où l'on donne à la cuvette et au bou ton une forme sensiblement hémisphérique, on réalise ce résultat en donnant au rayon de courbure de la cuvette et à celui du bou ton exactement la même valeur, car l'espace entre les surfaces augmente plus rapidement au fond qu'aux bords de la cuvette lorsque la pellicule d'air entre.
Si, .d'autre part, la flèche de, la cuvette et du bouton a une valeur relative faible (voir par exemple la fig. 9), on donne, de préférence, une valeur plus fai ble au rayon de courbure de la cuvette qu'à celui du bouton, de façon à maintenir un jeu plus faible le long des bords, c'est-à-dire là où l'air ,s'échappe. Afin d'engendrer des forces de soulèvement et de centrage supplé mentaires, on peut prévoir des canaux sup plémentaires 17 et 18 conduisant de l'exté rieur de l'enveloppe à des points opposés de la cuvette.
Les canaux 16 et 16' pour l'entrée de l'air et les canaux correspondants 20 et 20' passent dans l'intérieur des paliers horizon taux 21 et 21' (fig. 4). Comme le montre le dessin, chacun desdits paliers est formé par un bouton creux 22 fixé sur l'intérieur de l'anneau vertical, par exemple au moyen de la vis de serrage 23.
Le canal annulaire 24 qui se trouve à l'intérieur de chacun .des; boutons est en communication avec les canaux dans l'anneau vertical et ledit canal conduit l'air aux canaux radiaux 25 et 2<B>Y</B> afin de former la pellicule d'air pour le palier et aux canaux 26@ et 26' reliés à, un canal commun 27 pour fournir l'air additionnel audit palier et aussi aux paliers .du rotor .38 ainsi que pour faire tourner ledit rotor.
Une .grande partie de l'air qui vient du canal 27 pénètre dans le canal 28 pratiqué dans la cuvette 21 et une partie de cet air pénètre dans la rainure annulaire 29 laquelle communique avec des canaux 30 (fig. 2) ménagés dans l'anneau de support 31 du rotor _38. L'air provenant desdits canaux passe par un canal annulaire 32 ménagé dans les, queues des boutons 33 qui constituent les tourillons du rotor;
l'air passe par un alésage central .34 -dans, lesdits boutons et s'échappe entre le bouton 33 et un creux 35 ménagé au centre du rotor 38.
Les tuyères. d'air 36, et 36' qui provo quent la rotation :du rotor 38 s'écartent, comme le montre le dessin, de chacune des ouvertures 28 afin de diriger l'air tangen tiellement contre les aubes 37 taillées sur la périphérie du rotor 38.
En raison -du fait que les tuyères de com mande 36 et 36' font partie de l'anneau de support -du rotor, ce dernier a unea liberté de mouvement de 3,60 autour de son axe horizontal, ce qui permet un angle illimité pour l'inclinaison transversale, l'ascension, la, descente et les "loopings" de l'aéronef sans qu'il en résulte un inconvénient pour le fonc tionnement normal du gyroscope.
Il est indispensable que des moyens soient prévus pour que l'axe de rotation du .gyro scope soit orienté ou, pour être, plus exact, pour que le gyroscope soit capable de main tenir normalement son axe de rotation per pendiculaire aux deux autres axes de liberté, à savoir l'axe horizontal 22 et l'axe vertical 10 afin que le gyroscope puisse, dans. la plus large mesure, maintenir ssa direction et, pour ce motif, il est préférable de reporter l'orientation de l'axe précité à la position de l'enveloppe de l'instrument ou de l'appa reil de navigation aérienne plutôt que de re courir à, des moyens quelconques agissant sous l'effet de la pesanteur,
moyens qui sont invariablement affectés par les forces d'accé lération.
Les moyen utilisés pour niveler ou pour redresser l'axe de rotation du gyroscope,<B>dé-</B> crits dans ce qui suit, entraînent une plus faible dérive en azimut pendant le nivelle ment ou le redressement que ce qu'on peut réaliser au moyen de la forme courante actuelle du gyroscope de direction parce que le couple d'orientation s'exerce toujours per- pendiculairement à l'axe 22 du gyroscope et parce que les paliers à air pratiquement sans frottement des anneaux à la Cardan n'en traînent pas le déplacement usuel faible. mais persistant autour -de l'axe qui reçoit le cou ple de précession.
A cet effet, on utilise de l'air pour orienter le rotor. De petites ouvertures 39 et .39', disposées l'une à l'opposé de l'autre, sont représentées (voir fig. 1 et 5) comme passant à travers la périphérie du bouton 22;
les deux ouvertures sont normalement cou vertes en partie par le bord horizontal d'en coches 40 pratiquées dans la cuvette 21 lors que le gyroscope est horizontal. Toutefois, lorsque le gyroscope s'incline autour de l'axe horizontal 22, une des ouvertures est recou verte plus que l'autre ou peut être fermée complètement, tandis que l'autre est complè tement ouverte, grâce à quoi un couple est exercé autour de l'axe vertical, couple qui provoque la précession du gyroscope autour de son axe horizontal de façon à rétablir l'horizontalité.
Il est par conséquent .clair que le gyroscope fonctionnera tout aussi bien lorsque l'anneau 31 est renversé par rapport à la position représentée sur la fig. 4. Les, encoches 40 sur la cuvette 21 auront alors tourné,de 180 et agiront dans le sens inverse, mais ceci est compensé par le fait que la rotation .du gyroscope sera renversée également au même point de vue et que, par conséquent, les forces de redressement eonve- nables seront maintenues.
L'échelle indicatrice 42 est représentée sur le dessin comme étant fixée sur l'anneau vertical et, dans le cas présent, elle est pourvue d'une .succession de chiffres. arbi traires placés à -des distances convenables et identifiés de façon à -permettre une modifi cation exacte déterminée d'avance du cap et à maintenir un trajet rectiligne lorsqu'on le désire. Pour ce motif, aucun organe de ré glage n'est représenté dans cette forme d'exé cution de l'invention.
L'invention peut tou tefois être appliquée tout aussi bien à un gyroscope de direction que l'on peut régler à partir d'un compas magnétique, comme on l'a représenté sur la fig. 6. Dans. cette forme d'exécution, l'échelle indicatrice 42' est pour vue d'une graduation en 360 et on a prévu un bouton de réglage 43 pour régler la posi tion de l'instrument en azimut et pour le bloquer en élévation.
En raison du fait que le dispositif re dresseur fonctionne tout aussi bien lorsque le gyroscope se trouve dans la position repré sentée -sur le :dessin que s'il se trouve ren versé par rapport à cette position, on peut faire fonctionner de chaque côté un dispositif de blocage représenté ,sur le dessin. A cet effet, on a muni la partie de support 21' formée,sur l'anneau de support 31 du rotor d'un plat supérieur 45 et d'un plat inférieur 46 contre l'un ou l'autre desquels l'organe de blocage 4 7 est susceptible d'appuyer, uui- vant le plat qui est dirigé vers le bas (voir fig. 7).
Au lieu de faire tourner le rotor par l'ac tion directe -de jets d'air, on peut le faire tourner par la réaction de jets d'air qui s'échappent tangentiellement de la périphérie dudit rotor. Ce cas est représenté sur la fig. 8, figure .sur laquelle on voit que de l'air est amené par l'ouverture centrale 24 du bouton de palier 33' qui supporte le rotor, dans un canal central 48 pratiqué dans le rotor 38', ledit canal central communiquant avec plusieurs canaux radiaux ou diamétraux 49, 50. Ces -derniers sont fermés à la surface du rotor et communiquent avec des canaux 51 sensiblement tangentiels, l'échappement tangentiel de l'air faisant tourner le rotor par réaction.
Il est évident que le's cuvettes et les bou tons de support peuvent respectivement se trouver soit sur l'organe externe, soit sur l'organe interne ou vice versa. C'est pour quoi sur la fig. 1 les boutons des paliers ver ticaux ont leur centre de courbure situé entre les deux paliers, bien que ces centres ne se trouvent pas exactement au milieu, tandis que les centres de courbure des paliers hori zontaux se trouvent à l'extérieur de l'instru ment.
Il en est de même pour les paliers du rotor représentés sur les fig. 2 et 8. Sur la fig. 9, on a montré comment les paliers du rotor peuvent être formés avec leurs centres dirigés l'un vers l'autre. Dans ce cas, la partie centrale du rotor est taillée de façon à former une surface convexe 52 et 52' de chaque côté et les cuvettes de support 53 et 53' sont formées avec des surfaces de support concaves.
Toutes les parties métalliques de l'instru ment seront de préférence en métal non ma gnétique. Elles peuvent être faites du même métal, par exemple un alliage d'aluminium ou du laiton, parce qu'on n'utilise pas de roulements à billes lesquels sont faits en acier. On supprime ainsi deux problèmes gênants: d'abord les perturbations dues à une dilata tion et une contraction inégale de métaux non semblables et, en second lieu, les déviations produites sur le compas magnétique par l'ai mantation des billes d'acier utilisées dans les paliers des gyroscopes construits jusqu'à pré sent.
La réduction du frottement permet aussi d'utiliser des rotors plus légers qui donnent des résultats aussi satisfaisants que les rotors lourds exigés pour vaincre le frottement des paliers à billes dans les types d'instrument actuellement en usage.
Les fig. 11. et 12 montrent comment les mêmes considérations peuvent être appliquées à un horizon artificiel. Dans ce cas, l'anneau de suspension 60 est supporté à l'intérieur de l'enveloppe extérieure 61 et les paliers hori zontaux 62, 62' supportent les boutons 63 de l'anneau de suspension, lesdits boutons coopérant avec les cuvettes 64; chacune des cuvettes est pourvue de passages destinés à amener l'air servant de support dans les pa liers et de l'air additionnel qui est conduit par des ouvertures centrales 65 dans les bou tons à des canaux 66 qui se trouvent à l'in térieur de l'anneau de suspension. Lesdits canaux 66 conduisent aux paliers horizontaux 67, 67' qui supportent le carter 68 renfermant le rotor.
Chacun des paliers est, comme le montre le dessin, analogue aux paliers hori zontaux 21, 21' de la fig. 1; dans chacun des paliers l'air est l'élément de support et l'un de ces paliers au moins fournit de l'air à un canal 69 dans le carter pour faire tourner le rotor au moyen des tuyères 70 et également pour amener de l'air aux paliers supérieur et inférieur <B>71</B> et 72 (fig. 12) du rotor 73. Cette dernière fonction est assurée grâce au canal <B>75</B> qui conduit du canal 69 pratiqué dans le carter du gyroscope qui descend à travers le carter et qui se rend ensuite par la partie inférieure dudit carter aux canaux 76' prati qués dans le bouton 77 qui supporte le rotor de façon que celui-ci tourne autour d'un axe vertical.
Le canal central 76 communique normalement avec un trou 78 passant par le eentre du rotor et qui amène de l'air au bou ton 77' du support supérieur du rotor. De préférenee, le bouton inférieur 7'7 est pourvu d'un rebord 90 présentant une surface supé rieure plane sur laquelle la surface inférieure du rotor 73 repose lorsque de l'air n'y est pas amené. Toutefois, lorsque le rotor tourne, l'air s'échappant entre le bouton 77 et la cuvette 72 s'écoule vers l'extérieur entre ledit rebord et le rotor et contribue à supporter le poids du rotor sur la pellicule d'air ainsi créée.
On remarquera, que tous les paliers sont d'amples dimensions en comparaison des pa liers ordinaires à huile ou à billes, grâce à quoi les pressions par unité de surface des paliers sont maintenues suffisamment basses.
Dans les paliers horizontaux représentés sur la fig. 12, on remarquera qu'il n'y a pas de canaux conduisant à la moitié infé rieure du palier, le canal ou les canaux 90, 90' étant seuls employés parce que la pression principale exercée sur les paliers est dirigée vers le bas de manière que la pression prin cipale de l'air soit exercée vers le haut.
L'air d'échappement des tuyères utilisées pour faire tourner le gyroscope et pour les surfaces de support dans le carter du gyro scope descend par les ouvertures 80 dans une saillie creuse 81 présentant quatre ouvertures 82 dirigées en sens opposés, deux de ces ou vertures étant désignées par 82 sur la fig. 12 et une ouverture de l'autre paire étant dési gnée par 83. Des petits volets 84 susceptibles d'un mouvement pendulaire pivotent près de chacune des ouvertures de façon à redresser le gyroscope.
La barre d'horizon 85 est, comme le montre le dessin, pivotée en 86 sur l'anneau de suspension 60 et est reliée au carter 68 du gyroscope par une broche 87 à la façon usuelle. L'air pour le pivot avant 62' est, comme le montre le dessin, introduit dans l'ouverture 7 à partir d'une ouverture 88 qui s'étend dans le sens latéral et qui communi que avec l'atmosphère.
Gyroscopic instrument. The present invention relates to a gyroscopic instrument such as, for example, a steering gyroscope, an artificial horizon, etc., having a rotor and a supporting frame therefor, a supporting ring for said rotor. chassis and an outer casing.
This gyroscopic instrument is characterized, according to the invention, in that the working surfaces of the bearings located between the frame: and the aforementioned ring, on the one hand, and between said ring and the outer casing, on the other on the other hand, are shaped and arranged so as to ensure the presence of layers of air between them, means being provided for conducting air in the bearings and giving rise to a continuous flow of air to the outside.
The accompanying drawing shows, by way of example, various embodiments of the gyroscopic instrument according to the invention, FIG. 1 is a vertical section through a steering gyroscope; Fig. 2 is a horizontal section; Fig. 3 is a front view of this instrument;
Fig. 4 is a section, on a larger scale, showing one of the bearings: between the vertical ring and the ring carrying the rotor or gyro; Fig. 5 is a section taken substantially along line 5-5 of FIG. 4;
Fig. 6 is a side elevation of a modified embodiment of a steering gyroscope; Fig. 7 shows in detail the locking cam disposed on the ring and how the device can be locked with either side facing up; Fig. 8 is a modified embodiment of the rotor, showing the latter set in rotation by reaction instead of being by air jets;
Fig. 9 is a similar section through yet another form of rotor bearing; Fig. 10 is a section on a diametral median plane of any of the rotors shown in FIGS. 8 and 9; The fi-. 11 is a horizontal section through a vertical gyroscope or artificial horizon; Fig. 1-2, finally, is a vertical section.
The steering gyroscope shown in fi-. 1-6 is enclosed in an airtight envelope 1, from which air is extracted through a pipe 2. The steering gyroscope which is inside said envelope is shown as comprising a vertical ring. 3 supported so that it can rotate around a vertical axis in bearings 4 and 5 arranged at a certain distance from each other in the casing 1.
These bearings have, as has been shown, a spherical shape, but their center of curvature must not coincide with the center 0 of the instrument because, otherwise, the entire instrument would tumble and not be not. guided in the casing 1. As can be seen, each bearing is formed so as to present a concave surface in a block fixed in an opening made in the upper part, respectively in the lower part of the casing 1 .
Each of the blocks has a central orifice 7 through which the exterior air enters the instrument through the sieve 8. If desired, a screen 9 can be provided to exclude foreign substances.
The complementary part of each bearing has, as has been shown, the shape of a convex button 10 having a cylindrical shank 11 fixed in the central opening 12 of the vertical ring. In this button is pierced an axial channel 13 which, normally, is in alignment with the orifice 7 of the block 6, the channel which opens at 14 into an annular groove 15 formed in the aforementioned tail, this groove communicating with channels 1-6 and 16 'made in the vertical ring.
Preferably, the bowl and the button are given a shape such that the play at the edges of the bowl is smaller than that at the bottom of said bowl in order to prevent too much freedom of escape of the air and to form an air mattress of ample thickness at the point where the load is greatest. In the event that the bowl and the knob are given a substantially hemispherical shape, this result is achieved by giving the radius of curvature of the bowl and that of the knob exactly the same value, because the space between the surfaces increase faster at the bottom than at the edges of the bowl when the air film enters.
If, on the other hand, the arrow of the cup and of the button has a low relative value (see for example Fig. 9), preferably a smaller value is given to the radius of curvature of the cup. than that of the button, so as to maintain a weaker play along the edges, that is to say where the air escapes. In order to generate additional lifting and centering forces, it is possible to provide additional channels 17 and 18 leading from the outside of the casing to opposite points of the bowl.
The channels 16 and 16 'for the air inlet and the corresponding channels 20 and 20' pass into the interior of the horizon rate bearings 21 and 21 '(fig. 4). As shown in the drawing, each of said bearings is formed by a hollow button 22 fixed on the inside of the vertical ring, for example by means of the clamping screw 23.
The annular channel 24 which is inside each .des; buttons is in communication with the channels in the vertical ring and said channel leads the air to the radial channels 25 and 2 <B> Y </B> in order to form the air film for the bearing and to the channels 26 @ and 26 'connected to a common channel 27 for supplying additional air to said bearing and also to the bearings of the rotor .38 as well as to rotate said rotor.
A large part of the air which comes from the channel 27 enters the channel 28 formed in the bowl 21 and a part of this air enters the annular groove 29 which communicates with channels 30 (Fig. 2) formed in the. rotor support ring 31 _38. The air coming from said channels passes through an annular channel 32 formed in the tails of the buttons 33 which constitute the journals of the rotor;
the air passes through a central bore .34 -in said buttons and escapes between the button 33 and a recess 35 formed in the center of the rotor 38.
The nozzles. 36, and 36 'which cause the rotation: of the rotor 38 move apart, as shown in the drawing, from each of the openings 28 in order to direct the air tangentially against the blades 37 cut on the periphery of the rotor 38.
Due to the fact that the 36 and 36 'control nozzles are part of the rotor support ring, the rotor has a freedom of movement of 3.60 around its horizontal axis, which allows an unlimited angle. for the transverse inclination, the ascent, the descent and the "loops" of the aircraft without resulting therefrom a disadvantage for the normal operation of the gyroscope.
It is essential that means are provided so that the axis of rotation of the .gyro scope is oriented or, to be more exact, so that the gyroscope is able to hold its axis of rotation normally perpendicular to the two other axes of rotation. freedom, namely the horizontal axis 22 and the vertical axis 10 so that the gyroscope can, in. to the greatest extent, maintain its direction and, for this reason, it is preferable to defer the orientation of the aforementioned axis to the position of the envelope of the instrument or of the air navigation device rather than of to run to any means acting under the effect of gravity,
means that are invariably affected by accelerating forces.
The means used to level or straighten the axis of rotation of the gyroscope, <B> </B> described in the following, result in less azimuth drift during leveling or straightening than is done. can achieve by means of the current common form of the steering gyroscope because the steering torque is always exerted perpendicular to the axis 22 of the gyroscope and because the practically frictionless air bearings of the Cardan rings n 'not drag the usual low displacement. but persistent around the axis which receives the neck full of precession.
For this purpose, air is used to orient the rotor. Small openings 39 and .39 ', arranged opposite each other, are shown (see Figs. 1 and 5) as passing through the periphery of button 22;
the two openings are normally covered in part by the horizontal edge of notches 40 made in the bowl 21 when the gyroscope is horizontal. However, when the gyroscope tilts around the horizontal axis 22, one of the openings is covered more than the other or can be closed completely, while the other is fully open, whereby torque is exerted. around the vertical axis, torque which causes the precession of the gyroscope around its horizontal axis so as to reestablish horizontality.
It is therefore clear that the gyroscope will function just as well when the ring 31 is reversed from the position shown in FIG. 4. The notches 40 on the bowl 21 will then have rotated 180 and will act in the opposite direction, but this is compensated by the fact that the rotation of the gyroscope will be reversed also at the same point of view and that, therefore, the appropriate recovery forces will be maintained.
Indicator scale 42 is shown in the drawing as attached to the vertical ring and in this case is provided with a sequence of numbers. Arbitrators placed at suitable distances and identified so as to -allow an exact change determined in advance of the heading and to maintain a straight course when desired. For this reason, no adjustment member is shown in this embodiment of the invention.
The invention can however be applied just as well to a steering gyroscope which can be adjusted from a magnetic compass, as shown in FIG. 6. In. In this embodiment, the indicator scale 42 'is for a 360 graduation view and an adjustment knob 43 has been provided to adjust the position of the instrument in azimuth and to block it in elevation.
Due to the fact that the re-trainer device works just as well when the gyroscope is in the position shown in the drawing as if it is reversed in relation to this position, one can operate on each side a blocking device shown in the drawing. For this purpose, the support portion 21 'formed on the support ring 31 of the rotor has been provided with an upper plate 45 and a lower plate 46 against one or the other of which the blocking 4 7 is likely to press, following the dish which is directed downwards (see fig. 7).
Instead of rotating the rotor by the direct action of air jets, it can be made to rotate by the reaction of air jets which escape tangentially from the periphery of said rotor. This case is shown in fig. 8, FIG. In which it can be seen that air is supplied through the central opening 24 of the bearing knob 33 'which supports the rotor, in a central channel 48 formed in the rotor 38', said central channel communicating with several radial or diametrical channels 49, 50. These latter are closed to the surface of the rotor and communicate with substantially tangential channels 51, the tangential escape of the air causing the rotor to turn by reaction.
It is obvious that the cuvettes and the support buttons can be respectively located either on the external organ or on the internal organ or vice versa. This is why in fig. 1 vertical step knobs have their center of curvature between the two bearings, although these centers are not exactly in the middle, while the centers of curvature of horizontal steps are outside the instrument. is lying.
The same is true for the bearings of the rotor shown in FIGS. 2 and 8. In fig. 9, it has been shown how the bearings of the rotor can be formed with their centers directed towards each other. In this case, the central part of the rotor is cut so as to form a convex surface 52 and 52 'on each side and the support cups 53 and 53' are formed with concave support surfaces.
All the metal parts of the instrument will preferably be non-magnetic metal. They can be made of the same metal, for example aluminum alloy or brass, because ball bearings are not used which are made of steel. This eliminates two troublesome problems: first, the disturbances due to unequal expansion and contraction of non-similar metals and, second, the deviations produced on the magnetic compass by the magnetization of the steel balls used in the bearings of the gyroscopes built to date.
The reduction in friction also allows the use of lighter rotors which perform as satisfactorily as the heavy rotors required to overcome the friction of ball bearings in the types of implements currently in use.
Figs. 11. and 12 show how the same considerations can be applied to an artificial horizon. In this case, the suspension ring 60 is supported inside the outer casing 61 and the horizontal bearings 62, 62 'support the buttons 63 of the suspension ring, said buttons cooperating with the cups 64; each of the cuvettes is provided with passages intended to supply the air serving as a support in the bearings and additional air which is conducted through central openings 65 in the buttons to channels 66 which are located inside of the suspension ring. Said channels 66 lead to horizontal bearings 67, 67 'which support the housing 68 enclosing the rotor.
Each of the bearings is, as shown in the drawing, analogous to the horizontal bearings 21, 21 'of FIG. 1; in each of the bearings air is the support member and at least one of these bearings supplies air to a channel 69 in the housing to rotate the rotor by means of the nozzles 70 and also to supply air. air at the upper and lower bearings <B> 71 </B> and 72 (fig. 12) of the rotor 73. This last function is provided by the channel <B> 75 </B> which leads from the channel 69 in the casing of the gyroscope which descends through the casing and which then goes through the lower part of said casing to the channels 76 'formed in the button 77 which supports the rotor so that the latter rotates about a vertical axis.
The central channel 76 normally communicates with a hole 78 passing through the center of the rotor and which supplies air to the button 77 'of the upper rotor support. Preferably, the lower button 7'7 is provided with a flange 90 having a planar upper surface on which the lower surface of the rotor 73 rests when air is not supplied thereto. However, when the rotor turns, the air escaping between the button 77 and the cup 72 flows outwards between said flange and the rotor and helps to support the weight of the rotor on the air film thus created. .
It will be noted that all the bearings are of large dimensions compared to ordinary oil or ball bearings, whereby the pressures per unit area of the bearings are kept sufficiently low.
In the horizontal bearings shown in fig. 12, it will be noted that there are no channels leading to the lower half of the bearing, only the channel or channels 90, 90 'being used because the main pressure exerted on the bearings is directed downwards. so that the main air pressure is exerted upwards.
The exhaust air from the nozzles used to rotate the gyroscope and for the supporting surfaces in the gyro scope housing descends through the openings 80 into a hollow protrusion 81 having four openings 82 directed in opposite directions, two of these or vertices. being designated by 82 in FIG. 12 and an opening of the other pair being designated by 83. Small flaps 84 capable of a pendulum movement pivot near each of the openings so as to straighten the gyroscope.
The horizon bar 85 is, as shown in the drawing, pivoted at 86 on the suspension ring 60 and is connected to the gyroscope housing 68 by a pin 87 in the usual manner. The air for the front pivot 62 'is, as shown in the drawing, introduced into the opening 7 from an opening 88 which extends in the lateral direction and which communicates with the atmosphere.