Compas gyromagnétique. L'objet de la présente invention est un compas gyromagnétique destiné à taus les engins de navigation que leur nature ou leurs vitesses d'utilisation rendent sujets à des ac célérations importantes, susceptibles de faus ser, par leurs effets dynamiques, le fonction nement normal des compas magnétiques d'usage courant.
Un tel compas gyromagnétique trouvera en particulier un emploi avantageux à bord des avions.
Le procédé qui consiste -à combiner un gyroscope et un compas magnétique a déjà été utilisé dans plusieurs appareils.
Dans les procédés antérieurs, le gyroscope était utilisé à la fois pour conserver pendant de courtes périodes la direction moyenne qui lui était indiquée par l'équipage magnétique et pour obtenir une stabilisation d'assiette dudit équipage magnétique autour d'un axe horizontal.
Selon la, présente invention, le dispositif de recalage du gyroscope est agencé de façon qu'il n'ait d'action efficace que lorsque l'écart entre le gyroscope et l'équipage magnétique est de faible amplitude, et que la période de recalage du gyroscope sur l'équipage magné tique soit très longue.
Ces particularités caractéristiques sont ba sées sur le fait que .les accélérations acciden telles auxquelles sont soumis les avions sont en général de faible durée; d'autre part, la suppression de tout effet de réajustement du gyroscope sur d'équipage magnétique lorsque l'écart entre ces deux éléments dépasse un angle à déterminer dans chaque cas, résulte du fait .expérimental que seule une forte ac célération agissant sur l'équipage magnétique peut produire dans un temps faible un écart de grande amplitude.
Dans ce but, suivant une forme d'exécu tion préférée de l'objet de l'invention, le gy roscope et l'équipage magnétique sont logés séparément l'un au-dessus de l'autre dans le cadre d'orientation, l'axe de pivotement de l'élément magnétique coïncidant avec l'axe d'orientation dudit cadre, et le gyroscope étant suspendu ,à l'intérieur du cadre d'orien tation par l'intermédiaire de son cadre de pré cession.
Le cadre de précession porte, de préfé rence, deux bras situés dans un plan perpen diculaire au plan de rotation du gyroscope, disposés symétriquement de part et d'autre de ce plan et dans un plan parallèle à l'axe -l'orientation, les deux bras portant chacun un groupe identique d'aubes; le support rota tif de l'élément magnétique peut porter deux tuyères situées dans un plan passant par l'axe d'orientation et disposées de façon que les jets d'air sortant de ces tuyères viennent frapper lesdites aubes.
Une. forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin ci-annexé.
La fig. 1 en est une coupe verticale pas sant par l'axe principal du dispositif.
La, fi'. 2 est une élévation de côté avec coupes axiales partielles.
L'ensemble de l'instrument est enfermé dans un carter étanche 16 dans lequel on crée une dépression par des moyens connus, ne fai sant pas partie de l'invention. Dans ce but, le carter est muni d'un ajutage non représenté qui peut être relié par une tubulure à une source de vide, par exemple une pompe à air, un éjecteur ou similaire. Sous d'effet de l'aspi ration, l'air extérieur pénètre dans le carter 16 et agit sur des dispositifs qui seront dé crits plus loin.
Le compas comporte un cadre d'orienta tion 1 qui peut tourner autour d'un axe d'orientation substantiellement vertical<B>11-11.</B> Dans ce but, il est muni de pivots supérieur et inférieur la et lb montés sur roulements à billes. Le pivot inférieur 1 b tourne à l'inté rieur d'un support 20 formant crapaudine et solidaire du fond du carter 16. Ce support est percé de canaux axiaux 20a débouchant, d'une part, à l'air libre et, d'autre part, dans une chambre 20b ménagée à l'intérieur du support 20. Le pivot lb forme le prolonge ment d'un axe creux 9, solidaire du fond du cadre d'orientation 1.
Cet axe 9 plonge dans la chambre 20b et une communication est éta blie par une rangée -de trous 9a ménagés dans la paroi de l'axe 9. A l'intérieur, du cadre d'orientation 1, l'axe 9 est prolongé par un, colonne creuse 9b qui fait partie intégrante du cadre 1.
L'axe 9 pénètre dans la chambre 20b avec un jeu 20e aussi faible que possible afin que la pression de l'air extérieur ne puisse pratiquement pénétrer dans le carter qu'à travers la cloche 4, d'une part, et à tra- vers la canalisation 21 (fig. 2) solidaire du cadre d'orientation, d'autre part.
Le compas représenté comporte un carter 16 dans lequel on peut créer une dépression et qui renferme un cadre principal ou cadre d'orientation 1 qui supporte, d'une part, l'équipage magnétique et, d'autre part, le gyroscope 17, 18. Les deux dispositifs sont donc montés à l'intérieur d'un même cadre, ce qui permet un asservissement direct de l'un à l'autre.
L'équipage magnétique est constitué par des barreaux aimantés 2 montés par l'inter médiaire d'une suspension à cardan 3 sur une cloche cylindrique 4 concentrique à l'axe d'orientation. La cloche 4 porte, suivant son axe, un axe de pivotement 5 muni d'un pivot inférieur 6 et d'un pivot supérieur 7.
Pour amortir les vibrations éventuelles, le pivot 6 est soutenu par un ressort 8. L'en semble 6-8 est supporté par une colonne creuse 9 dont la partie supérieure est percée d'orifices 10 qui mettent .en communication l'intérieur de .la colonne 9 avec la partie in terne de la cloche 4.
La cloche 4 est ajustée avec un faible jeu sur la colonne 9.
Le pivot supérieur 7 tourne dans une chape 7a portée par une traverse 11 solidaire du cadre 1.
La cloche 4 porte, outre l'équipage ma gnétique 2, deux buses 12 et 12', dont les ori fices sont disposés pour que les jets d'air qui en sortent ne puissent exercer sur la cloche aucune réaction de nature à donner un couple de rotation autour de l'axe 5. Dans le cas représenté, ces buses ont leurs axes de sortie parallèles à l'axe 5 et sont disposées dans un plan qui contient cet axe.
La cloche 4 porte aussi une rose graduée 13, disposée de façon à permettre de compa rer sa position à celle du cadre d'orientation.
Dans ce but, celui-ci porte une cuvette en cuivre rouge à bord sphérique 14 qui contient l'équipage 2 dont -elle constitue le dispositif d'amortissement et qui est, d'autre part, gra dué sur sa périphérie.
La rose 13 et le limbe 15 de la cuvette 14 sont juxtaposés et un viseur vitré 16a permet de comparer leurs graduations à travers le carter 16 -de l'instrument.
L'équipage gyroscopique est constitué par un rotor 17 supporté par l'intermédiaire de roulements à billes, dans un cadre de préces sion 18. Ce cadre lui-même est supporté par le cadre d'orientation 1 au moyen de pi vots 28.
Le pivot supérieur la du cadre d'orienta tion 1 tourne sur un pivot fixe 19 avec inter position d'un roulement à billes. Ce pivot 19 est solidaires du dessus du carter 16.
Pendant le fonctionnement de l'appareil, l'air extérieur, aspiré par la dépression qui règne a l'intérieur du carter 16 entre par les canaux 20a dans la chambre 20b d'où il pé nètre par les trous 9a à l'intérieur de la co lonne 9ti et, de là, dans la cloche 4.
De la colonne 9b part également une tuyauterie 21 alimentant en air une boîte 22 qui distribue l'air sous pression atmosphéri que, d'une part, à, la tuyère 23 d'entraînement du gyroscope, d'autre part, aux orifices 24 du stabilisateur.
Le stabilisateur comprend, d'une part, ces orifices 24 solidaires du cadre d'orientation, d'autre part, une demi-couronne 25 solidaire du cadre de précession. Cette demi-couronne masque normalement dans une même propor tion chacun des orifices 24, mais démasque entièrement l'un au profit de l'autre lorsque le stabilisateur entre en .fonctions pour une raison ou pour une. autre.
Enfin, le cadre de précession 18 porte deux bras 26, 26' munis d'aubes 27. Les extré mités de ces aubes sont disposées -dans le plan axial de l'équipage magnétique, et ces aubes peuvent recevoir l'action des jets d'air issus des buses 12 et 12'.
De cette disposition, il résulte que tout l'ensemble des aubes est situé d'un même côté du plan axial de l'équipage magnétique, en position normale, c'est-à-dire quand le plan axial. de cet équipage contient l'axe de rotation du rotor gyroscopique.
La disposition générale relative des diffé rents éléments est telle que, en effet, au cours du fonctionnement normal, l'axe de ro tation X-X du gyroscope, le plan passant par les extrémités de ces aubes 27, l'axe ma gnétique de l'équipage 2 et les axes des buses 12 et 12' sont tout entiers contenus dans un même plan qui est le plan méridien ma gnétique terrestre @du lieu. Dans cette posi tion, les jets d'air issus de 12 et 12' sont par tagés également par les aubes 27 et attaquent également les bras 26 et 26'.
On appelle "axe magnétique de l'équipage" l'axe non. matéria lisé passant par 1a résultante magnétique des aimants qui composent l'équipage magnéti que.
Le fonctionnement général est le suivant: En cas de déviation relative lente entre le gyroscope et l'équipage magnétique, telle qu'il peut s'en produire par entraînement ou par précession, les aubes de l'un des bras 26 ou 26' viennent se mettre complètement sous l'action du jet d'air correspondant, tandis que celles de l'autre s'en écartent, de gyroscope (le sens de rotation ayant été .déterminé pour cette fin) revient à, ce moment pour ramener son axe de rotation dans le plan du méridien magnétique.
En cas de déviation relative rapide, telle qu'il peut s'en produire sous l'influence d'une accélération horizontale agissant sur l'élément à faible inertie (en l'occurence l'équipage ma gnétique), cette déviation sera en général de grande amplitude, .suffisante en tout cas pour que les aubes des bras 26, 26', de largeur faible, ne restent pas sous l'action des jets d'air de rappel. Le récalage cessera donc pen dant les périodes de grande déviation rela tive.
Si l'accélération horizontale a une valeur suffisamment faible pour que le rappel ne cesse pas de s'exercer, le couple .de précession ayant été choisi assez petit pour que le rappel s'exerce lentement, et les accélérations hori zontales à faible amplitude étant; toujours de très courte durée, l'axe de rotation du -yros- cope n'a. pas le temps d'être dévié de façon sensible du plan méridien.
Le rôle du stabilisateur est double: d'une part, il maintient le plan du cadre de pré cession 18 perpendiculaire au plan du cadre d'orientation 1, suivant le procédé habituel aux stabilisateurs de ce type: d'autre part, il agit pour annuler divers couples perturba- teur: d'entraînement ou de résistance qui peu vent agir sur les pivots du cadre d'orienta tion.
Supposons en effet que le gyroscope soit en période de guidage par l'équipage magné tique: les aubes de l'un des bras 26 ou 26' sont soumises à l'action du ,jet d'une des buses 12 ou 12'. Par précession, le cadre d'orientation 1 tourne autour de son axe ver tical. Si cependant, dans ce mouvement, il se présente une résistance parasite. le cadre 1 cessera de tourner: le cadre 18 basculera :lors, en découvrant l'un des orifices 24 dont le jet d'air créera une réaction qui aidera le cadre d'orientation 1 à. vaincre la résistance parasite.
S'il s'agit d'un effort d'entraînement du cadre 1, le cadre 18 basculera de même, par précession.
Dans ces cas, le gyroscope agit comme dé tecteur de forces parasites.
En dehors de ce qui a été ci-dessus décrit, le dispositif comporte divers accessoires fa cultatifs ou obligatoires.
Il est nécessaire par exemple de munir l'instrument d'un jeu de leviers et. d'engre nages permettant au moment de la mise en route. de recaler le g y roscope sur l'équipage magnétique.
Par exemple, comme le montrent les fig. 1 et 2, le cadre 1 porte, suivant son axe, un cône de friction 31 qui en. est solidaire en rotation et au centre du couvercle du carter 16 e;! montée une roue dentée 29 déplaçable v-rticalement, dont le dessous a un évidement conique 32 adapté pour coopérer par friction avec le cône 31.
Sous ledit couvercle est arti- culè en 33 un levier fourchu 34 ayant à ses extrémités des ergots 35 engagés dans une gorge circulaire 36 de la roue dentée 29; ce levier est normalement soulevé par des res sorts 37, de sorte chie la roue 29 est soutenue hors<B>(If,</B> contact avec le cône 31; le cadre d'orientation 1 est alors libre de pivoter au tour cl < , son axe vertical.
Il suffit d'abaisser le levier 34 en pressant sur un bouton 3,8 pour appuyer la roue 29 sur le cône 31 et les soli dariser ainsi par friction. Le bouton 38 en traîne avec lui un pignon 39 qui engrène avec la roue 29 de sorte qu'en tournant ou non ce bouton en même temps qu'on l'abaisse, on peut à volonté faire tourner ou immobiliser le cadre d'orientation 1.