Instrument de navigation de bord
La présente invention concerne un instrument de navigation de bord.
On connaît des instruments de navigation de bord comprenant une échelle de compas déplacée par rapport à une ligne repère fixe selon le cap du véhicule, conjointement avec une paire d'aiguilles, chacune se déplaçant par rapport à ladite échelle, conformément au relèvement de deux stations radioélectriques fixes différentes. Un instrument de ce type peut être utilisé par exemple, pour suivre un parcours à relèvement constant par rapport à la première station jusqu'à ce qu'on s'approche d'un relèvement choisi par rapport à l'autre station, la direction du véhicule étant ensuite modifiée pour suivre un parcours selon le relèvement choisi par rapport à l'autre station. Cette opération peut être facilitée en prévoyant un dispositif de marquage réglable par rapport à ladite échelle.
Si le dispositif de marquage est réglé au relèvement que l'on désire éventuellement suivre par rapport à la seconde station, la personne conduisant le véhicule, c'est-à-dire le pilote, verra la seconde aiguille s'approcher du dispositif de marquage lorsque le mobile s'approche du parcours au relèvement choisi et peut agir en vue de faire tourner son véhicule pour le placer sur ce parcours. Cependant, actuellement on désire souvent gouverner le véhicule par commande automatique d'une combinaison de signaux dépendant de la déviation du véhicule par rapport à un relèvement choisi, etc., ou en faisant connaître au pilote ladite combinaison de signaux pour lui indiquer la manoeuvre à effectuer.
L'instrument de navigation faisant l'objet de la présente invention comprend une échelle de relèvement entraînée en rotation par rapport à un premier repère autour d'un axe conformément au cap du véhicule, une première et une seconde aiguilles entraînées en rotation autour de l'axe par rapport audit premier repère de manière à indiquer les relèvements d'une première et d'une seconde stations de radio fixes, un marqueur réglable en position par rapport à l'échelle définissant un autre repère sur cette échelle, et des moyens actionnables à la main pour déplacer ledit marqueur à un relèvement choisi sur l'échelle.
L'instrument de navigation selon l'in vention est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour engendrer un signal, reliés mécaniquement aux moyens actionnables à la main et électriquement à un appareil radio répondant à des signaux provenant de la seconde station, le signal engendré par lesdits moyens correspondant à un angle de déviation du véhicule à partir d'une route selon le relèvement choisi, et passant par la seconde station, ledit signal étant destiné à être utilisé pour diriger le véhicule sur cette route.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution et une variante de l'instrument de navigation faisant l'objet de la présente invention et destiné à être utilisé à bord d'un avion.
La fig. 1 est un diagramme indiquant certains angles importants pour la conduite d'un avion et leurs relations.
La fig. 2 est une vue frontale de l'instrument.
La fig. 3 est une vue partiellement en coupe montrant le détail du mécanisme de l'instrument de la fig. 2, des parties étant séparées pour plus de clarté et d'autres parties étant reproduites deux fois. On a également représenté sur cette figure des organes que présente ladite variante.
La fig. 4 est un schéma montrant comment un signal, indiquant la déviation, peut être obtenu.
Sur la fig. 1, la position de l'avion est représentée en C, la position d'une première et seconde stations radioélectriques en A et B et la direction du nord (magnétique) par la flèche N. La ligne S représente une route par la station B, que l'on désire finalement suivre. Les lettres grecques représentent des angles, comme suit: Cap = Cap de l'avion (cap vrai).
a = Angle entre l'axe longitudinal de l'avion et
la ligne de mire vers la station de radio.
ssr = Azimut de la route choisie.
a = Déviation angulaire de l'avion par rapport
à la route choisie (dérive).
Les parties indicatrices de l'instrument sont logées dans un boîtier. L'instrument comporte une échelle de relèvement 1, montée de façon à pouvoir tourner autour d'un axe parallèle à celui du boîtier.
La position de cette échelle, par rapport à un repère fixe 2 situé verticalement au-dessus de l'axe, est commandée à l'aide d'un selsyn 3, d'un amplificateur 4 (en dehors du boîtier), d'un moteur 5 et d'un réducteur de vitesse 5a, conformément à la direction indiquée par un compas gyromagnétique (par exemple comme celui qui est décrit dans le brevet anglais No 586506), indiqué en 6, de telle sorte que la position du repère 2 par rapport à l'échelle 1 indique le cap vrai de l'avion (t)-
Un marqueur déplaçable 7 est porté par une couronne dentée 7a et repose sur l'échelle 1.
Cette couronne dentée 7a est commandée par la sortie d'un mécanisme différentiel à engrenages, indiqué d'une manière générale en 8 et dont I'une des entrées est fournie par l'engrenage 9, actionné selon le cap par le moteur 5, et l'autre par le support planétaire 10, actionné par le bouton de sélection de cap 11. Les rapports de transmission sont prévus de telle sorte qu'en l'absence de mouvement du bouton 1 1 la position du marqueur 7 par rapport à l'échelle 1 de meure fixe quand le cap change. Un compteur 12 allant de 0o - 3600 est monté directement au-dessus du repère 2 et est relié par engrenages au support planétaire 10, ce compteur 12 indiquant la position du marqueur 7 par rapport à l'échelle 1 (y).
Le stator d'un selsyn de commande 13 est également relié par engrenages au support planétaire 10, la position angulaire de son rotor correspondant à la position de l'échelle 1 grâce à une liaison par engrenages visible à la partie de droite de la fig. 3.
Les première et deuxième aiguilles 14 et 15, aisément reconnaissables à leurs formes différentes (flèche simple et flèche double) peuvent tourner autour de l'axe et sont commandées par des moteurs selsyn récepteurs de couple 16 et 17, conformément aux relèvements des stations radioélectriques (A et B) depuis l'avion. Les moteurs selsyn transmetteurs de couple reliés respectivement aux moteurs selsyn 16 et 17 sont indiqués en 18 et 19 et logés dans l'équipement radiogoniométrique.
Lorsqu'un goniomètre automatique (ADF) est utilisé, l'angle (dans chaque cas) entre l'axe longitudinal de l'avion et les lignes le joignant aux stations radioélectriques (angle a sur la fig. 1 pour la station
B) est connu (par exemple d'après la position d'antennes directionnelles) et les émetteurs 18, 19 occupent une position correspondante.
Par contre, lorsqu'un radiophare omnidirectionnel à ondes métriques (VOR) est utilisé, un angle égal au relèvement de la station, depuis l'avion (angle 9 + a sur la fig. 1 pour la station B) est connu. Les moteurs selsyn 18 et 19 sont alors des moteurs différentiels dans l'équipement VOR, (18 étant celui associé à la station B) occupant des positions correspondant à cet angle, le signal d'entrée y étant fourni par un moteur selsyn transmetteur de couple commandé par exemple par le compas 6 et occupant une position correspondant au cap vrai de l'avion (angle t sur la fig.
1), de telle sorte que le signal de sortie du moteur 18 correspond à l'angle l + a - , c'està-dire à l'angle a, et un signal de sortie correspondant est fourni de façon similaire à partir du moteur 19, comme cela est désiré.
Dans un cas comme dans l'autre, on constate que les positions des aiguilles 14 et 15, par rapport au repère 2, indiquent respectivement les positions angulaires des stations au sol, par rapport à l'axe longitudinal de l'avion. L'instrument peut donner un signal électrique, représentatif de la dérive de l'avion à partir de la route S choisie. La fig. 4 montre comment cela peut se faire avec un ADF. Dans ce cas le signal fourni par le moteur selsyn 18 (a) est appliqué à l'enroulement du stator du moteur selsyn de commande 13, dont le rotor est relié par engrenages avec l'échelle de relèvement 1 et est ainsi commandé en fonction de l'angle aJ. Le stator du moteur 13 est ajusté à l'aide du bouton 11, conformément au relèvement de la route choisie.
Le signal de sortie qui apparaît aux bornes du rotor du moteur 13 correspond ainsi à un angle y -4' - a, c'est-à-dire, et peut être utilisé après démodulation pour être appliqué à un pilote automatique, à un axiomètre, etc.
Lorsqu'un VOR est utilisé, un signal a peut être obtenu plus directement, des signaux provenant de l'équipement VOR étant appliqués à un selsyn (déphaseur) 20, dont le rotor est commandé par le support planétaire 10, en fonction de la valeur de l'angle y. Il en résulte un déphasage etc., le signal déphasé est utilisé pour moduler un autre signal disponible dans l'équipement VOR et dont la phase dépend de t + a, de façon à obtenir un signal représentatif de y - - a, c'est-à-dire de a.
Le mode de fonctionnement de l'instrument est facile à comprendre, si l'on considère la séquence des événements lorsque l'avion suit une route à relèvement constant depuis la première station radioélectrique et se dirige ensuite vers une route selon le relèvement choisi par rapport à la seconde station B.
Le bouton de sélection de cap 1 1 (et par conséquent le marqueur 7) est ajusté de façon que le relèvement choisi apparaisse sur le compteur 12. Tant que l'avion est sur la route à relèvement constant de la première station, l'aiguille 15 est dirigée vers le point de l'échelle 1 qui correspond audit relèvement de la station depuis l'avion et, en l'absence de dérive, la pointe de l'aiguille est en regard du repère fixe 2 ou en direction opposée, selon que l'avion se dirige vers la première radio station A ou s'en éloigne. L'angle entre l'aiguille 14 et le marqueur 7 est égal à la différence entre le relèvement réel de la seconde radio station B et le relèvement choisi.
Ainsi donc, lorsque l'aiguille 14 atteint le marqueur 7, on sait que le relèvement choisi de la seconde station B est atteint, et l'angle compris entre le marqueur 7 et le repère fixe 2 indique l'angle dont le cap doit être modifié pour amener l'avion dans la route choisie.
Le signal a, obtenu de la sorte, peut être utilisé pour aider à tourner sur la route choisie, lorsqu'il est appliqué à un pilote automatique, à un axiomètre, etc.