Gyroscope de direction Dans les avions, comme complément in dispensable de la boussole, on utilise les gy roscopes de direction à commande pneumati que ou électrique.
Dans ces deux types de gyroscope, le gyrostat est généralement supporté par des roulements dont le frottement peut compro mettre le fonctionnement correct du gyros cope.
Le gyroscope de direction faisant l'objet de cette invention est caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier fermé à l'intérieur duquel un gyrostat sphérique creux est sustenté entre deux surfaces en forme de calottes sphériques d'un palier à fluide, le gyrostat présentant des canaux communiquant librement les uns avec les autres, à savoir, une paire de canaux s'étendant suivant un diamètre qui est celui suivant lequel le gyrostat tourne, et servant, durant le fonctionnement normal, comme canaux d'entrée dans le gyrostat au fluide qui arrive avec une petite surpression aux surfaces de sustentation, et autrement comme canaux de sortie, et une série de canaux s'étendant dans un plan perpendiculaire audit diamètre, servant durant le fonctionnement normal comme canaux de sortie du fluide et autre ment,
alternativement, comme canaux d'entrée et de sortie, ces canaux débouchant extérieu rement sous le même angle par rapport à la surface du gyrostat, la disposition et la forme de tous ces canaux, ainsi que l'agencement du gyrostat et du palier étant tels que, d'une part, la rotation du gyrostat est assurée quelle que soit la position du palier par rapport à l'axe de rotation du gyrostat et que, d'autre part, cet axe reste parallèle à lui-même, le gyro scope comprenant en outre des moyens indica teurs portés par le gyrostat et visibles à tra vers le boîtier qui, de son côté, porte des moyens indicateurs dont les déplacements par rapport à ceux du gyrostat indiquent les variations de position du boîtier par rapport à l'axe de rotation du gyrostat.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du gyro scope objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale passant par l'axe du gyrostat.
La fig. 2 est une vue en plan avec coupe partielle suivant II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe horizontale par tielle passant par la ligne 111-11I de la fig. 1. La fig. 4 est une coupe d'un détail.
La fi,-. 5 est une coupe verticale du gyrostat.
La fig. 6 est une coupe du gyrostat et des parties adjacentes de son palier, dans une po sition de fonctionnement.
La fig. 7 est une vue de face d'une des moitiés du palier. La fig. 8 est une coupe du gyrostat et des parties adjacentes de son palier, dans une autre position de fonctionnement.
La fig. 9 est une coupe suivant IX-IX de la fig. 8.
Le gyroscope représenté (fig. 1 et 2) com prend un boîtier métallique 1 pourvu à sa par tie supérieure d'un rebord annulaire intérieur l' supportant, par l'intermédiaire d'une garni ture d'étanchéité 3', un anneau 3. L'ouver ture de cet anneau est fermée par une fenêtre transparente 4 en forme de calotte sphérique dont le bord plan est serré entre l'anneau 3 et un anneau 2 vissé dans le boîtier, une gar niture d'étanchéité 4' étant disposée entre le dit bord et l'anneau 3. Une échelle circulaire 104 est gravée dans la fenêtre 4 formant une partie transparente du carter ou 'boîtier étanche.
Dans le fond du boîtier est monté un pivot 5 présentant un trou axial borgne 6, bouché en 6' et formant un passage pour l'amenée d'air ou d'un autre fluide servant à sustenter et à mettre en rotation le gyrostat.
Un organe 7 est monté rotatif sur le pivot 5 ; une rondelle fendue 8 l'empêche de se mouvoir axialement. Son mouvement rotatif est freiné par des pistons 9 que des ressorts maintiennent en contact avec un manchon 10 susceptible de glisser en direction axiale sur une partie tubulaire de l'organe 7.
Sur l'organe 7 sont fixées, au moyen de deux brides 13 et 14, deux parties 11 et 12 d'un palier à fluide (air), moulées en matière transparente et présentant chacune une sur face en forme de calotte sphérique. La partie 12 présente une chambre centrale 20 et un certain nombre de chambres 18 comme on le voit en particulier à la fig. 7, et la partie 11 présente des chambres correspondantes 21 et 19.
Le gyrostat 15 est creux et comprend un anneau 15' qui est fermé sur ses côtés par des couvercles 16 et 17 pressés sur des portées que possède cet anneau (fi-. 4). Il a une forme extérieure sphérique qui lui permet de tourner dans toutes les positions entre les parties 11 et 12 du palier. Les chambres 18-21 sont très profondes (0,04 à 0,05 mm), ce qui fait que la vitesse de l'écoulement de l'air n'est pas très différente de ce qu'elle est dans la zone d'échappement du palier.
Au sommet de chacun des couvercles 16 et 17 est pratiqué un canal 22, ces canaux s'étendant suivant un diamètre coïncidant avec l'axe de rotation du gyrostat par rapport à l'espace. Dans le plan équatorial du gyrostat, perpendiculaire à ce diamètre, l'anneau 15' présente quatre canaux 40 qui sont tous incli nés sous le même angle sur la surface sphéri que du gyrostat 15.
Dans ledit plan équatorial quatre trous borgnes 38' sont en outre pratiqués dans l'an neau 15' (fig. 4). Dans chacun de ces trous est pressée une douille 38 formant un loge ment pour une bille 39 susceptible de s'y dé placer en direction radiale. Ce sont ces billes 39 qui rétablissent lentement la position verti cale du plan équatorial du gyrostat lorsque celui-ci aura perdu assez de vitesse ou lors qu'il sera arrêté.
Il va sans dire que l'on pourrait employer d'autres systèmes pour obtenir le même résul tat. Ainsi, par exemple, on pourrait planter radialement dans l'anneau 15' un certain nom bre de petits aimants permanents dont le même pôle serait à l'extérieur. Un autre ai mant permanent ajusté dans le trou 6 et pou vant être relevé par le manchon 10 assurerait le freinage ainsi que le redressement éventuel du gyrostat.
Une raie blanche 61 et une raie noire 62 sont gravées dans la surface extérieure de l'anneau 15', de part et d'autre dudit plan équatorial. Ces raies circulaires sont remplies d'émail et polies comme tout le reste de la surface extérieure du gyrostat 15.
Le dispositif de réglage du gyroscope comporte un bouton 23 et un pignon 24 por tés par un arbre 25. Cet arbre est monté dans le boîtier et est déplaçable axialement entre deux positions déterminées par l'action d'une bille 28 sollicitée par un ressort 29, laquelle s'engage dans l'une ou l'autre de deux gorges 26, 27 que présente l'arbre 25. L'extrémité extérieure de celui-ci est entourée par un souf flet 25' empêchant l'entrée d'air et de pous sière dans le boîtier.
Le pignon 24 présente un évidement con tre lequel s'appuie une tige 30 portée par un levier 31 ; celui-ci est relié au manchon 10 de telle façon qu'en poussant l'arbre 25 le man chon se déplace vers le haut, en poussant les pistons 9 contre l'action des ressorts char geant ces pistons. Ces derniers fonctionnent comme des soupapes contrôlant le passage de fluide à travers des canaux 33 qui sont reliés, d'une part, à des canaux 34 débouchant dans les chambres 20 et 21 et, d'autre part, au trou axial 6. Celui-ci est en communication, par un canal 32, avec la sortie d'une pompe à mem brane et, par des canaux 35 et 36 (fig. 3), avec des chambres 37 ; celles-ci sont reliées par des canaux 37' aux chambres 18 et 19 du palier.
Un petit moteur, non représenté sur le dessin, provoque un mouvement de va-et- vient d'une bride 41 fixée à une membrane 42. Le fluide (air) sous faible pression contenu dans le boîtier 1 est aspiré dans une chambre 43 au travers d'un canal 45 contrôlé par une soupape 47, et refoulé dans une chambre 46 à travers une soupape 48 ; ces soupapes sont fixées à une cloison 44. De la chambre 46, le fluide (air) est acheminé jusqu'au gyrostat pour le sustenter et le propulser, ce fluide cir culant ainsi en circuit fermé dans le gyroscope.
Avant de mettre la pompe en marche, le pilote règle d'abord la position du gyrostat dans la direction du vol. En général, au départ de l'avion, celui-ci aura rarement son axe lon gitudinal dans la direction dans laquelle il de vra voler. D'autre part, pour atterrir, l'avion a généralement dû s'écarter de sa direction de vol. II s'ensuit que les raies blanche 61 et noire 62 du gyrostat ont une position quelcon que par rapport au zéro de l'échelle 104.
Supposons que l'axe de l'avion fait un angle de x avec la direction de vol ; le pilote placera les deux raies 61 et 62 du gyrostat arrêté, donc reposant sur ses paliers, sous les x de l'échelle 104 en faisant tourner l'organe 7 au moyen du bouton 23 qui permet d'ame- ner le pignon 24 en prise avec une couronne dentée 24' que porte l'organe 7. Il retire en suite ce bouton et met la pompe en marche. Le plan de rotation du gyrostat (donc des raies noire et blanche) se trouve, pour le mo ment, exactement vis-à-vis des xo de l'échelle, mais l'organe 7 a une position quelconque.
Dès que le gyrostat aura atteint son régime normal de vitesse (c'est-à-dire après. quelques minutes), le pilote pourra corriger la position de l'organe 7 de telle manière qu'un trait de repère porté par un secteur 49 solidaire de l'organe 7 soit vis-à-vis du zéro de l'échelle 104.
L'avion sera dans la direction exacte de vol lorsque les deux raies 61 et 62 du gyrostat encadreront le trait du secteur 49.
Il est évidemment possible d'opérer ce même réglage pendant le vol lorsqu'on désire changer le cap.
Pour arrêter le gyrostat il suffit de pousser le bouton 23 à fond, ce qui a pour effet de mettre le pignon 24 en prise avec la couronne dentée 24' et simultanément de relever le man chon 10 qui fera monter les pistons 9. Les canaux 33 sont obturés, la source principale d'air qui actionne le gyrostat est coupée. Le gyrostat s'arrêtera après un certain temps.
On peut alors arrêter la pompe après s'être assuré que le gyrostat est bien arrêté ; celui-ci, comme il n'est plus sustenté, se posera sur la partie inférieure des parties 11 et 12 du palier.
Les raies 61, 62 tiennent lieu d'aiguille ; elles sont visibles au travers du segment trans parent 49 sur une longueur à peu près égale au diamètre du gyrostat.
Les canaux 22 et 40 du gyrostat sont di- mensionnés pour que la pression à l'intérieur du gytostat soit sensiblement la même que celle des chambres de pression 18 et 19.
Pour remplir toutes les conditions impo sées à un gyroscope de direction moderne, il faut que le gyrostat puisse démarrer, prendre sa vitesse de régime et tourner, quelles que soient les positions prises par les paliers qui le portent.
Nous allons considérer quatre positions essentielles du gyrostat par rapport au palier. La première, qui est la position normale, est celle où les canaux 22 restent dans le champ des chambres 20 et 21. Dans ce cas, les canaux 40 débouchent extérieurement dans l'espace libre compris entre les parties 11 et 12 du palier ; l'air qui s'échappe à tra vers ces canaux depuis l'intérieur du gyrostat met celui-ci en rotation.
La deuxième est celle où les canaux 22 se trouvent vis-à-vis de la saillie très mince qui sépare les chambres 20 et 21 des chambres 18 et 19. La fig. 6 montre cette position.
Le diamètre des canaux 22 est plus grand que l'épaisseur des saillies ; les orifices exter nes de ces canaux sont en outre évasés, de sorte gue les canaux 22 reçoivent de l'air simultanément des chambres 18 et 20, d'une part, et 19 et 21, d'autre part.
La sustentation du gyrostat, quoique légè rement amoindrie, est encore largement suf fisante.
Pour cette deuxième position, les orifices externes des canaux 40 se déplacent en partie en regard des saillies délimitant les chambres supérieures 18 et inférieures 19 et en partie hors de ces chambres ; la fig. 7 représente la moitié a du cercle décrit par ces orifices. L'air de sustentation des chambres supérieures 18 et inférieures 19 s'échappe dans le sens des flèches 50. L'air d'actionnement s'échappe des canaux 40 dont les orifices sont démas qués sur la plus grande partie d'une rotation complète.
Nous avons dit précédemment que les pressions à l'intérieur du gyrostat et dans les chambres de sustentation étaient à peu près égales. Par contre, la pression de l'air sortant des canaux 40 est légèrement inférieure à celle de l'air sortant des chambres de susten tation. Il en résultera, contre la paroi exté rieure du trou 40, une pression infiniment ré duite qui tendra à produire une précession infime du gyrostat.
Si nous admettons une vitesse très réduite de 6000 t/min. pour le gyrostat, les orifices externes des canaux 40 passent à tour de rôle dans le temps de 1/400 de seconde dans les deux positions critiques diamétralement op posées.
Si l'on considère un seul canal 40, la pré cession infiniment petite qui se produira dans un sens après le passage de ce canal dans la position critique supérieure sera complètement corrigée après le passage du même canal dans la position critique inférieure. Si, comme dans la forme d'exécution représentée, le gyrostat présente des canaux 40 disposés symétrique ment, les forces tendant à produire ladite pré cession s'équilibrent à tout instant.
Ces conditions vont se répéter pour tou tes les positions qui pourront être prises par les canaux 40 en passant successivement dans les positions indiquées par les lignes<I>b, c, d</I> et e de la fi-. 7.
Entre les positions c et e les canaux d'ali mentation 22 vont déboucher hors des parties 11 et 12 du palier (fig. 8). L'alimentation par ces canaux n'étant plus possible, la rotation du gyrostat est commandée de l'extérieur par l'air des chambres de pression qui agit alter nativement sur deux des canaux 40, comme on le décrira maintenant en se référant à la fig. 9 qui est une coupe par IX-IX de la fig. 8.
L'air qui s'échappe des chambres de pres sion 18 et 19 (fig. 9) agit sur les canaux 40 comme sur les aubes d'une turbine alors que l'air qui s'échappe des chambres 18' et 19' aspire l'air contenu à l'intérieur du gyrostat. Ces actions suffisent à maintenir la vitesse du gyrostat qui peut tourner indéfiniment dans cette position. Des mesures faites sur un gyrostat en marche n'ont pas montré des dif férences sensibles de vitesse entre les positions c et e et la position normale de marche pour laquelle les canaux 22 sont vis-à-vis des cham bres 20 et 21.
Ce que nous venons de dire pour la posi tion c est également valable pour la position e pour laquelle les canaux 22 et l'axe de rota tion du gyrostat se trouvent dans le plan par rapport auquel les deux parties<B>11</B> et 12 du palier sont symétriques.
En vol normal les deux raies 61, 62 paral lèles à l'équateur du gyrostat sont constam- ment entre les deux parties du palier<B>;</B> les positions a à e ne se présentent qu'en cas de vol acrobatique ou accidentellement, pour quelques instants seulement.
Le gyroscope étant hermétiquement fermé, on introduit dans celui-ci, sous une surpres sion approximative de 1 atm, un gaz neutre qui peut être de l'air sec.
Périodiquement la pression de ce gaz est contrôlée et rétablie si elle a légèrement dimi nué. Ce fluide accomplissant toujours le même circuit, n'a pas besoin d'être filtré.
La force de sustentation est suffisante pour amortir les accélérations et les chocs. Le jeu entre le gyrostat et les parties du palier est de 0,02 à 0,03 mm.
Les changements de la pression extérieure sont sans effet sur le gyroscope, ce qui est important.
Les paliers à fluide dont le frottement est presque nul n'ont pas d'influence sur la mar che du gyrostat ; précession et dérive sont nulles.
On pourrait imaginer un grand nombre de modifications dont une consisterait par exem ple à prévoir l'axe du palier à 900 de la dispo sition montrée à la fig. 1, donc en verticale. L'espace entre les deux parties du palier serait alors horizontal et il faudrait prévoir un déga gement pour permettre l'observation aisée des raies noire et blanche du gyrostat, comme cela se fait sur les gyroscopes connus.
Steering gyroscope In airplanes, as an indispensable complement to the compass, pneumatic or electrically controlled steering gy roscopes are used.
In these two types of gyroscope, the gyrostat is generally supported by bearings, the friction of which can compromise the correct operation of the gyros cope.
The steering gyroscope which is the subject of this invention is characterized in that it comprises a closed housing inside which a hollow spherical gyrostat is supported between two surfaces in the form of spherical caps of a fluid bearing, the gyrostat. having channels freely communicating with each other, namely, a pair of channels extending in a diameter which is that in which the gyrostat rotates, and serving, during normal operation, as input channels in the gyrostat to the fluid which arrives with a small overpressure at the support surfaces, and otherwise as outlet channels, and a series of channels extending in a plane perpendicular to said diameter, serving during normal operation as fluid outlet channels and otherwise,
alternatively, as inlet and outlet channels, these channels opening out externally at the same angle with respect to the surface of the gyrostat, the arrangement and shape of all these channels, as well as the arrangement of the gyrostat and of the bearing being such that, on the one hand, the rotation of the gyrostat is ensured whatever the position of the bearing relative to the axis of rotation of the gyrostat and that, on the other hand, this axis remains parallel to itself, the gyro scope further comprising indicating means carried by the gyrostat and visible through the housing which, for its part, carries indicating means whose displacements relative to those of the gyrostat indicate the variations in position of the housing with respect to the axis rotation of the gyrostat.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the gyro scope object of the invention.
Fig. 1 is a vertical section passing through the axis of the gyrostat.
Fig. 2 is a plan view with partial section along II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a horizontal sectional section passing through the line 111-11I of FIG. 1. FIG. 4 is a sectional view of a detail.
The fi, -. 5 is a vertical section of the gyrostat.
Fig. 6 is a section through the gyrostat and the adjacent parts of its bearing, in an operating position.
Fig. 7 is a front view of one of the halves of the bearing. Fig. 8 is a section through the gyrostat and adjacent parts of its bearing, in another operating position.
Fig. 9 is a section along IX-IX of FIG. 8.
The gyroscope shown (fig. 1 and 2) comprises a metal casing 1 provided at its upper part with an internal annular rim supporting it, by means of a seal 3 ', a ring 3. The opening of this ring is closed by a transparent window 4 in the form of a spherical cap, the plane edge of which is clamped between the ring 3 and a ring 2 screwed into the housing, a seal 4 'being arranged. between said edge and the ring 3. A circular scale 104 is engraved in the window 4 forming a transparent part of the casing or 'sealed case.
In the bottom of the housing is mounted a pivot 5 having an axial blind hole 6, plugged in 6 'and forming a passage for the supply of air or another fluid serving to support and rotate the gyrostat.
A member 7 is rotatably mounted on the pivot 5; a split washer 8 prevents it from moving axially. Its rotary movement is slowed down by pistons 9 which springs keep in contact with a sleeve 10 capable of sliding in the axial direction on a tubular part of the member 7.
On the member 7 are fixed, by means of two flanges 13 and 14, two parts 11 and 12 of a fluid bearing (air), molded in transparent material and each having a surface in the form of a spherical cap. Part 12 has a central chamber 20 and a number of chambers 18 as can be seen in particular in FIG. 7, and part 11 has corresponding chambers 21 and 19.
The gyrostat 15 is hollow and comprises a ring 15 'which is closed on its sides by covers 16 and 17 pressed on the surfaces which this ring has (fig. 4). It has a spherical outer shape which allows it to rotate in all positions between parts 11 and 12 of the bearing. Chambers 18-21 are very deep (0.04-0.05mm) so the speed of the air flow is not much different from what it is in the area of exhaust from the bearing.
At the top of each of the covers 16 and 17 is formed a channel 22, these channels extending along a diameter coinciding with the axis of rotation of the gyrostat with respect to space. In the equatorial plane of the gyrostat, perpendicular to this diameter, the ring 15 'presents four channels 40 which are all inclined at the same angle on the spherical surface as of the gyrostat 15.
In said equatorial plane, four blind holes 38 'are also made in the ring 15' (fig. 4). In each of these holes is pressed a sleeve 38 forming a housing for a ball 39 capable of moving therein in the radial direction. It is these balls 39 which slowly restore the vertical position of the equatorial plane of the gyrostat when the latter has lost enough speed or when it is stopped.
It goes without saying that other systems could be used to achieve the same result. Thus, for example, one could plant radially in the ring 15 ′ a certain number of small permanent magnets whose same pole would be on the outside. Another permanent mant fitted in the hole 6 and being able to be raised by the sleeve 10 would ensure the braking as well as the possible rectification of the gyrostat.
A white line 61 and a black line 62 are etched in the outer surface of the ring 15 ', on either side of said equatorial plane. These circular lines are filled with enamel and polished like the rest of the exterior surface of the gyrostat 15.
The gyroscope adjustment device comprises a button 23 and a pinion 24 carried by a shaft 25. This shaft is mounted in the housing and is movable axially between two positions determined by the action of a ball 28 biased by a spring 29. , which engages in one or the other of two grooves 26, 27 presented by the shaft 25. The outer end of the latter is surrounded by a bellows 25 'preventing the entry of air and dust in the housing.
The pinion 24 has a recess against which rests a rod 30 carried by a lever 31; the latter is connected to the sleeve 10 in such a way that by pushing the shaft 25 the sleeve moves upwards, pushing the pistons 9 against the action of the springs charging these pistons. The latter function as valves controlling the passage of fluid through channels 33 which are connected, on the one hand, to channels 34 opening into chambers 20 and 21 and, on the other hand, to the axial hole 6. The latter Ci is in communication, by a channel 32, with the outlet of a diaphragm pump and, by channels 35 and 36 (FIG. 3), with chambers 37; these are connected by channels 37 'to the chambers 18 and 19 of the landing.
A small motor, not shown in the drawing, causes a reciprocating movement of a flange 41 attached to a membrane 42. The fluid (air) under low pressure contained in the housing 1 is sucked into a chamber 43 at the bottom. through a channel 45 controlled by a valve 47, and discharged into a chamber 46 through a valve 48; these valves are attached to a partition 44. From the chamber 46, the fluid (air) is conveyed to the gyrostat to sustain and propel it, this fluid thus circulating in a closed circuit in the gyroscope.
Before starting the pump, the pilot first sets the position of the gyrostat in the direction of flight. In general, when the plane leaves, it will rarely have its longitudinal axis in the direction in which it is to fly. On the other hand, to land, the aircraft generally had to deviate from its direction of flight. It follows that the white 61 and black 62 lines of the gyrostat have any position with respect to the zero of the scale 104.
Suppose the plane's axis makes an angle of x with the direction of flight; the pilot will place the two lines 61 and 62 of the stopped gyrostat, therefore resting on its bearings, under the xs of the scale 104 by rotating the member 7 by means of the button 23 which makes it possible to bring the pinion 24 to taken with a toothed crown 24 'that carries the member 7. It then removes this button and starts the pump. The plane of rotation of the gyrostat (therefore black and white lines) is, for the time being, exactly opposite the xo of the scale, but member 7 has any position.
As soon as the gyrostat has reached its normal speed regime (that is to say after a few minutes), the pilot can correct the position of component 7 in such a way that a reference line carried by a sector 49 integral with the member 7 is vis-à-vis the zero of scale 104.
The airplane will be in the exact direction of flight when the two lines 61 and 62 of the gyrostat will frame the line of sector 49.
It is obviously possible to make this same adjustment during flight when it is desired to change the heading.
To stop the gyrostat, it suffices to push the button 23 fully, which has the effect of putting the pinion 24 in mesh with the toothed ring 24 'and simultaneously raising the sleeve 10 which will raise the pistons 9. The channels 33 are blocked, the main source of air which actuates the gyrostat is cut. The gyrostat will stop after a while.
You can then stop the pump after making sure that the gyrostat is stopped; this, as it is no longer supported, will land on the lower part of parts 11 and 12 of the bearing.
The lines 61, 62 take the place of a needle; they are visible through the trans parent segment 49 over a length approximately equal to the diameter of the gyrostat.
Channels 22 and 40 of the gyrostat are sized so that the pressure inside the gytostat is approximately the same as that of pressure chambers 18 and 19.
To meet all the conditions imposed on a modern steering gyroscope, the gyrostat must be able to start, take its operating speed and turn, whatever the positions taken by the bearings which carry it.
We will consider four essential positions of the gyrostat with respect to the bearing. The first, which is the normal position, is where the channels 22 remain in the field of the chambers 20 and 21. In this case, the channels 40 open outwardly into the free space between the parts 11 and 12 of the bearing; the air which escapes through these channels from inside the gyrostat sets it in rotation.
The second is where the channels 22 are located opposite the very thin projection which separates the chambers 20 and 21 from the chambers 18 and 19. FIG. 6 shows this position.
The diameter of the channels 22 is greater than the thickness of the projections; the external orifices of these channels are also flared, so that the channels 22 simultaneously receive air from the chambers 18 and 20, on the one hand, and 19 and 21, on the other hand.
The lift of the gyrostat, although slightly reduced, is still largely sufficient.
For this second position, the external orifices of the channels 40 move partly opposite the projections delimiting the upper 18 and lower 19 chambers and partly outside these chambers; fig. 7 represents half a of the circle described by these orifices. The lift air from the upper 18 and lower 19 chambers escapes in the direction of the arrows 50. The actuating air escapes from the channels 40, the orifices of which are unmasked over the greater part of a complete rotation. .
We said previously that the pressures inside the gyrostat and in the lift chambers were roughly equal. On the other hand, the pressure of the air leaving the channels 40 is slightly lower than that of the air leaving the support chambers. This will result, against the outer wall of the hole 40, an infinitely reduced pressure which will tend to produce a tiny precession of the gyrostat.
If we assume a very low speed of 6000 rpm. for the gyrostat, the external orifices of the channels 40 pass in turn in the time of 1/400 of a second in the two diametrically opposed critical positions.
If we consider a single channel 40, the infinitely small precession which will occur in one direction after the passage of this channel in the upper critical position will be completely corrected after the passage of the same channel in the lower critical position. If, as in the embodiment shown, the gyrostat has channels 40 arranged symmetrically, the forces tending to produce said pre-assignment are balanced at all times.
These conditions will be repeated for all the positions which may be taken by the channels 40 by passing successively through the positions indicated by the lines <I> b, c, d </I> and e of the fi. 7.
Between positions c and e, the supply channels 22 will open out from parts 11 and 12 of the bearing (fig. 8). As the supply via these channels is no longer possible, the rotation of the gyrostat is controlled from the outside by the air from the pressure chambers which acts alternately on two of the channels 40, as will now be described with reference to fig. 9 which is a section through IX-IX of fig. 8.
The air which escapes from the pressure chambers 18 and 19 (fig. 9) acts on the channels 40 as on the blades of a turbine while the air which escapes from the chambers 18 'and 19' sucks in the air contained inside the gyrostat. These actions are sufficient to maintain the speed of the gyrostat which can rotate indefinitely in this position. Measurements made on a running gyrostat did not show appreciable differences in speed between positions c and e and the normal running position for which channels 22 are opposite chambers 20 and 21.
What we have just said for position c is also valid for position e for which the channels 22 and the axis of rotation of the gyrostat are in the plane with respect to which the two parts <B> 11 </ B > and 12 of the bearing are symmetrical.
In normal flight the two lines 61, 62 parallel to the equator of the gyrostat are constantly between the two parts of the level <B>; </B> positions a to e only occur in the event of acrobatic flight or accidentally, for just a few moments.
The gyroscope being hermetically closed, a neutral gas which may be dry air is introduced into it, under an approximate excess pressure of 1 atm.
Periodically the pressure of this gas is checked and reestablished if it has decreased slightly. This fluid always accomplishing the same circuit, does not need to be filtered.
The lift force is sufficient to absorb acceleration and shock. The clearance between the gyrostat and the bearing parts is 0.02 to 0.03 mm.
Changes in external pressure have no effect on the gyroscope, which is important.
Fluid bearings, the friction of which is almost zero, have no influence on the gyrostat operation; precession and drift are zero.
One could imagine a large number of modifications, one of which would consist, for example, in providing the axis of the bearing at 900 of the arrangement shown in FIG. 1, therefore vertically. The space between the two parts of the bearing would then be horizontal and it would be necessary to provide a clearance to allow easy observation of the black and white lines of the gyrostat, as is done on known gyroscopes.