Instrument de navigation
Dans la navigation aérienne notamment, le pilote doit connaître le cap de son avion par rapport à la route à suivre pour avoir une indication de la dérive et une indication de la direction de la station au sol à partir de l'avion.
La présente invention a pour objet un instrument de navigation de bord comportant une échelle de relèvement disposée dans un plan, un premier élément indicateur, un dispositif pour faire tourner cet élément indicateur et l'échelle l'un par rapport à l'autre autour d'un axe perpendiculaire audit plan, suivant le cap du mobile, un deuxième élément indicateur constitué par une aiguille parallèle audit plan et ajustable en position par rapport à l'échelle autour de l'axe et un dispositif pour déplacer la deuxième aiguille dans une direction sensiblement perpendiculaire à elle-même en fonction de l'angle compris entre la direction de la route à suivre et la direction d'une station au sol, ladite deuxième aiguille restant parallèle audit plan.
Cet instrument est caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un troisième élément indicateur constitué par une aiguille parallèle audit plan, ainsi qu'un dispositif pour faire tourner celle-ci par rapport à la première aiguille suivant la direction de la station fixe à partir du mobile.
Le dessin annexé représente, schématiquement, une forme d'exécution de l'instrument faisant l'objet de l'invention, cet instrument étant prévu pour être utilisé à bord d'un avion.
La fig. 1 est une vue éclatée de certaines parties mécaniques de l'instrument.
La fig. 2 est un schéma explicatif du fonctionnement de l'instrument.
La partie indicatrice de l'instrument est logée dans un boîtier de forme usuelle, sensiblement cylindrique, non représenté sur le dessin, muni d'une fenêtre 1, sur laquelle est représenté le premier élément indicateur 2, sous forme d'une vue en plan luminescente d'un avion. L'intersection des ailes et du fuselage se trouve dans l'axe du boîtier, le fuselage pointant verticalement vers le haut, dans la position normale d'observation de l'instrument.
Une échelle de relèvement 3, de forme annulaire, montée sur des paliers (non représentés), de manière à pouvoir tourner autour de son axe, est commandée par un dispositif à relais, indiqué par le bloc 4, par l'intermédiaire d'une couronne dentée 5 et du pignon 6. Le dispositif à relais 4 est alimenté par un compas magnétique, indiqué schématiquement par le bloc 7, de telle sorte que la position de l'échelle 3 par rapport à l'élément indicateur 2, indique le cap vrai (magnétique) de l'avion. Un support 8 disposé directement derrière l'échelle de relèvement 3 est monté de manière à pouvoir tourner autour de l'axe et frotte contre l'échelle 3, de sorte que celle-ci est normalement entraînée en rotation autour de l'axe sous l'action du dispositif 4.
Il peut toutefois être entraîné en rotation par rapport à l'échelle 3, à l'aide d'un bouton 9, disposé sur le devant de l'instrument et qui commande un pignon 10 s'engageant avec une couronne dentée 11 du support 8. De cette façon, la position angulaire relative du support 8 et de l'échelle 3 peut être fixée. Le support 8 porte un équipage d'instrument à cadre mobile, indiqué en lia, dont l'axe de pivotement est perpendiculaire à l'axe du boîtier. Ce cadre mobile est muni de deux bras parallèles identiques 12 et 13, portant à leur autre extrémité un élément indicateur en forme d'ai guille luminescente 14 (le deuxième élément indicateur) parallèle au plan de la fenêtre 1. La position de l'aiguille 14 par rapport à l'axe est déterminée par la grandeur du signal apparaissant à la sortie d'un démodulateur 15, relié au cadre mobile.
Un troisième élément indicateur sous forme d'une aiguille luminescente 16 est porté par une couronne dentée 17, montée de façon à pouvoir tourner autour de l'axe. L'aiguille 16 est en deux parties, fixées à la couronne dentée 17 à des points diamétralement opposés, mais alignés. Les aiguilles 14 et 16 sont munies chacune d'une pointe en forme de flèche, de manière à indiquer la direction de la route à suivre et de la station au sol. La couronne dentée 17 peut être déplacée par un autre dispositif à relais 18, par l'intermédiaire d'un pignon 19.
Le dispositif 18 est commandé par une installation radioélectrique, indiquée en 20, d'un type connu, de façon telle que Fangie entre l'aiguille 16 et la partie de l'élément indicateur 2 correspondant au fuselage indique la direction d'une station au sol désignée en A et considérée, par rapport à l'axe longitudinal de l'avion.
La route désirée est indiquée à la fig. 2 par la ligue B et la direction de la station au sol à partir de l'avion est indiquée par la ligue C.
Le signal d'entrée fourni au démodulateur 15 est fonction de l'angle compris entre les aiguilles 14 et 16. Ce signal est celui qui provient d'un dispositif différentiel indiqué symboliquement en 21 et qui peut être, par exemple, un selsyn possédant un seul enroulement rotorique et un seul enroulement statorique, la position du stator étant commandée par la couronne dentée 1 1 et le stator étant excité par une source de courant alternatif, tandis que la position du rotor est commandée par la couronne dentée 17, la tension induite dans le rotor constituant le signal de sortie différentiel, proportionnel au sinus de l'angle entre les aiguilles 14 et 16 et fournissant, après démodulation, une tension destinée à être appliquée au cadre mobile 1 la.
L'installation radioélectrique 20 fournit également des informations au sujet de la distance jusqu'à la station au sol, ce qui est indiqué par un compteur en 22.
Un autre compteur 23 est également prévu pour indiquer la direction de la route choisie; il est actionné selon la position relative de l'échelle 3 et du support 8, à l'aide d'un train d'engrenages différentiel indiqué schématiquement en 24, commandé respectivement par les couronnes dentées 1 1 et 5 et agissant sur le compteur 23.
Le fonctionnement de l'instrument décrit est le suivant:
Le cap de l'avion est indiqué par l'intersection de la partie de l'élément indicateur 2 représentant le fuselage et l'échelle de relèvement 3. Le support 8 est réglé, par rapport à l'échelle 3, selon la direction connue de la route à suivre. Les éléments indicateurs 2 et 16 indiquent alors ensemble l'angle entre la direction de l'axe longitudinal de l'avion et la ligne de mire vers la station au sol, les éléments indicateurs 2 et 14 indiquent ensemble l'angle que l'axe longitudinal de l'avion fait avec la route à suivre, tandis que la distance entre le centre de l'élément indicateur 2 et l'aiguille 14 indique l'angle 5 (fig. 2) compris entre la direction de la route à suivre et la direction de la station au sol.
En fait, les aiguilles 14 et 16 paraissent se couper en un point fixe, qui peut être considéré comme l'indication de la position de la station au sol.
Si l'on désire simplement suivre une direction choisie, l'aiguille 14 sera maintenue à sa position médiane et alignée avec l'aiguille 16, celle-ci étant alignée avec la direction choisie sur l'échelle 3.
L'avantage essentiel de l'instrument décrit est donc d'indiquer, sur un même cadran, le cap de l'avion, la direction de la route à suivre, la direction de l'avion par rapport à la route à suivre, la direction de la station au sol à partir de l'avion et l'angle compris entre la direction de la route à suivre et la direction de la station au sol depuis l'avion, sous une forme aisément compréhensible.
Bien que l'instrument décrit soit spécialement prévu pour un avion, il pourrait également être utilisé à bord d'un bateau.
Navigation instrument
In air navigation in particular, the pilot must know the heading of his airplane with respect to the route to follow in order to have an indication of the drift and an indication of the direction of the ground station from the airplane.
The present invention relates to an on-board navigation instrument comprising a bearing scale arranged in a plane, a first indicator element, a device for rotating this indicator element and the scale with respect to each other around it. 'an axis perpendicular to said plane, following the heading of the mobile, a second indicator element constituted by a needle parallel to said plane and adjustable in position relative to the scale around the axis and a device for moving the second needle in one direction substantially perpendicular to itself as a function of the angle between the direction of the route to be followed and the direction of a ground station, said second needle remaining parallel to said plane.
This instrument is characterized in that it further comprises a third indicator element constituted by a needle parallel to said plane, as well as a device for rotating the latter with respect to the first needle in the direction of the fixed station. from the mobile.
The appended drawing represents, schematically, an embodiment of the instrument forming the subject of the invention, this instrument being designed to be used on board an airplane.
Fig. 1 is an exploded view of certain mechanical parts of the instrument.
Fig. 2 is an explanatory diagram of the operation of the instrument.
The indicator part of the instrument is housed in a casing of usual shape, substantially cylindrical, not shown in the drawing, provided with a window 1, on which is shown the first indicator element 2, in the form of a plan view. luminescent from an airplane. The intersection of the wings and the fuselage is in the center line of the case, with the fuselage pointing vertically upwards, in the normal viewing position of the instrument.
A lifting ladder 3, of annular shape, mounted on bearings (not shown), so as to be able to turn around its axis, is controlled by a relay device, indicated by block 4, by means of a crown gear 5 and pinion 6. The relay device 4 is powered by a magnetic compass, indicated schematically by the block 7, so that the position of the scale 3 with respect to the indicator element 2, indicates the heading true (magnetic) of the plane. A support 8 disposed directly behind the lifting ladder 3 is mounted so as to be able to turn around the axis and rubs against the ladder 3, so that the latter is normally rotated around the axis under the axis. action of the device 4.
However, it can be driven in rotation with respect to the scale 3, using a button 9, placed on the front of the instrument and which controls a pinion 10 engaging with a ring gear 11 of the support 8 In this way, the relative angular position of the support 8 and the ladder 3 can be fixed. The support 8 carries a mobile frame instrument assembly, indicated at 11a, the pivot axis of which is perpendicular to the axis of the housing. This mobile frame is provided with two identical parallel arms 12 and 13, carrying at their other end an indicator element in the form of a luminescent needle 14 (the second indicator element) parallel to the plane of the window 1. The position of the needle 14 relative to the axis is determined by the magnitude of the signal appearing at the output of a demodulator 15, connected to the movable frame.
A third indicator element in the form of a luminescent hand 16 is carried by a toothed ring 17, mounted so as to be able to rotate around the axis. The needle 16 is in two parts, fixed to the toothed ring 17 at diametrically opposed points, but aligned. The needles 14 and 16 are each provided with an arrow-shaped tip, so as to indicate the direction of the route to be followed and of the ground station. The toothed ring 17 can be moved by another relay device 18, via a pinion 19.
The device 18 is controlled by a radio installation, indicated at 20, of a known type, such that the angie between the needle 16 and the part of the indicating element 2 corresponding to the fuselage indicates the direction of a station at the ground designated in A and considered, with respect to the longitudinal axis of the airplane.
The desired route is shown in fig. 2 by league B and the direction to the ground station from the aircraft is indicated by league C.
The input signal supplied to the demodulator 15 is a function of the angle between the needles 14 and 16. This signal is that which comes from a differential device indicated symbolically at 21 and which can be, for example, a selsyn having a single rotor winding and a single stator winding, the position of the stator being controlled by the ring gear 11 and the stator being excited by an alternating current source, while the position of the rotor is controlled by the ring gear 17, the induced voltage in the rotor constituting the differential output signal, proportional to the sine of the angle between the needles 14 and 16 and providing, after demodulation, a voltage intended to be applied to the movable frame 11a.
The radio installation 20 also provides information about the distance to the ground station, which is indicated by a counter at 22.
Another counter 23 is also provided to indicate the direction of the chosen route; it is actuated according to the relative position of the scale 3 and of the support 8, using a differential gear train indicated schematically at 24, respectively controlled by the toothed rings 1 1 and 5 and acting on the counter 23 .
The operation of the instrument described is as follows:
The heading of the airplane is indicated by the intersection of the part of the indicator element 2 representing the fuselage and the bearing scale 3. The support 8 is adjusted, with respect to the scale 3, according to the known direction of the road to follow. The indicator elements 2 and 16 then together indicate the angle between the direction of the longitudinal axis of the airplane and the line of sight towards the ground station, the indicator elements 2 and 14 together indicate the angle that the axis longitudinal direction of the airplane made with the route to follow, while the distance between the center of the indicating element 2 and the needle 14 indicates the angle 5 (fig. 2) between the direction of the route to be followed and the direction of the ground station.
In fact, the needles 14 and 16 appear to intersect at a fixed point, which can be regarded as the indication of the position of the ground station.
If it is simply desired to follow a chosen direction, needle 14 will be held in its middle position and aligned with needle 16, the latter being aligned with the chosen direction on scale 3.
The essential advantage of the instrument described is therefore to indicate, on the same dial, the heading of the aircraft, the direction of the route to be followed, the direction of the aircraft in relation to the route to be followed, the direction of the ground station from the airplane and the angle between the direction of the route to be followed and the direction of the ground station from the airplane, in an easily understandable form.
Although the instrument described is specially designed for an airplane, it could also be used on board a boat.