Appareil pour la mettre de la vite e d'un mobile. l.'olijet de l'invention est un appareil pour la messire de la vitesse d'un mobile.
Il peut servir par exemple: ü uiie <I>per-</I> <B>sonne</B> se trouvant sur un aéroplane, pour déterminer la vitesse de celui-ci par rapport ;iii sol, en particulier si elle désire laisser tomber des bombes ou d'autres objets, tels que des sacs postaux, des emballages, en des points déterminés du sol;
à permettre à (ni observateur stationnaire de déterminer la vi tesse d'un navire ou d'un aéroplane éloigné, à déterminer la vitesse relative de deux mo biles sur l'un desquels l'observateur se trouve.
IL se distingue d*aiitres appareils connus pour la mesure de la vitesse d'un mobile. en ce qu'il comporte des organes mobiles qui constituent une ligne de visée qu'on petit déplacer angulairemeut entre des limites dont la distance peut être réglée, ainsi qu'un chronographe actionné par le déplacement de la ligne de visée et au moyen duquel un ob servateur peut déterminer le temps que met cette ligne de visée, dirigée sur un objet éloigné,
pour décrire l'angle séparant les deux limites et par suite la vitesse du mobile par rapport à l'objet. si l'on connait la distance de l'appareil à cet objet.
Le dessin annexé représente. à titre d'ex- emple, une fornio d'exécution de l'appareil destiné à permettre à un observateur se trou vant sur un aéroplane de mesurer la vitesse de celui-ci par rapport au sol.
Les fig. 1 et ? en sont des coupes verti cale, longitudinale et transversale; La<B>In</B> 3 en est une élévation latérale avec coupe partielle; Les<B>fi-.</B> 4 à ti sont des vues de détail, la dernière étant une coupe suivant la ligne ti--lï de la fi* 1; Les fig. 7 et S se rapportent au fonction nement de cette forme d'exécution.
Les organes constituant la ligne de visée, qui est mentionnée dans l'introduction, sont formés de deux tiges 1, 2<B>(fi-.</B> 1 et b) dis posées clans des montures l', 21 ayant la forme de<B>G</B> et articulées sur des supports 13 se trouvant aux deux extrémités d'une tige creuse 3 (voir aussi la<B>fi-,.</B> 2). Lorsqu'on veut s*en servir, on les amène à la position indi quée à la iig. 1 oii eiles sont parallèles l'une â l'autre. sinon, on peut les rabattre sur la tige 3 pour' diminuer leur encombrement.
La tige 3 est montée dans titi tube 4 qui passe entre les deux branches plates d'une fourche 61 solidaire d'titi arbre 6 et qui est maintenu en place dans la fourche 61 par un écrou 5. L'arbre 6 tourne dans un palier 7 fixé au fuselage 9 de l'aéroplane, de façon telle que son axe soit perpendiculaire art plan vertical qui contient l'axe longitudinal de cet aéroplane.
On peut faire tourner la tige 3 et avec elle la ligne de visée autour de l'axe de l'ar bre 6 entre deux limites dont l'une est fixe, tandis que la position de l'autre peut être réglée à volonté. Dans ce but, l'arbre 6 est solidaire d'un bras 10 (fig. 1 et '?2) relié par un ressort 11 en G à titi bras de manceuvre 12, muni d'une poignée 13. fou sur cet arbre 6 et se déplaçant entre deux limites fixes constituées par des mâchoires élastiques 15, 16, susceptibles de le retenir quand on l'en fonce en elles.
Le bras 10 est pourvu d'un couteau 101 destiné à venir reposer sur le pourtour d'une came 14 tournant autour d'titi arbre 14a. Lorsque le bras 12 est à la posi tion indiquée à la fig. 2, oit il repose dans la mâchoire 15, le bras 10. soumis à l'action du ressort 11, est en contact avec une butée 171 présentée intérieurement par une enve loppe 17 de l'appareil et constituant la limite fixe du mouvement de la ligne de visée.
Si on déplace le levier 12, pour l'amener dans la mâchoire 16 à la position indiquée en trait mixte, le levier 10 participe à ce mou vement, grâce au ressort 11, jusqu'à ce que son couteau 101 rencontre la came 14-, dès ce moment 12 se meut seul en bandant le ressort 11. La came 14 constitue la limite réglable du mouvement angulaire de la ligne de visée. Si l'on actionne 12 en sens opposé à celui du déplacement précédent, 10 revient à sa première position.
Suivant la partie de la came 14 avec la quelle le couteau 101 vient en contact, la distance entre les deux limites fixe et mobile varie. Cette variation a lien en fonction de la hauteur à laquelle l'aéroplane se trouve. Elle a lieu grâce à une couronne dentée 18 (fi* 1 et :.') solidaire de l'arbre 14- de la carne 14 en engrenant avec un pignon 19, solidaire à sort tour d'un bouton de manceu- vre 20 situa à l'extérieur de l'enveloppe 17. Le pignon 19 engrène en même temps avec une seconde couronne dentée 21, tournant avec titi anneau 22 (voir aussi la fig. 4) situ au fond d'titi logement 17 de cette enveloppe 17.
L'anneau 22 présente une graduation in térieure 221; faite en milliers de pieds anglais et se déplaçant en regard d'un index fixe 23. En manceuvrant le bouton 20, on peut ame ner en regard de l'index 23 la division de la graduation 221 correspondant à la hantent <B>à</B> laquelle l'aéroplane se trouve et par suite, vis-à-vis du couteau 101, une partie de la came 14 ayant titi rayon correspondant à cette hauteur, ce qui fait varier la distance entre les deux limites suivant lucite hauteur.
Le pignon 19 a une forme légèrement tron conique et est constamment poussé entre les cieux couronnes 18 et 21 par (in ressort 3-l, de façon qu'il n'y ait pas de jeu entre sa denture et les leurs.
Le levier 12 est muni d'une roulette l'Il (fig. 6) prenant appui sur le fond de l'enve loppe 17 et en regard de la roulette, d'une butée '?4, actionnant au passage, c'est-à-dire, quand on le fait passer de l'unie des mâchoires 15, 16 dans l'autre, titi poussoir 25 du chro nographe 26 (fig. 1) pour mettre celui-ci en marche oui l'arrêter. L'aiguille 27 (fig. 4) du chronographe 26 se déplace sur un cadran 28,
se trouvant à l'intérieur de l'anneau \32 et divisé directement en milles anglais par heure au lieu de l'être en secondes et en fractions de secondes. 29 est un poussoir per mettant de ramener l'aiguille 27 air zéro, et pourvu d'une tête moletée 30 ainsi que d'titi pignon 31 pour le remontage du chronographe.
Une position symétrique des deux mzî,- choires 15, 16 peut être obtenue par rapport à la verticale, quelle que soit l'inclinaison de l'aéroplane autour de sort axe transversal, entre certaines limites, grâce ait fait que l'enveloppe 17 petit tourner autour de l'arbre 6 et est munie d'un niveau 32; elle présente des coulisses 82 oit passent des vis<B>81</B> qui sont portées par le fuselage 9 de l'aéroplane et dont la tête peut être serrée sur elle, pour la maintenir en place, au moyen d'une poi gnée 33, destinée à être enfilée dans des trous ménagés dans cette tête.
Le tube 4 supporte un tube 35 (fig. 3) dans lequel est disposé un tube de visée 36 (voir aussi la fig. 5) pouvant tourner en lui et pourvu à son extrémité inférieure d'un réticule 37, à sa partie supérieure d'une oreille 38. L'oreille 38 présente une coulisse en arc de cercle 39 qui n'est pas concentri que à 35 et dans laquelle se déplace un doigt 40 d'un bras 41 solidaire de la tige 3.
Quand on fait tourner le tube 36, on oblige la tige 3 à se déplacer angulairenient dans le tube 4.
L'anneau 22 présente une graduation extérieure 42, faite eu milliers de pieds an glais et est entouré par un anneau fixe 43, portant une graduation faite eu milles anglais par heure. Les graduations 22' et 42 de pan neau sont faites eu sens inverses, ont des points de départ différents et ne sont pas à la même échelle.
Le fonctionnement de la forme d'exécu tion décrite est le suivant: Pour l'observateur se trouvant en a sur l'aéroplane (fig. 7) et se déplaçant avec lui dans le sens de la flèche f avec une vitesse c eu milles anglais à l'heure, une ligne de visée, dirigée sur un objet c sur le sol, dé crit dans rut temps t un petit angle 0 si ce temps i est faible.<B>81,</B> vu la petitesse de l'angle, on remplace la tangente par l'angle lui-même,
on a z <I>t = 7 H</I> oit r est la distance de Faéroplatte à l'objet c supposée connue et inestirée en milliers de pieds anglais, autrement dit sa hauteur ait- dessus du sol.
En conséquence., c varie d'une façon in versement proportionnelle à t, si r 0 est constant, c'est-à-dire si on s'arrange pour obliger 0 à varier d'une façon inversement proportionnelle à r. Lorsque l'observateur veut mesurer sa v itesse, il commence par amener l'enveloppe 17 à une position telle que les deux mâ choires 15. 16 soient situées symétriquement par rapport à la verticale, ce dont il s'assure à l'aide dit niveau 32, et l'y assujettit au moyen des vis 81.
Il amène ensuite, au moyen du bouton 20, la division appartenant à la graduation<B>292\</B> et correspondant à la hauteur à laquelle l'aéroplane se trouve en regard de l'index fixe 23, par exemple comme à la fig. 4, la division 8 (8000 pieds anglais). En ce faisant, il fait tourner la came 14 (dont les rayons sont inversement proportionnels aux hauteurs), de tisanière qu'en regard du couteau 10' se trouve une partie de la came correspondant à la hauteur de 8000 pieds.
Il vise alors à l'aide des tiges 1, 2, jusqu'au moment où il trouve dans sa ligne de visée, déterminée par ces deux tiges, un point suf- fisatument remarquable. A ce moment il fait passer le bras l'.3 de la mâchoire 15 dans la niàchoire 16 et communique ainsi au bras 10 un mouvement de rotation qui dure jusqu'à ce que le couteau 1.0' vienne en prise avec la carne 14; le levier 12, au passage, met en marche le chronographe 26, dont l'aiguille 27 chemine par le cadran 28.
A l'instant oit il voit repasser par la ligne de visée, ainsi déplacée, l'objet considéré, il ramène le levier 12 dans la mâchoire 15 et le levier 10 à sa position de repos. Le premier, au passage, agit sur le poussoir 25 et arrête le chrono graphe 26, dont l'aiguille 27 stoppe, sur le cadrait 28 en regard de la division corres pondante à la vitesse de l'aéroplane par rap port au sol.
8i l'observateur, après avoir ainsi déter miné sa vitesse, veut lancer une bombe ou tut autre objet sur un point du sol qui est donné et se trouve en avant de lui, il tourne le bouton 20 jusqu'à ce que celle des divi sions de la graduation 42 de l'anneau 2'21, qui correspond à soit altitude, soit en regard de celle des divisions de l'échelle fixe de 43 qui correspond à la vitesse qu'il vient de déter- inirier. II déplace ensuite le bras 12 jusqu'à ce que le couteau 10' du bras 10 soit en contact avec la came 14.
Dans ces condition il n'a plus qu'à làcher sa bombe au moment oit le but se trouve dans la ligne de visée donnée par les deux tiges 1, ?. En effet, la bombe mettra un temps t égal à pour atteindre le
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but, si elle est lancée d'un point situé à une hauteur r au-dessus du sol (fig. 8), g étant l'accélération de la pesan teur, si l'on ne tient pas compte de la résis tance de l'air.
Pendant ce temps, l'aéroplane se sera déplacé de
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de sorte que la tangente de l'angle 4# que devra former la ligne de visée cri avant de la verticale sera
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Or, les graduations de Fanneau 43 et 4'?. de l'anneau 22 et leurs zéros sont déterminés, en combinaison avec la carne 14, de façon à donner directement cette relation. Elles peuvent, cri outre, être établies pour tenir compte de la résistance de l'air et de l'aug mentation du temps t qui en résulte.
Il a été admis jusqu'ici que lors de la détermination de la vitesse, l'aéroplane avait oit vent debout, ott vent arrière. niais rie subissait pas tin vent latéral le faisant dériv er#.
Comme ce n'est que rarement le cas, le tube de visée 36, le réticule 37, la coulisse 39 sont prévus. A leur position normale les fils du réticule sont placés perpendiculaire- rirent à l'axe de l'arbre 6 de la ligne de visée des tiges 1, 2, c'est-à-dire se trouvent dans un plan vertical parallèle à celui contenant l'axe longitudinal de l'aéroplane.
Si les objets sur le sol ne semblent pas se déplacer paral lèlement aux fils, mais obliquement par rap port à ceux-ci, ou fait tourner le tube 36 jusqu'à ce que ces fils soient de nouveau parallèles aux déplacements apparents des objets; ce mouvement de rotation a pour résultat de faire tourner la ligne de visée autour de l'axe de la tige 4 d'une quantité déterminée par la coulisse incurvée 39 qui tient ainsi automatiquement compte de la dérive.
Si l'on veut làcher des bombes, la ligne de visée des tiges 1 et 2 doit être décalée pour tenir compte de la dérive, de la même- manière que pour la détermination de la vi tesse; on petit ainsi jeter des bombes sans être obligé de se mettre dans le vent, contrairement à ce qui a lieu généralement. La ligne de déplacement, par contre, doit être dirigée vers le but, comme .d'habitude.
Device to put it quickly e of a mobile. l.olijet of the invention is an apparatus for measuring the speed of a mobile.
It can be used for example: ü uiie <I> person- </I> <B> ring </B> being on an airplane, to determine the speed of this one in relation; iii ground, in particular if it wishes drop bombs or other objects, such as mail bags, packaging, at specific points on the ground;
to enable a stationary observer to determine the speed of a distant ship or airplane, to determine the relative speed of two mo biles on one of which the observer is located.
It differs from other known devices for measuring the speed of a mobile. in that it comprises movable members which constitute a line of sight which can be moved angularly between limits the distance of which can be regulated, as well as a chronograph actuated by the movement of the line of sight and by means of which a ob server can determine the time taken by this line of sight, directed at a distant object,
to describe the angle separating the two limits and consequently the speed of the moving body with respect to the object. if we know the distance of the device to this object.
The accompanying drawing represents. by way of example, an embodiment of the apparatus intended to enable an observer on an airplane to measure the speed thereof with respect to the ground.
Figs. 1 and? are vertical, longitudinal and transverse sections; The <B> In </B> 3 is a side elevation with partial cut; The <B> fi-. </B> 4 to ti are detail views, the last being a section along the line ti - lï of the fi * 1; Figs. 7 and S relate to the operation of this embodiment.
The organs constituting the line of sight, which is mentioned in the introduction, are formed of two rods 1, 2 <B> (fi-. </B> 1 and b) arranged in mounts 1 ', 21 having the <B> G </B> shape and articulated on supports 13 located at both ends of a hollow rod 3 (see also <B> fi- ,. </B> 2). When we want to use them, we bring them to the position indicated at iig. 1 where they are parallel to each other. otherwise, they can be folded over the rod 3 to reduce their bulk.
The rod 3 is mounted in titi tube 4 which passes between the two flat branches of a fork 61 integral with the shaft 6 and which is held in place in the fork 61 by a nut 5. The shaft 6 rotates in a bearing 7 fixed to the fuselage 9 of the airplane, so that its axis is perpendicular to the vertical plane which contains the longitudinal axis of this airplane.
The rod 3 and with it the line of sight can be rotated around the axis of the shaft 6 between two limits, one of which is fixed, while the position of the other can be adjusted at will. For this purpose, the shaft 6 is integral with an arm 10 (fig. 1 and '? 2) connected by a spring 11 in G to titi control arm 12, provided with a handle 13. loose on this shaft 6 and moving between two fixed limits formed by elastic jaws 15, 16, capable of retaining it when it is pushed into them.
The arm 10 is provided with a knife 101 intended to come to rest on the periphery of a cam 14 rotating around the shaft 14a. When the arm 12 is in the position indicated in fig. 2, where it rests in the jaw 15, the arm 10. subjected to the action of the spring 11, is in contact with a stop 171 presented internally by a casing 17 of the apparatus and constituting the fixed limit of the movement of the line of sight.
If the lever 12 is moved to bring it in the jaw 16 to the position indicated in phantom, the lever 10 participates in this movement, thanks to the spring 11, until its knife 101 meets the cam 14- , from this moment 12 moves on its own, straining the spring 11. The cam 14 constitutes the adjustable limit of the angular movement of the line of sight. If 12 is actuated in the direction opposite to that of the previous movement, 10 returns to its first position.
Depending on the part of the cam 14 with which the knife 101 comes into contact, the distance between the two fixed and movable limits varies. This variation is related to the height at which the airplane is located. It takes place thanks to a toothed ring 18 (fi * 1 and:. ') Integral with the shaft 14- of the casing 14 by meshing with a pinion 19, integral in turn with a lever knob 20 situa outside the casing 17. The pinion 19 meshes at the same time with a second ring gear 21, rotating with a titi ring 22 (see also FIG. 4) located at the bottom of the housing 17 of this casing 17.
The ring 22 has an internal graduation 221; made in thousands of English feet and moving opposite a fixed index 23. By operating the button 20, we can bring opposite the index 23 the division of the graduation 221 corresponding to the haunt <B> to < / B> which the airplane is located and therefore, vis-à-vis the knife 101, a part of the cam 14 having titi radius corresponding to this height, which varies the distance between the two limits according to the height lucite.
The pinion 19 has a slightly conical truncated shape and is constantly pushed between the crowns 18 and 21 by (in spring 3-l, so that there is no play between its teeth and theirs.
The lever 12 is provided with a caster Il (fig. 6) resting on the bottom of the casing 17 and opposite the caster, with a stop '? 4, actuating in the process, it is that is to say, when it is passed from one of the jaws 15, 16 into the other, titi pusher 25 of the chronograph 26 (fig. 1) to start it or stop it. The hand 27 (fig. 4) of the chronograph 26 moves on a dial 28,
lying inside the \ 32 ring and divided directly into English miles per hour instead of seconds and fractions of seconds. 29 is a pusher enabling the hand 27 to be brought back to zero air, and provided with a knurled head 30 as well as with a pinion 31 for winding the chronograph.
A symmetrical position of the two mzî, - choirs 15, 16 can be obtained with respect to the vertical, whatever the inclination of the airplane around its transverse axis, between certain limits, thanks to the fact that the envelope 17 small turn around the shaft 6 and is provided with a level 32; it has slides 82 where <B> 81 </B> screws pass which are carried by the fuselage 9 of the airplane and the head of which can be clamped on it, to hold it in place, by means of a poi gne 33, intended to be threaded into holes made in this head.
The tube 4 supports a tube 35 (Fig. 3) in which is disposed a sighting tube 36 (see also Fig. 5) which can rotate in it and provided at its lower end with a reticle 37, at its upper part with 'an ear 38. The ear 38 has an arcuate slide 39 which is not concentric to 35 and in which moves a finger 40 of an arm 41 integral with the rod 3.
When the tube 36 is rotated, the rod 3 is forced to move angularly in the tube 4.
The ring 22 has an outer graduation 42, made in thousands of English miles and is surrounded by a fixed ring 43, bearing a graduation made in English miles per hour. The graduations 22 'and 42 of the panel are made in opposite directions, have different starting points and are not on the same scale.
The operation of the form of execution described is as follows: For the observer standing at a on the airplane (fig. 7) and moving with him in the direction of the arrow f with a speed c eu English miles per hour, a line of sight, directed at an object c on the ground, describes in rut time t a small angle 0 if this time i is low. <B> 81, </B> given the smallness of l 'angle, we replace the tangent by the angle itself,
we have z <I> t = 7 H </I> where r is the distance from Faoplatte to the object c assumed to be known and estimated in thousands of English feet, in other words its height above the ground.
Consequently, c varies inversely proportional to t, if r 0 is constant, that is to say if we manage to force 0 to vary inversely proportional to r. When the observer wants to measure his speed, he begins by bringing the casing 17 to a position such that the two jaws 15. 16 are located symmetrically with respect to the vertical, which he makes sure using said level 32, and secures it by means of screws 81.
It then brings, by means of button 20, the division belonging to the graduation <B> 292 \ </B> and corresponding to the height at which the airplane is located opposite the fixed index 23, for example as at fig. 4, Division 8 (8,000 British feet). In doing so, he rotates the cam 14 (the radii of which are inversely proportional to the heights), so that, opposite the knife 10 ', there is a part of the cam corresponding to the height of 8000 feet.
It then aims using rods 1, 2, until it finds in its line of sight, determined by these two rods, a sufficiently remarkable point. At this moment he passes the arm l.3 of the jaw 15 in the jaw 16 and thus communicates to the arm 10 a rotational movement which lasts until the knife 1.0 'comes into engagement with the cam 14; the lever 12, in passing, starts the chronograph 26, the hand 27 of which travels through the dial 28.
At the instant he sees the object in question pass again through the line of sight, thus displaced, he brings the lever 12 back into the jaw 15 and the lever 10 to its rest position. The first, in passing, acts on the pusher 25 and stops the chronograph 26, the hand 27 of which stops, on the frame 28 facing the division corresponding to the speed of the airplane relative to the ground.
8i the observer, after having thus determined his speed, wants to throw a bomb or any other object at a point on the ground which is given and is in front of him, he turns knob 20 until that of the divi sions of the graduation 42 of the ring 2'21, which corresponds to either altitude, or opposite that of the divisions of the fixed scale of 43 which corresponds to the speed which it has just determined. He then moves the arm 12 until the knife 10 'of the arm 10 is in contact with the cam 14.
In these conditions all he has to do is drop his bomb when the goal is in the line of sight given by the two rods 1,?. Indeed, the bomb will take a time t equal to to reach the
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goal, if it is launched from a point situated at a height r above the ground (fig. 8), g being the acceleration of gravity, if we do not take into account the resistance of l 'air.
During this time, the airplane will have moved
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so that the tangent of the angle 4 # which must form the line of sight forward cry from the vertical will be
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However, the graduations of the ring 43 and 4 '?. of the ring 22 and their zeros are determined, in combination with the ring 14, so as to give this relation directly. They can, furthermore, be established to take account of air resistance and the resulting increase in time t.
It has heretofore been accepted that when determining the speed, the airplane had a head wind, a tail wind. but he was not subjected to a side wind causing him to drift #.
As is only rarely the case, the sighting tube 36, the reticle 37, the slide 39 are provided. In their normal position the wires of the reticle are placed perpendicular to the axis of the shaft 6 of the line of sight of the rods 1, 2, that is to say lie in a vertical plane parallel to that containing the longitudinal axis of the airplane.
If the objects on the ground do not appear to be moving parallel to the wires, but obliquely with respect to them, or rotates the tube 36 until these wires are again parallel to the apparent movements of the objects; this rotational movement results in rotating the line of sight around the axis of the rod 4 by an amount determined by the curved slide 39 which thus automatically takes account of the drift.
If bombs are to be dropped, the line of sight of rods 1 and 2 must be offset to account for drift, in the same way as for determining speed; we can throw bombs without having to get into the wind, unlike what generally takes place. The line of travel, on the other hand, should be directed towards the goal, as usual.