FR2743417A1 - Procede et dispositif pour la determination graphique des valeurs absolues des sinus et cosinus de l'angle au vent afin de calculer le cap compas, la vitesse sol, le temps estime d'une navigation d'un aerodyne - Google Patents
Procede et dispositif pour la determination graphique des valeurs absolues des sinus et cosinus de l'angle au vent afin de calculer le cap compas, la vitesse sol, le temps estime d'une navigation d'un aerodyne Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un dispositif, relatif au domaine aéronautique, permettant de déterminer, par simple lecture graphique, les valeurs absolues des sinus et cosinus de l'angle au vent, puis de calculer mentalement le cap compas d'un aérodyne, sa vitesse-sol et le temps estimé de la navigation. Il est constitué de deux disques coaxiaux. Le premier, transparent (1) porte une rose des vents (2) de centre (10) complétée par des rayons (3). Le deuxième (4) comporte deux faces; la première (5) lisible à travers le disque précédent porte deux cercles gradués (6) dont l'intersection avec les rayons appropriés (3) donne les valeurs absolues du sinus et cosinus de l'angle au vent, la deuxième porte les formules usuelles de calcul mental et un tableau de correspondance entre vitesse et facteur de base. Ce dispositif selon l'invention est destiné à simplifier la prise en compte des problèmes de vent par les pilotes en aviation légère (avions, hélicoptères, ultra-légers motorisés). Il s'utilise d'une seule main.
Description
La présente invention concerne un procédé et un dispositif permettant de déterminer, par simple lecture graphique, les valeurs absolues des sinus et cosinus de l'angle au vent d'une navigation aéronautique, puis de calculer mentalement le cap compas de l'aérodyne, sa vitesse-sol et le temps estimé de la navigation.
On rappelle tout d'abord que les effets du vent sur une navigation sont d'une part l'introduction d'une dérive qui appelle une correction du cap compas et d'autre part une altération de la vitesse-sol et de la durée de la navigation, estimées sans vent. Ces corrections dépendent de deux facteurs physiques : la force du vent (exprimée en noeud) et l'angle au vent, défini comme l'angle entre la route magnétique (si on néglige la valeur de la déclinaison) ou la route vraie (si la déclinaison est importante) et la direction d'où vient le vent. L'angle au vent est toujours inférieur à 1800, le vent venant du côté gauche ou du côté droit de la route. De plus, le vent est dit du secteur avant si l'angle au vent est inférieur ou égal à 90 , du secteur arrière s'il est supérieur à 90".
Traditionnellement, la détermination du cap compas de l'aérodyne, de sa vitesse-sol et du temps estimé de la navigation fait appel soit totalement au calcul mental sur la base de la valeur estimée des sinus et cosinus de l'angle au vent par référence aux valeurs des sinus et cosinus des angles remarquables (0, 30 , 45 , 60 , 90 , 1200, 135 , 1500, 1800), ce qui s'avère imprécis et aléatoire car ce calcul introduit une charge de travail supplémentaire pour le pilote, soit en recourant à des règles à calcul circulaires, ce qui s'avère souvent mal commode car certains modèles mobilisent les deux mains, voire un crayon, soit encore à une calculatrice électronique.
Par le document FR 2 628 203, on connaît une méthode pour la détermination du "cap avec vent", qui estimant le calcul mental trop incommode, procède, par recours à deux abaques et à un jeu de couronnes, en exploitant le rapport vitesse vent/vitesse propre de l'aérodyne. Ce dispositif se présente sous forme d'une tablette encombrante, finalement malcommode à l'emploi.
L'invention a donc plus particulièrement pour but de réduire ces inconvénients en simplifiant les susdites déterminations.
Elle part de la constatation que les corrections de dérive et de temps estimé sont modulées en fonction des valeurs des sinus et cosinus de l'angle au vent. Ces valeurs, sans dimension, comprises entre 0 et 1, peuvent être visualisées sur un graphique qui superpose les valeurs absolues de ces fonctions trigonométriques et une représentation de l'angle au vent, qu'il n'est plus nécessaire de calculer.
Une fois les valeurs absolues des sinus et cosinus de l'angle au vent déterminées, la poursuite du calcul se fait en recourant mentalement aux formules habituellement utilisées en aviation légère.
L'invention concerne un procédé pour la détermination graphique des valeurs absolues des sinus et cosinus de l'angle au vent dVune navigation aéronautique, permettant de calculer mentalement le cap compas de l'aérodyne, sa vitesse-sol et le temps estimé de la navigation, caractérisé en ce qutil comprend les étapes opératoires suivantes: a) la construction et visualisation graphique de l'angle au vent par simple affichage à l'aide de la rose des vents (2) et de la face (5), de la route magnétique de l'aérodyne (si la déclinaison est faible) ou de la route vraie (si la déclinaison est importante) et de la direction d'où vient le vent b) la lecture à hauteur de l'intersection du rayon (3) portant la direction du vent avec les cercles des sinus et cosinus (6) des valeurs absolues approchées et arrondies des sinus et cosinus recherchés.
La visualisation graphique des valeurs absolues des fonctions trigonométriques repose sur les constatations géométriques suivantes: - soient un repère orthonormé XOY, un cercle tangent en O à OX de diamètre unité, dont le centre, d'ordonnée positive, est porté par
OY, un point A quelconque du cercle, - lorsque le point A décrit le cercle, la longueur OA mesure le sinus de l'angle formé, dans le sens trigonométrique, par OX et OA (XOA), - si B est l'intersection du cercle et de la perpendiculaire en O à OA, la longueur OB mesure le cosinus du même angle XOA.
OY, un point A quelconque du cercle, - lorsque le point A décrit le cercle, la longueur OA mesure le sinus de l'angle formé, dans le sens trigonométrique, par OX et OA (XOA), - si B est l'intersection du cercle et de la perpendiculaire en O à OA, la longueur OB mesure le cosinus du même angle XOA.
La transposition "aéronautique" de cette disposition consiste à prendre pour route de l'aérodyne l'axe OX et pour direction d'où vient le vent, la droite OA.
Alors l'angle au vent est visualisé par l'angle formé par cette direction et cette droite, les valeurs absolues des sinus et cosinus étant représentées respectivement par les longueurs relatives des deux segments perpendiculaires intérieurs au cercle : OA et OB.
Ce cercle qui, dans tout ce qui suit sera appelé "cercle des sinus et cosinus", sera gradué pour une lecture plus aisée.
Pour effectuer la mise en oeuvre du procédé précédemment décrit, l'invention propose un dispositif faisant intervenir deux disques coaxiaux, superposés.
Le premier, transparent, porte sur une couronne extérieure une rose des vents graduées en degré, cinq degrés et dizaines de degrés, et sur une première couronne intérieure des symboles repérant les rayons de la deuxième couronne intérieure marquant les dizaines de degrés . H y a neufs symboles différents dont l'objet est de repérer rapidement les rayons perpendiculaires. Ce disque permet de placer l'origine du vent et la route de l'aérodyne.
Le deuxième comporte deux faces. La première lisible à travers le disque précédent porte deux "cercles des sinus et cosinus" symétriques et tangents à un axe orienté, figuré graphiquement par une flèche, représentant la route de l'aérodyne. Le cercle gauche est utilisé lorsque le vent vient de la gauche, le cercle droit est utilisé lorsque le vent vient de la droite.
L'intersection des rayons (de la deuxième couronne intérieure du premier disque) portant la direction du vent et sa perpendiculaire avec le "cercle des sinus et cosinus" approprié, gauche ou droite, lu par transparence, donne par lecture directe, interpolation et arrondi pour les besoins du calcul mental ultérieur, les valeurs absolues recherchées du sinus et cosinus de l'angle au vent.
La deuxième face porte les formules usuelles de calcul mental et un tableau de correspondance entre vitesse, exprimée en noeud (kt) et facteur de base, rapport du nombre 60 sur la vitesse en noeud.
L'angle au vent, a été défini comme l'angle entre la route magnétique (si on néglige la valeur de la déclinaison) ou la route vraie (si la déclinaison est importante) et la direction d'où vient le vent.
Cette distinction, qui permet d'utiliser également l'invention dans les pays à forte déclinaison, conduit aux deux modes opératoires décrits ci-après.
Le mode opératoire 1, utilisé lorsque la déclinaison magnétique peut être considérée comme faible, se présente ainsi: - on tourne les disques jusqu'à ce qu'on puisse lire sur la rose des vents de la couronne extérieure du premier disque la valeur de la route magnétique au droit de la flèche lue par transparence sur le deuxième disque, - on maintient par pression entre les doigts la position relative des disques, - on place visuellement la direction d'où vient le vent sur la rose des vents de la couronne extérieure du premier disque, - on lit les valeurs recherchées ainsi:
- pour la valeur absolue du sinus de l'angle au vent, à l'intersection de cette dernière direction avec le premier "cercle des sinus et cosinus" intercepté, cette lecture étant facilitée par la présence des rayons de la deuxième couronne intérieure qui donne des valeurs entre lesquelles on peut interpoler, pour trouver une valeur arrondie nécessaire au calcul mental suivant,
- pour la valeur absolue du cosinus de l'angle au vent, à l'intersection de la perpendiculaire à la direction précédente avec le même "cercle des sinus et cosinus", cette lecture étant facilitée en utilisant les rayons perpendiculaires à ceux précédemment utilisés, repérés facilement à l'aide des symboles de la première couronne intérieure disposés de sorte que deux rayons perpendiculaires font face à deux symboles identiques.
- pour la valeur absolue du sinus de l'angle au vent, à l'intersection de cette dernière direction avec le premier "cercle des sinus et cosinus" intercepté, cette lecture étant facilitée par la présence des rayons de la deuxième couronne intérieure qui donne des valeurs entre lesquelles on peut interpoler, pour trouver une valeur arrondie nécessaire au calcul mental suivant,
- pour la valeur absolue du cosinus de l'angle au vent, à l'intersection de la perpendiculaire à la direction précédente avec le même "cercle des sinus et cosinus", cette lecture étant facilitée en utilisant les rayons perpendiculaires à ceux précédemment utilisés, repérés facilement à l'aide des symboles de la première couronne intérieure disposés de sorte que deux rayons perpendiculaires font face à deux symboles identiques.
La détermination du cap compas de l'aérodyne, de sa vitesse-sol et du temps estimé de la navigation se fait ensuite par calcul mental à l'aide des formules suivantes: X" = Fb x Fw, x" = X" x Isin al,
Cm=Rm-x CC=Cm-d
Ve = Fw x Icos ai, Vs = Vp +/- Ve,
Temps estimé avec vent = distance(NM) x NFb.
Cm=Rm-x CC=Cm-d
Ve = Fw x Icos ai, Vs = Vp +/- Ve,
Temps estimé avec vent = distance(NM) x NFb.
dans lesquelles
Déclinaison fln d"
magnétique
Route vraie Rv d"
Route magnétique Rm = Rv - Dm d"
Direction du vent Vw d"
Force du vent Fw kt
Vitesse propre Vp kt
Facteur de base Fb = 60 / Vp
Angle au vent a" = angle (Rm,Vw) d"
(cas où la
déclinaison est
faible) Dérivemaiiimale X = Fb x Fw d"
Dérive réelle x" = X" x Isin a"l d"
Cap magnétique Cm = Rm - x d"
Déviation compas d d"
Cap compas CC = Cm - d d"
Vent effectif Ve = Fw x Icos a0 d"
Vitesse-sol (avec Vs = Vp - Ve kt
vent de secteur
avant)
Vitesse-sol (avec Vs = Vp + Ve kt
vent de secteur
arrière)
Nouveau facteur NFb = 60 / Vs
de base
et le tableau de correspondance entre vitesse et facteur de base, descrit sur la figure 4.
Déclinaison fln d"
magnétique
Route vraie Rv d"
Route magnétique Rm = Rv - Dm d"
Direction du vent Vw d"
Force du vent Fw kt
Vitesse propre Vp kt
Facteur de base Fb = 60 / Vp
Angle au vent a" = angle (Rm,Vw) d"
(cas où la
déclinaison est
faible) Dérivemaiiimale X = Fb x Fw d"
Dérive réelle x" = X" x Isin a"l d"
Cap magnétique Cm = Rm - x d"
Déviation compas d d"
Cap compas CC = Cm - d d"
Vent effectif Ve = Fw x Icos a0 d"
Vitesse-sol (avec Vs = Vp - Ve kt
vent de secteur
avant)
Vitesse-sol (avec Vs = Vp + Ve kt
vent de secteur
arrière)
Nouveau facteur NFb = 60 / Vs
de base
et le tableau de correspondance entre vitesse et facteur de base, descrit sur la figure 4.
Le pilote affiche alors ce nouveau cap compas et prend en compte les éléments de navigation déterminés. On remarquera que le procédé d'affichage de la direction d'où vient le vent permet au pilote de repérer intuitivement le sens de la correction à opérer.
Le mode opératoire 2, utilisé lorsque la déclinaison magnétique peut être considérée comme importante, se présente ainsi: - on tourne les disques jusqu'à ce qu'on puisse lire sur la rose des vents de la couronne extérieure du premier disque la valeur de la route vraie au droit de la flèche lue par transparence sur le deuxième disque, - on maintient par pression entre les doigts la position relative des disques, - on place visuellement la direction d'où vient le vent sur la rose des vents de la couronne extérieure du premier disque, - on lit les valeurs recherchées ainsi:
- pour la valeur absolue du sinus de l'angle au vent, à l'intersection de cette dernière direction avec le premier "cercle des sinus et cosinus" intercepté, cette lecture étant facilitée par la présence des rayons de la deuxième couronne intérieure qui donne des valeurs entre lesquelles on peut interpoler, pour trouver une valeur arrondie nécessaire au calcul mental suivant,
- pour la valeur absolue du cosinus de l'angle au vent, à l'intersection de la perpendiculaire à la direction précédente avec le même "cercle des sinus et cosinus", cette lecture étant facilitée en utilisant les rayons perpendiculaires à ceux précédemment utilisés, repérés facilement à l'aide des symboles de la première couronne intérieure disposés de sorte que deux rayons perpendiculaires font face à deux symboles identiques.
- pour la valeur absolue du sinus de l'angle au vent, à l'intersection de cette dernière direction avec le premier "cercle des sinus et cosinus" intercepté, cette lecture étant facilitée par la présence des rayons de la deuxième couronne intérieure qui donne des valeurs entre lesquelles on peut interpoler, pour trouver une valeur arrondie nécessaire au calcul mental suivant,
- pour la valeur absolue du cosinus de l'angle au vent, à l'intersection de la perpendiculaire à la direction précédente avec le même "cercle des sinus et cosinus", cette lecture étant facilitée en utilisant les rayons perpendiculaires à ceux précédemment utilisés, repérés facilement à l'aide des symboles de la première couronne intérieure disposés de sorte que deux rayons perpendiculaires font face à deux symboles identiques.
La détermination du cap compas de l'aérodyne, de sa vitesse-sol et du temps estimé de la navigation se fait ensuite par calcul mental à l'aide des formules suivantes:
X" = Fb x Fw, x" = X" x Isin al,
Cv = Rv - x" Cm = Cv - Dm CC = Cm - d
Ve = Fwx Icos ai, Vs = Vp +/- Ve,
Temps estimé avec vent = distance(NNI) x NFb.
X" = Fb x Fw, x" = X" x Isin al,
Cv = Rv - x" Cm = Cv - Dm CC = Cm - d
Ve = Fwx Icos ai, Vs = Vp +/- Ve,
Temps estimé avec vent = distance(NNI) x NFb.
dans lesquelles
Déclinaison Un d"
magnétique
Route vraie Rv d"
Direction du vent Vw d"
Force du vent Fw kt
Vitesse propre Vp kt
Facteur de base Fb = 60 / Vp
Angle au vent a" = angle (Rv,Vw) d"
(cas où la
déclinaison est
importante)
Dérive maximale X" = Fb x Fw d"
Dérive réelle x = X" x Isin a"l d
Cap vrai Cv = Rv - x
Cap magnétique Cm = Cv - Dm d
Déviation compas d d
Cap compas CC = Cm - d d
Vent effectif Ve = Fw x Icos a"l d"
Vitesse-sol avec Vs = Vp - Ve kt
vent de secteur
avant
Vitesse-sol avec Vs = Vp + Ve kt
vent de secteur
arrière
Nouveau facteur NFb = 60 / Vs
de base
et le tableau de correspondance entre vitesse et facteur de base, descrit sur la figure 4.
Déclinaison Un d"
magnétique
Route vraie Rv d"
Direction du vent Vw d"
Force du vent Fw kt
Vitesse propre Vp kt
Facteur de base Fb = 60 / Vp
Angle au vent a" = angle (Rv,Vw) d"
(cas où la
déclinaison est
importante)
Dérive maximale X" = Fb x Fw d"
Dérive réelle x = X" x Isin a"l d
Cap vrai Cv = Rv - x
Cap magnétique Cm = Cv - Dm d
Déviation compas d d
Cap compas CC = Cm - d d
Vent effectif Ve = Fw x Icos a"l d"
Vitesse-sol avec Vs = Vp - Ve kt
vent de secteur
avant
Vitesse-sol avec Vs = Vp + Ve kt
vent de secteur
arrière
Nouveau facteur NFb = 60 / Vs
de base
et le tableau de correspondance entre vitesse et facteur de base, descrit sur la figure 4.
Le pilote affiche alors ce nouveau cap compas et prend en compte les éléments de navigation déterminés. On remarquera que le procédé d'affichage de la direction d'où vient le vent permet au pilote de repérer intuitivement le sens de la correction à opérer.
Un mode de réalisation de ce dispositif est décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés, tous à l'échelle grandeur, suivants: - la figure 1 présente les faces principales du dispositif, soient la première face du deuxième disque portant les "cercles de sinus et cosinus" lue à travers le disque transparent portant la rose des vents, - les figures 2, 3, 4 décrivent précisément chacune des trois faces.
Tel que représenté sur la figure 1, le dispositif est constitué de deux disques coaxiaux superposés, d'une dizaine de centimètres de diamètre environ. Le premier disque est transparent (1) et porte une rose des vents (2) de centre (10) sur sa périphérie complétée par des rayons (3) dirigés vers son centre (10). Le deuxième disque (4) comporte deux faces. La première face (5) est lisible à travers le disque précédent (1) et porte deux "cercles des sinus et cosinus" gradués (6) dont l'intersection avec les rayons appropriés(3) donne les valeurs absolues du sinus et cosinus de l'angle au vent. La deuxième face porte les formules usuelles de calcul mental et un tableau de correspondance entre vitesse et facteur de base.
Les deux disques coaxiaux superposés, d'un diamètre d'environ dix centimètres et d'une épaisseur voisine du millimètre, sont reliés par tous moyens d'assemblage tels que des rivets permettant la rotation de l'un sur l'autre autour d'un même axe centré sur le centre (10), le premier disque étant fait d'une matière rigide transparente telle qu'une matière plastique, le second étant rigide.
Tel que décrit sur la figure 2, le disque transparent porte les inscriptions suivantes: - sur une couronne extérieure, une rose des vents (2) graduées en degré de 0 à 360 degrés, cinq degrés et dizaines de degrés. Les degrés sont marqués par des traits fins de longueurs différentes, de plus les dizaines sont chiffrées, - sur une première couronne intérieure matérialisée par deux cercles concentriques (7 et 8) de centre (10) neufs symboles (9) différents en face des dizaines selon la description suivante;
- un premier symbole placé sur 90, 180, 270, 360,
- un deuxième symbole placé sur 100, 190, 280, 10,
- un troisième symbole placé sur sur 110, 200, 290, 20,
- un quatrième symbole placé sur 120, 210, 300, 30,
- un cinquième symbole placé sur 130, 220, 310, 40,
- un sixième symbole placé sur 140, 230, 320, 50,
- un septième symbole placé sur 150, 240, 330, 60,
- un huitième symbole placé sur 160, 250, 340, 70,
- un neuvième symbole placé sur 170, 260, 350, 80, - sur une deuxième couronne intérieure limitée par un cercle (8), des rayons (3) dirigés vers son centre (10) en face des dizaines de degrés et des symboles correspondants.
- un premier symbole placé sur 90, 180, 270, 360,
- un deuxième symbole placé sur 100, 190, 280, 10,
- un troisième symbole placé sur sur 110, 200, 290, 20,
- un quatrième symbole placé sur 120, 210, 300, 30,
- un cinquième symbole placé sur 130, 220, 310, 40,
- un sixième symbole placé sur 140, 230, 320, 50,
- un septième symbole placé sur 150, 240, 330, 60,
- un huitième symbole placé sur 160, 250, 340, 70,
- un neuvième symbole placé sur 170, 260, 350, 80, - sur une deuxième couronne intérieure limitée par un cercle (8), des rayons (3) dirigés vers son centre (10) en face des dizaines de degrés et des symboles correspondants.
Ces inscriptions permettent l'affichage de la route et le positionnement de la direction d'où vient le vent.
Tel que décrit sur la figure 3, la première face du deuxième disque lisible à travers le disque transparent décrit sur la figure 2 porte les inscriptions et dessins graphiques suivants: - sur une couronne extérieure (11) de centre (10), de même épaisseur que la couronne extérieure décrite sur la figure 2, une surface blanche sans inscription, à l'exception d'un trait (12) radial destiné à matérialiser la route, afin de pouvoir lire la rose des vents (2), - sur le reste de la surface intérieure limitée par un cercle (13) de centre (10) d'un diamètre égal à celui du cercle (8) décrit sur la figure 2, deux cercles (6) tangents et symétriques d'un diamètre moitié à celui du cercle (13) orientés de sorte que leur tangente commune passant par le centre du cercle (13) soit dans l'axe du trait (12), les cercles (6) sont les cercles des sinus et cosinus de la présente description, - les cercles (6) découpent sur la surface intérieure au cercle (13), deux surfaces résiduelles (14 et 15), sur celle (15) du côté du trait (12) est dessinée un motif curviligne qui lie l'extrémité du trait (12) aux cercles (6) de manière à imager une flèche (16), - les surfaces intérieures aux cercles (6) sont rayées par neufs cercles concentriques (17) de même centre que le cercle (13) et qui ont pour diamètre, les valeurs successives suivantes : 1/10, 2/10, 3/10, 4/10, S/10, 6/10, 7/10, 8/10, 9/10, de la valeur du diamétre du cercle (13), - à chaque intersection de ces cercles (17) avec les cercles (6) est inscrite, à l'intérieur des cercles (6), la valeur du diamètre du cercle considéré (17) exprimé en dixième de la valeur du diamètre du cercle (13) pris conventionnellement pour l'unité, - chaque valeur lue à hauteur de l'intersection d'un rayon (3), des cercles (6) et des cercles (17) mesure la valeur absolue approchée et arrondie du sinus de l'angle au vent, la valeur absolue approchée et arrondie du cosinus de Angle au vent se lit selon le même processus sur le même cercle à hauteur de l'intersection d'un rayon perpendiculaire au rayon précédent (3) repéré par un symbole identique, des cercles (6) et des cercles (17), étant entendu que les chiffres lus 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9 indiquent respectivement les valeurs 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9.
Les inscriptions chiffrées sont orientées de manière à être particulièrement lisible à proximité du rayon considéré.
Tel que décrit sur la figure 4, la deuxième face du deuxième disque porte un tableau de correspondance entre vitesse V, exprimée en noeud et facteur de base La plage des vitesses s'étend 30 à 75 noeuds de cinq en cinq, de 80 à 138 de deux en deux et de 140 à 185 de cinq en cinq.
Autour de ce tableau, sont inscrites les formules usuelles de calcul mental suivantes:
X" = Fb x Fw, x" = X" x Isin al,
Ve = Fw x Icos al, Vs = Vp +/- Ve,
Temps estimé avec vent = distance(NM) x NFb
Tous les traits et graduations sont de couleur noire sur fond blanc, alors que les secteurs géométriques, intérieurs au cercle (13) de la figure 3 sont en couleur pour une meilleure lisibilité.
X" = Fb x Fw, x" = X" x Isin al,
Ve = Fw x Icos al, Vs = Vp +/- Ve,
Temps estimé avec vent = distance(NM) x NFb
Tous les traits et graduations sont de couleur noire sur fond blanc, alors que les secteurs géométriques, intérieurs au cercle (13) de la figure 3 sont en couleur pour une meilleure lisibilité.
I1 apparaît ainsi clairement que, tel que précédemment décrit le dispositif selon l'invention, qui peut être aisément rangé dans la poche de chemise du pilote, offre une aide à la navigation aérienne en aviation générale, tout en permettant au pilote de conserver ce qui est intrinséquement lié à la réalité du pilotage; le recourt usuel au calcul mental.
Claims (11)
1) Procédé pour la détermination graphique des valeurs absolues des sinus et cosinus de l'angle au vent d'une navigation aéronautique, permettant de calculer mentalement le cap compas de l'aérodyne, sa vitesse-sol et le temps estimé de la navigation, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes opératoires suivantes: a) la construction et visualisation graphique de l'angle au vent par simple affichage à l'aide de la rose des vents (2) et de la face (5), de la route magnétique de l'aérodyne (si la déclinaison est faible) ou de la route vraie (si la déclinaison est importante) et de la direction d'où vient le vent, b) la lecture à hauteur de l'intersection du rayon (3) portant la direction du vent avec les cercles des sinus et cosinus (6) des valeurs absolues approchées et arrondies des sinus et cosinus recherchés.
2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la construction et visualisation graphiques de l'angle au vent sont réalisées, lorsque la déclinaison magnétique est faible, par: - la rotation des disques jusqu'à ce qu'on puisse lire sur la rose des vents de la couronne extérieure du premier disque la valeur de la route magnétique au droit de la flèche lue par transparence sur le deuxième disque, - le maintien par pression entre les doigts de la position relative des disques, - le positionnement visuel de la direction d'où vient le vent sur la rose des vents de la couronne extérieure du premier disque, et que la lecture des valeurs recherchées est réalisée: - pour la valeur absolue du sinus de l'angle au vent, à l'intersection de cette dernière direction avec le premier "cercle des sinus et cosinus" intercepté, cette lecture étant facilitée par la présence des rayons de la deuxième couronne intérieure qui donne des valeurs entre lesquelles on peut interpoler, pour trouver une valeur arrondie nécessaire au calcul mental suivant, - pour la valeur absolue du cosinus de l'angle au vent, à l'intersection de la perpendiculaire à la direction précédente avec le même "cercle des sinus et cosinus", cette lecture étant facilitée en utilisant les rayons perpendiculaires à ceux précédemment utilisés, repérés facilement à l'aide des symboles de la première couronne intérieure disposés de sorte que deux rayons perpendiculaires font face à deux symboles identiques.
3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte ultérieurement la détermination du cap compas de l'aérodyne, de sa vitesse-sol et du temps estimé de la navigation par calcul mental à l'aide des formules suivantes:
X" = Fb x Fw, x" = X0 x Isin ai,
Cm=Rm-x CC=Cm-d
Ve = Fw x Icos al Vs = Vp +/- Ve,
Temps estimé avec vent = distance(NM) x NFb.
et le tableau de correspondance entre vitesse et facteur de base, descrit sur la figure 4.
de base
Nouveau facteur NFb = 60 / Vs
arrière)
vent de secteur
Vitesse-sol (avec Vs = Vp + Ve kt
avant)
vent de secteur
Vitesse-sol (avec Vs = Vp - Ve kt
Vent effectif Ve = Fw x Icos a"l d
Cap compas CC = Cm - d d
Déviation compas d d
Cap magnétique Cm = Rm - x d
Dérive réelle x = X" x Isin a"l d
Dérive maximale X = Fb x Fw d
faible)
déclinaison est
(cas où la
Angle au vent a" = angle (Rm,Vw) d"
Facteur de base Fb = 60 / Vp
Vitesse propre Vp kt
Force du vent Fw kt
Direction du vent Vw d"
Route magnétique Rm = Rv - Dm d"
Route vraie Rv d"
magnétique
Déclinaison fln d"
dans lesquelles
4) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la construction et visualisation graphiques de l'angle au vent sont réalisées, lorsque la déclinaison magnétique est importante, par: - la rotation des disques jusqu'à ce qu'on puisse lire sur la rose des vents de la couronne extérieure du premier disque la valeur de la route vraie au droit de la flèche lue par transparence sur le deuxième disque, - le maintien par pression entre les doigts de la position relative des disques, - le positionnement visuel de la direction d'où vient le vent sur la rose des vents de la couronne extérieure du premier disque, et que la lecture des valeurs recherchées est réalisée: - pour la valeur absolue du sinus de l'angle au vent, à llintersection de cette dernière direction avec le premier "cercle des sinus et cosinus" intercepté, cette lecture étant facilitée par la présence des rayons de la deuxième couronne intérieure qui donne des valeurs entre lesquelles on peut interpoler, pour trouver une valeur arrondie nécessaire au calcul mental suivant, - pour la valeur absolue du cosinus de l'angle au vent, à l'intersection de la perpendiculaire à la direction précédente avec le même "cercle des sinus et cosinus", cette lecture étant facilitée en utilisant les rayons perpendiculaires à ceux précédemment utilisés, repérés facilement à l'aide des symboles de la première couronne intérieure disposés de sorte que deux rayons perpendiculaires font face à deux symboles identiques.
5) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte ultérieurement la détermination du cap compas de l'aérodyne, de sa vitesse-sol et du temps estimé de la navigation par calcul mental à l'aide des formules suivantes: X" = Fb x Fw, x" = X" x Isin al,
Cv = Rv - x" Cm = Cv - Dm CC = Cm - d
Ve = Fw x Icos al, Vs = Vp +/- Ve,
Temps estimé avec vent = distance(NM) x NFb.
et le tableau de correspondance entre vitesse et facteur de base, descrit sur la figure 4.
de base
Nouveau facteur NFb = 60 / Vs
arrière
vent de secteur
Vitesse-sol avec Vs = Vp + Ve kt
avant
vent de secteur
Vitesse-sol avec Vs = Vp - Ve kt
Vent effectif Ve = Fw x Icos a0 d"
Cap compas CC=Cm-d d
Déviation compas d d
Cap magnétique Cm = Cv - Dm d
Cap vrai Cv = Rv - x"
Dérive réelle x" = X" x Isin a0 d"
Dérive maximale X" = Fb x Fw d"
importante)
déclinaison est
(cas où la
Angle au vent a" = angle (Rv,Vw) d"
Facteur de base Fb = 60 / Vp
Vitesse propre Vp kt
Force du vent Fw kt
Direction du vent Vw d"
Route vraie Rv d"
magnétique
Déclinaison DII d"
dans lesquelles
6) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte deux disques coaxiaux superposés, dont le premier transparent (1) porte une rose des vents (2) de centre (10) sur sa périphérie complétée par des rayons (3) dirigés vers son centre (10), dont le deuxième (4) comporte deux faces; la première face (5) lisible à travers le disque précédent (1) portant deux "cercles des sinus et cosinus" gradués (6) dont l'intersection avec les rayons appropriés(3) donne les valeurs absolues du sinus et cosinus de l'angle au vent, la deuxième face portant les formules usuelles de calcul mental et un tableau de correspondance entre vitesse et facteur de base.
7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux disques coaxiaux superposés, d'un diamètre d'environ dix centimètres et d'une épaisseur voisine du millimètre, sont reliés par tous moyens d'assemblage tels que des rivets permettant la rotation de l'un sur l'autre autour d'un même axe centré sur le centre (10), le premier disque étant fait d'une matière rigide transparente telle qu'une matière plastique, le second étant rigide.
8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que le disque transparent porte les inscriptions suivantes: - sur une couronne extérieure, une rose des vents (2) graduée en degré de 0 à 360 degrés, cinq degrés et dizaines de degrés, les degrés étant marqués par des traits fins de longueurs différentes, de plus les dizaines sont chiffrées, - sur une première couronne intérieure matérialisée par deux cercles concentriques (7 et 8) de centre (10) neufs symboles (9) différents en face des graduations indiquant les dizaines de degrés selon la description suivante;
- un premier symbole placé sur 90, 180, 270, 360,
- un deuxième symbole placé sur 100, 190, 280, 10,
- un troisième symbole placé sur sur 110, 200, 290, 20,
- un quatrième symbole placé sur 120, 210, 300, 30,
- un cinquième symbole placé sur 130, 220, 310, 40,
- un sixième symbole placé sur 140, 230, 320, 50,
- un septième symbole placé sur 150, 240, 330, 60,
- un huitième symbole placé sur 160, 250, 340, 70,
- un neuvième symbole placé sur 170, 260, 350, 80, - sur une deuxième couronne intérieure limitée par un cercle (8), des rayons (3) dirigés vers son centre (10) en face des dizaines de degrés et des symboles correspondants, permettant l'affichage de la route et le positionnement de la direction d'où vient le vent.
9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que la première face du deuxième disque lisible à travers le disque transparent porte les inscriptions et graphiques suivants - sur une couronne extérieure (11) de centre (10), de même épaisseur que la couronne extérieure décrite, une surface blanche sans inscription, à l'exception d'un trait (12) radial destiné à matérialiser la route, afin de pouvoir lire la rose des vents (2), - sur le reste de la surface intérieure limitée par un cercle (13) de centre (10) d'un diamètre égal à celui du cercle (8) , deux cercles (6) tangents et symétriques d'un diamètre moitié à celui du cercle (13) orientés de sorte que leur tangente commune passant par le centre du cercle (13) soit dans l'axe du trait (12), les cercles (6) sont les cercles des sinus et cosinus de la présente description, - les cercles (6) découpent sur la surface intérieure au cercle (13), deux surfaces résiduelles (14 et 15), sur celle (15) du côté du trait (12) est dessinée un motif curviligne qui lie l'extrémité du trait (12) aux cercles (6) de manière à représenter une flèche (16), - les surfaces intérieures aux cercles (6) sont rayées par neufs cercles concentriques (17) de même centre que le cercle (13) et qui ont pour diamètre, les valeurs successives suivantes : 1/10, 2/10, 3/10, 4/10, 5/10, 6/10, 7/10, 8/10, 9/10, de la valeur du diamètre du cercle (13), - à chaque intersection de ces cercles (17) avec les cercles (6) est inscrite, à l'intérieur des cercles (6), la valeur du diamètre du cercle considéré (17) exprimé en dixième de la valeur du diamètre du cercle (13) pris conventionnellement pour l'unité, permettant la lecture à hauteur de l'intersection d'un rayon (3), des cercles (6) et des cercles (17) de la valeur absolue approchée et arrondie du sinus de l'angle au vent, la valeur absolue approchée et arrondie du cosinus de l'angle au vent se lisant selon le même processus sur le même cercle à hauteur de l'intersection d'un rayon perpendiculaire au rayon précédent (3) repéré par un symbole identique, des cercles (6) et des cercles (17), étant entendu que les chiffres lus 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9 indiquent respectivement les valeurs 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9.
10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que la deuxième face du deuxième disque porte un tableau de correspondance entre vitesse V, exprimée en noeud et facteur de base, la plage des vitesses s'étendant de 30 à 75 noeuds de cinq en cinq, de 80 à 138 de deux en deux et de 140 à 185 de cinq en cinq, ainsi qu'autour de ce tableau, les formules usuelles de calcul mental suivantes:
X" = Fb x Fw, x" = X" x Isin al,
Ve = Fw x Icos al, Vs = Vp +/- Ve,
Temps estimé avec vent = distance(NM) x NFb.
11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à10, caractérisé en ce que tous les traits et graduations sont de couleur noire sur fond blanc, alors que les secteurs géométriques, intérieurs au cercle (13) de la figure 3 sont en couleur pour une meilleure lisibilité.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9600115A FR2743417B1 (fr) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | Procede et dispositif pour la determination graphique des valeurs absolues des sinus et cosinus de l'angle au vent afin de calculer le cap compas, la vitesse sol, le temps estime d'une navigation d'un aerodyne |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9600115A FR2743417B1 (fr) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | Procede et dispositif pour la determination graphique des valeurs absolues des sinus et cosinus de l'angle au vent afin de calculer le cap compas, la vitesse sol, le temps estime d'une navigation d'un aerodyne |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2743417A1 true FR2743417A1 (fr) | 1997-07-11 |
| FR2743417B1 FR2743417B1 (fr) | 1998-02-06 |
Family
ID=9487936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9600115A Expired - Fee Related FR2743417B1 (fr) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | Procede et dispositif pour la determination graphique des valeurs absolues des sinus et cosinus de l'angle au vent afin de calculer le cap compas, la vitesse sol, le temps estime d'une navigation d'un aerodyne |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2743417B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001046897A1 (fr) * | 1999-12-22 | 2001-06-28 | Peter Widders | Roue servant a calculer les marees |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4435162A (en) * | 1982-12-22 | 1984-03-06 | Schoenwald Justin P | Trigonometry visualizers and method of making same |
| FR2628203A1 (fr) * | 1988-03-01 | 1989-09-08 | Poirier Alain | Procede et dispositif pour la determination du " cap avec vent " d'un aerodyne. |
-
1996
- 1996-01-08 FR FR9600115A patent/FR2743417B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4435162A (en) * | 1982-12-22 | 1984-03-06 | Schoenwald Justin P | Trigonometry visualizers and method of making same |
| FR2628203A1 (fr) * | 1988-03-01 | 1989-09-08 | Poirier Alain | Procede et dispositif pour la determination du " cap avec vent " d'un aerodyne. |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001046897A1 (fr) * | 1999-12-22 | 2001-06-28 | Peter Widders | Roue servant a calculer les marees |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2743417B1 (fr) | 1998-02-06 |
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