Brevet FR2010414A1 — publié le 19700213

\ la présente invention concerne un horizon gyroscopique avec un gyroscope vertical supporté à cardan, dont une coquille sphérique indicatrice, symbolisant l'horizon est supportée de manière pivotante en deux directions relativement à un symbole 5 d'avion solidaire du carter, pour indiquer la "position de roulis et de tangage des avions. Un horizon gyroscopique a pour "but, lors d'un .vol sans visibilité, d'indiquer au pilote la position de l'horizon telle qu'elle lui apparaîtrait dans son champ de vision dans le cas d'un 10 vol avec visibilité. Si l'avion prend une position inclinée vers l'un ou l'autre côté, l'horizon artificiel indiqué conserve, en raison du gyroscope vertical, son orientation par rapport à l'horizon réel. Si l'avion passe au vol en piqué, dans le cas d'un vol avec visibilité, l'horizon réel se déplacera dans le champ de vision 15 du pilote vers le haut. Dans le cas d'un vol ascenSLonnel l'horizon-réeit se déplacera inversement dans le champ de vision, du pilote vers le bas. L'horizon gyroscopique doit être constitué de telle manière que ce déplacement de l'horizon réel dans le champ de vision du pilote soit reproduit fidèlement par l'horizon artificiel indi-20 qué. On connaît des horizons gyroscopiques, dans lesquels le gyroscope est disposé au milieu de la coquille sphérique d'indication qui symbolise l'horizon. Dans ces gyroscopes connus, la coquille sphérique indicatrice est maintenue horizontale, avec la ligne 25 d'horizon tracée sur elle, par le gyroscope et son dispositif de support, l'avion avec l'enveloppe de l'appareil se tourne autour de cette coquille sphérique indicatrice. Il en résulte en fait une indication correcte de la position transversale de l'avion. Il est cependant facile de comprendre qu'il se produit un déplacement des 30 lignes d'horizon par rapport au symbole de vol fixe sur l'enveloppe, déplacement qui est en sens opposé à la réalité. Si, par exemple, l'avion passe au vol en piqué, les lignes d'horizon, dans l'horizon gyroscopique se déplacent vers le bas, par rapport au symbole de vol, tandis que l'horizon réel se déplacerait vers le haut dans le champ 35 de vision du pilote. On connaît, en outre, des horizons gyroscopiques, dans lesquels la ligne d'horizon est solidaire de l'enveloppe et le symbole représentant l'avion est relié rigidement au gyroscope. On 69 05766 2 2010414 obtient bien ainsi que le symbole d'avion donne une indication d'inclinaison dans le sens correct par rapport à la ligne d'horizon, mais on n'obtient pas une image clairement représentative de la position de l'horizon dans le champ de vision du pilote. 5 On connaît encore un horizon gyroscopique dans lequel le gyroscope est disposé dans une sphère et celle-ci est supportée autour de l'axe d'inclinaison dans un cadre de roulis constitué comme une fourche. Dans ce cas, l'indication du mouvement d'inclinaison a lieu également dans un sens qui est opposé à la réalité. 10 le cadre de roulis est supporté dans deux paliers à billes disposés derrière la sphère qui porte le gyroscope. Cette disposition est défavorable, car le poids du gyroscope et du cadre de roulis doit être supporté, non pas entre deux paliers, mais en porte-à-faux dans une fourche. Ceci exige un 15 arbre très gros et très long avec de gros paliers à billes correspondants et ainsi un frottement important et une construction d'étendue considérable en profondeur. Or le frottement grossier ainsi que l'encombrement en profondeur sont deux conditions hautement indésirables. 20 On connaît enfin une disposition dans laquelle une indication voisine de la réalité des mouvements en inclinaison est obtenue au moyen d'une sphère indicatrice, le gyroscope est disposé derrière cette sphère indicatrice et le déplacement du gyroscope est transmis à l'aide de pignons en forme de pignons coniques, avec inver-25 sion, sur la sphère indicatrice, d'une manière telle, qu'on obtienne une indication de la position d'horizon qui corresponde à la réalité. Cependant, cette disposition exige également une longueur de'construction très importante. On obtient enfin un déplacement de l'indication d'horizon 30 qui correspond à la réalité avec une autre forme de construction connue dans laquelle la poutre d'horizon est supportée avec un levier sur le cadre de roulis postérieur. Da poutre d'horizon est alors déplacée par une broche, prévue sur le gyroscope, et qui s'engage dans une coulisse de guidage prévue sur le levier. 35 Grâce à ce mécanisme à levier, on obtient également une inversion du mouvement et finalement un déplacement de la poutre d'horizon qui se rapproche de la réalité. Cependant, il est désavantageux, dans ce cas que les déplacements de la poutre d'horizon ne soient 69 05766 3 2010414 pas linéaires et une-estimation de l'angle de position n'est possible que difficilement. La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients .mentionnés ci-dessus des horizons gyroscopiques connus, et plus 5 particulièrement de réaliser un horizon gyroscopique donnant-une indication qui corresponde à la réalité et qui présente un mode de construction d'encombrement aussi réduit que possible. L'horizon gyroscopique de l'invention est caractérisé en ce que le cadre extérieur du support h cardan, qui forme le cadre de .10 roulis, est supporté de chaque côté dans un organe de palier qui s'engage d'un côté autour du cadre, un bras qui entoure extérieurement cet organe de palier étant relié avec l'un des tourillons de palier du cadre de roulis, la coquille sphérique indicatrice étant supportée, sur ses côtés diamétralement opposés, d'un côté sur le 15 cadre de roulis et de l'autre sur ledit bras, à rotation autour de l'axe transversal, le cadre de tangage, supporté à rotation autour de l'axe transversal dans le cadre de roulis, étant accouplé à la coquille sphérique indicatrice par l'intermédiaire d'un engrenage ou mécanisme analogue, qui inverse le sens de rotation. 20 Le gyroscope dont l'enveloppe de carter forme de préférence en même temps le cadre de tangage est disposé, en commun avec le cadre de roulis, l'organe de palier et le mécanisme inverseur pour le déplacement de tangage, à l'intérieur de la coquille sphérique qui sert à l'indication. Grâce à ce mode de construction conforme 25" à l'invention, on a une longueur de construction très courte et une échelle indicatrice très grande. Dans la pratique, on peut obtenir ainsi un domaine d'indication relativement étendu de * 852 autour de l'axe de tangage et de - 902 autour- de l'axe de roulis; ce qui est largement suffisant 30 pour la plupart des types d'avions. Le cadre de roulis est correctement supporté des deux côtés, de sorte qu'on ne rencontre aucun problème de paliers difficiles à résoudre. Suivant -une autre caractéristique de l'invention, l'horizon gyroscopique peut être constitué de telle manière que le symbole de 35 l'avion puisse être réglé en position indépendamment dans deux directions par rapport .à l'enveloppe en fonction de la longueur de réglage de roulis et-de la longueur de réglage de -tangage. En vue de rendre possible un réglage de position dans la direction de 69 05766 4 i tangage indépendamment de le valeur de longueur de roulis réglée, la disposition peut être telle que, à partir d'un premier organe de réglage, par l'intermédiaire d'un mécanisme à engrenages, on puisse faire tourner autour de l'axe de roulis un masque portant le symbole 5 d'avion et recouvrant en partie la coquille sphérique indicatrice avec le niveau à "bulle d'inclinaison latérale, le symbole d'avion étant disposé sur le masque en position réglable autour de l'axe d'inclinaison de tangage, le réglage de position du symbole d'avion autour de cet axe ayant lieu à partir du second organe de réglage, 10 par l'intermédiaire d'un mécanisme constitué par une paire de pignons coniques, une roue dentée, et un segment denté qui est relié au symbole d'avion et est en prise avec la roue dentée, organe de réglage grâce auquel on peut faire tourner le pignon conique du côté sortie autour de l'axe de la tête de réglage, l'axe du cône 15 étant coulissant axialement dans le pignon et dans le palier et étant accouplé par l'intermédiaire d'une articulation à cardan ou analogue. La description ci-après se rapporte à un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et expliqué 20 avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la fig. 1 est une vue en élévation frontale d'un horizon gyroscopique construit conformément à l'invention ; - la fig. 2 est une vue schématique de la suspension à cardan, de la coquille sphérique indicatrice et du mécanisme d'inver- 25 sion ; - la fig. 3 montre schématiquement l'installation permettant le réglage de position du symbole d'avion en fonction de la valeur de réglage de'roulis et de la valeur de réglage de tangage, et - la fig. 4 est une vue de dessus, avec carter enveloppe 30 partiellement enlevés d'un horizon gyroscopique constitué conformément à l'invention. La plaque frontale 1_ de l'appareil correspond dans sa grandeur à un appareil normal "5 pouces" et possède un découpage circulaire (champ de vision) qui est fermé par une plaque de verre. 35 Derrière la plaque de verre, le découpage est recouvert, par un masque 2 qui présente différents évidements pour les éléments indicateurs. Au milieu de l'évidement _2> en forme de tonneau, à travers 69 05766 5 2010414 lequel la coquille sphérique 4 qui porte les lignes d'horizon est visible, se trouve un symbole d'avion £, représenté sous la forme usuelle en trait-point-trait. L'horizon est représenté comme une ligne continue en trait plein épais 6 sur la coquille sphérique 4. 5 D'autres lignes fines, par exemple interrompues 7, numérotées vers le haut et vers le bas, de préférence espacées de 102 en 102 servent à la lecture de l'angle d'inclinaison de tangage. Au-dessous de la ligne principale d'horizon 6, la coquille sphérique 4 présente en bas une couleur sombre, de préférence noire, représentant la 10 terre, et, au-dessus une couleur claire, de préférence grise ou bleue. Une ligne tiretée 8, permet, sur l'échelle £ portée sur le bord inférieur du masque, une lecture de l'angle de position de roulis, jusqu'à ± 602. Dans la partie Inférieure du masque 2 est disposé un niveau 15 à bulle 10 qui sert à indiquer l'inclinaison transversale correcte dana le cas de vols en courbe (indication de verticale fictive). Dans la partie supérieure du masque est disposé' un indicateur de courbe 11. Aux deux angles inférieurs de la plaque frontale 1 sont placés les boutons de réglage 12 et 1J5 pour le réglage de position 20 de valeur de roulis et de tangage. Le bouton 1_2 destiné au réglage de roulis sert en même temps à actionner un dispositif de redressement rapide. En faisant tourner le bouton 1_2 pourvu du repère "Roulis"^ on déplace le masque 4 avec le symbole d'avion [\ et le niveau à 25 "bielle 1_0 autour de l'axe de roulis ou axe longitudinal. La lecture de l'angle réglé se fait sur une échelle au bord inférieur du masque. En faisant tourner le bouton X2. pourvu du repère "Tangage", le symbole d'avion est déplacé autour de l'axe transversal ou d'inclinaison. La lecture de l'angle réglé se fait sur une échelle 30 1_Jï au bord du masque jî. En tirant le bouton. _12 pourvu du repère "Tirer", on procède au redressement de l'ensemble à cardan. Dans la position d'extrémité, l'axe du bouton est immobilisé par un arrêt, et ainsi l'ensemble de cardan est bloqué. En tirant une nouvelle fois sur le bouton 12. on libère le blocage. 35 Les fig. 2 et 4 montrent la construction de l'horizon gyrosco pique. La fig. 2 est sous une forme fortement schématisée, tandis que la fig. 4 montre le détail de construction. Le carter de gyroscope 16 forme le cadre de tangage ët il est supporté a rotation avec 69 05766 6 2010414 les tourillons de paliers 17. autour de l'axe de tangage, dans" le cadre de roulis 18. Le cadre de roulis lui-même 18 est supporté de chaque côté avec ses tourillons de palier 1_2 et 20, dans un organe de palier 21., très stable, en forme de coquille sphérique. 5 Le tourillon de palier antérieur 12 es"^ Passé à travers l'organe de palier 21 et il porte un bras 22 qui passe autour de l'organe de palier. La coquille sphérique 4 (voir également la fig. 1) qui porte les lignes d'horizon est supportée, en alignement avec les tourillons de palier IX, à rotation autour de l'axe 10 de tangage, d'un côté sur le cadre de roulis .18 et de l'autre côté sur le bras 22, de telle sorte qu'elle indique les mouvements du cadre de roulis .18 autour de l'axe de roulis, en accord avec le cadre de roulis. Les mouvements de tangage du gyroscope 16 relativement au carter et au cadre de roulis 1J3 sont transmis par 15 un mécanisme inverseur 22 monté sur le cadre de roulis, avec ou sans démultiplication, sur la coquille sphérique 4, de sorte que l'indication de la position inclinée de tangage est donnée au'pilote d'une manière qui est en accord avec le décalage réel de la ligne d'horizon dans le champ de vision. La coquille sphérique 20 indicatrice se déplace alors en sens opposé au gyroscope 1_6. Dans le cas de positions d'inclinaison supérieures à - 582, ia coquille sphérique indicatrice £ découvre et libère une partie de l'évide-ment supérieur ou inférieur 2 masque 2, qui est recouverte par la coquille sphérique 2^ montée sur le bras 22. La coquille 25 sphérique 24 accompagne alors les mouvements du cadre de roulis 18 et est de préférence pourvue des mêmes couleurs que la coquille sphérique 4. En outre, sur la coquille sphérique 2£ est inscrite la ligne verticale en prolongement de la ligne 8 sur la coquille sphérique 4. 30 . La fig. 3 montre la constitution du réglage de la valeur de correction de roulis et de la valeur de correction de tangage. En faisant tourner le bouton 12, on fait tourner, autour de l'axe de roulis, par l'intermédiaire de la roue dentée 26 coulissant librement en direction axiale sur l'axe du bouton 2£, le masque 2 35 avec le symbole d'avion le palier de la roue dentée 27 et le niveau à bulle 10. La déviation angulaire du masque 2 et des pièces 2, 27 et 10 qui lui sont liées, autour de l'axe de roulis, est indiquée sur l'échelle 14 à la partie inférieur du carter-1 par un 69 05766 7 2010414 trait de repère. Le bouton 1_2 sert en même temps de bouton à tirer pour-le redressement rapide pour l'Immobilisation du système . En faisant tourner le bouton 12, par l'intermédiaire des pignons coniques 28 et 29 et de la roue dentée 50. un segment 5 denté avec le symbole d'avion £ est déplacé autour de l'axe de tangage, dans le rayon de- la coquille sphérique 4 portant la ligne d'horizon. Le déplacement angulaire du symbole d'avion autour de l'axe de tangage est indiqué sur l'échelle graduée Jjj sur le côté du bord de l'évidement 2» Par un trait dë repère porté sur le sup-10 port d'avion. L'axe dû pignon denté JS2 est supporté d'un côté dans un palier 21 pour tourner autour de l'axe du bouton et de l'autre côté dans le palier 22 par l'intermédiaire d'une articulation à cardan 55. L'axe 2£. est coulissant axialement dans la roue dentée 29 et dans le palier 21» pour compenser le déplacement de réglage 15 autour de l'axe de roulis# 69 05766 8 ,2010.414 -REVE iï D I CITIO ÎT S -1Horizon gyroscopique comportant un gyroscope vertical supporté à cardan dont une coquille sphérique indicatrice symbolisant l'horizon est pivotable, par rapport à un symbole d'avion 5 solidaire du carter, dans deux directions pour indiquer les positions d'inclinaison de roulis et de tangage de l'avion - horizon gyroscopique caractérisé en ce que le cadre extérieur du support à cardan, qui forme le cadre de roulis, est supporté de chaque côté dans un organe de palier qui s'engage d'un côté autour du 10 cadre, un bras qui entoure extérieurement cet organe de palier étant relié avec l'un des tourillons de palier du cadre de roulis, la coquille sphérique indicatrice étant supportée, sur ses côtés diamétralement opposés, d'un côté sur le cadre de roulis et de l'autre côté sur ledit bras, à rotation autour de l'axe transver-15 sal, le cadre de tangage, supporté à rotation autour de l'axe transversal dans le cadre de roulis, étant accouplé à la coquille sphérique indicatrice par l'intermédiaire d'un engrenage ou dispositif mécanique analogue qui inverse le sens de rotation. 2$- Horizon gyroscopique suivant la revendication 1, carac-20 térisé, en ce que le symbole d'avion est déplaçable pour le réglage, indépendamment dans deux directions, par rapport au carter, en fonction de la position d'inclinaison de roulis et de tangage réglée. 3.- Horizon gyroscopique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, à partir d'un premier bouton de réglage, on peut 25 faire tourner autour de l'axe de roulis, par l'intermédiaire d'un mécanisme à engrenage, un masque portant le symbole d'avion et recouvrant partiellement la coquille sphérique indicatrice et portant un niveau à bulle, le symbole d'avion déplaçable autour de l'axe de tangage étant disposé sur le masque. 30 ' 4.- Horizon gyroscopique suivant les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le déplacement de réglage de position du symbole d ' avion autour de 1 ' axe de tangage a lieu à partir d 'un second bouton de réglage, par l'intermédiaire d'un engrenage constitué par une paire de pignons coniques, une roue dentée, et un 35 segment denté relié avec le symbole d'avion et en prise avec la roue dentée, le palier du pignon conique côté sortie de l'engrenage étant tournant, autour de l'axe du bouton de réglage, l'axe d'un pignon conique étant coulissant axialement dans l'autre pignon 69 05766 9 2010414 conique et dans son palier et étant relié à la roue dentée par l'intermédiaire d'une articulation à cardan ou analogue.