Brevet FR2012883A1 — publié le 19700327

- 1 - 2012883 La présente invention se rapporte à des instruments de vol pour avions, et en particulier à un instrument d'affichage optique qui projette dans la ligne de vision du pilote une marque éclairée représentant la trajectoire de vol de l'avion. Pendant 5 la descente de l'avion, cette marque qui indique la trajectoire de vol semble être projetée directement sur le sol et indique au pilote de l'avion le point dlmpact ou le point précis d' atterrissage sur la piste de l'aéroport. Il existe un grand nombre de types d'instruments ser-10 vant à aider le pilote à effectuer 1' approche et -l1 atterrissage pendant des périodes où l'aéroport est dans des conditions de règles de vol à vue. Cependant, lorsque le temps est clair et dans des conditions de règles de vol à vue, le pilote n'a aucune aide extérieure et il doit faire appel uniquement à son propre 15 jugement pour combiner son approche d'atterrissage. Bien que ceci ne présente pas de difficulté pour les pilotes des petits avions entraînés par hélices des problèmes sérieux se posent aux équipages des gros avions qui une fois le train d'atterrissage, les volets et les freins sortis, ne peuvent pas accélérer facilement .le vol 20 pour allonger le vol plane vers la piste lorsquQfd1 approche de l'avion est trop court par rapport à sa trajectoire de vol prévue. Pour supprimer cette difficulté, le processus habituel consiste à prévoir le point d'impact pour ces gros avions à une distance considérable de l'extrémité de la piste. Ceci n'est bien entendu 25 acceptable que si la piste a une longueur suffisante. La présente invention a pour but d'aider le pilote à combiner une approche précise,sous des règles de vol à vue, en projetant dans sa ligne de visée et contre le fond formé par la piste de l'aéroport, une marque éclairée qui indique le point de la piste où se produira 30 l'impact de l'avion. La trajectoire de vol d'un avion quelconque est en rapport direct avec le vent relatif. L'angle entre le vent et l'axe longitudinal de l'avion, (ou plue exactement la corde de / de l'aile, )est l'angle d'attaque. Il existe un grand nombre de 35 détecteurs, qu'on trouve dans le commerce, servant à mesurer l'angle d'attaque d'un avion. L'instrument décrit ici utilise une information concernant l'angle d'attaque qui est fournie par un détecteur pour asservir un réticule qui est projeté optiquement à,1'infini sur un écran transparent dans la ligne de visée 40 du pilote et sur des coordonnées du "monde réel" de sorte que sa 69 23813 - 2 - 2012883 projection indique au pilote son-point d'impact rapproché sur le sol. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui ^ va suivre, faite en regard du dessin annexé qui donne à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ce dessin, La Fig. 1 est un schéma de l'instrument d'affichage 10 de la trajectoire de vol ; La Pig. 2 est un schéma représentant le piqué, la trajectoire de vol plané et l'angle d'attaque de l'avion ; et La Pig. 3 est une vue montrant, en perspective, comment l'instrument d'affichage de la trajectoire de vol peut apparaître 15 pendant l'approche d'un avion pour atterrir. L'instrument d'affichage de la trajectoire de vol comprend, comme on le voit sur la Pig. 1, un verre de combinaison 10 qui est transparent mais qui est revêtu d'un revêtement optique mince sur lequel une image lumineuse peut être projetée de manière 20 à être combinée avec les objets observés à travers le verre. Dans l'instrument d'affichage de la trajectoire de vol, le verre de combinaison 10 reçoit l'image projetée d'un réticule qui est imprimé d'une manière photographique sur un porte-réticule 12 à l'intérieur de l'enveloppe de l'instrument. Le porte-réticule 12 25 peut être une pellicule opaque•et le réticule peut se présenter sous la forme d'une ligne transparente ou bien sous la forme de fils d'un réticule. Ce réticule transparent est éclairé par une lampe 14 qui projette une lumière blanche ou de couleur appropriée à travers des lentilles condensatrices 16 sur la surface du porte-30 réticule 12.' Un ensemble 18 de lentilles collimatrices projette le réticule éclairé contre le verre de combinaison 12 par l'intermédiaire d'un miroir 20 qui est disposé suivant un angle de 45° par rapport à l'axe optique de l'ensemble 18 des lentilles, et qui.est parallèle au verre de combinaison 10.' 35 L'ensemble 18 des lentilles collimatrices peut présenter un diamètre global d'environ 75 mm et une distance focale d'environ 100 mm. L'ensemble est espacé d'une manière précise du porte-réticule 12 de telle sorte que le réticule se trouve toujours dans le plan focal de l'ensemble 18 des lentilles. En disposant de cette 40 manière le réticule dans le plan focal de l'ensemble des lentilles, 69 23813 2012883 - 3 - l'image du réticule qui apparaît sur le verre de combinaison 10 est focalisée à l'infini pour un observateur. De ce fait, un observateur peut observer des objets à l'infini à travers le verre de combinaison 10 et il peut observer l'image du réticule 5 qui apparaît également à l'infini, et qui est superposée aux objets observés. Comme indiqué précédemment, le réticule peut être une ligne transparente ou bien des fils de réticule disposés à la surface d'un porte-réticule opaque 12. Dans l'instrument d'affi-chage de la trajectoire de vol, le porte-réticule 12 est céplacé de telle sorte que l'image du réticule projetée sur le verre de combinaison 10 semble se déplacer verticalement. De cette manière, si le réticule est formé par une ligne horizontale sur le porte-réticule 12, son image apparaît sous la forme d'une ligne horizon-^ 15 taie sur le verre de combinaison 10,laquelle se déplace vers le haut/ vers le bas dans le sens vertical, suivant le mouvement du porte-réticule 12. Comme on le voit sur la Fig. 1, le porte-réticule 12 peut être déplacé verticalement en utilisant un galet de came 24 en prise avec une came 22. La came 22 est mise en rotation 20 par un servo-moteur 28 excité par -un servo-amplificateur 26. Le moteur 28 fait tourner la came 22 ainsi qu'un générateur 30 qui fournit un signal d'erreur de réaction à l'amplificateur 26. Les bornes d'entrée 32 de l'amplificateur 26 sont connectées à un détecteur d'angle d'attaque qui fournit des signaux de sortie 25 qui sont proportionnels à l'angle d'attaque de l'avion. On peut trouver des détecteurs d'angle d'attaque auprès de fabricants tels que Lear - Siegler, et le détecteur de l'angle d'attaque ne fait pas partie de la présente invention. La Fig. 2 qui est donnée pour aider à comprendre le 30 fonctionnement de l'invention, représente -un avion pendant sa descente. L'axe longitudinal de l'avion fait un angle de piqué négatif P par rapport à l'horizon 38 et du fait que l'avion vole lentement, l'angle d'attaque A est relativement grand. De ce fait, l'angle de la trajectoire de vol F, qui est égal à A - P, 35 est assez grand, et représente une approche ou prise de terrain abrupte pour un atterrisage. Le vecteur 40 de la trajectoire de vol suivie par l'avion désigne le spot d'atterrissage sur la piste de l'avion si l'angle de piqué P de l'avion et si la vitesse de 40 l'air restent constants .C'est ce point ou spot d'atterrissage que 69 23813 - 4 - 2012883 l'instrument d'affichage de la trajectoire de vol doit indiquer au pilote. Du fait que l'avion vole en descendant le long du vecteur 40 de la trajectoire de vol, l'emplacement du point d'atterrissage peut être déterminé par la mesure .de l'angle d'attaque 5 A. Il existe dans le commerce un certain nombre de types de détecteurs qui sont conçus de manière à produire des signaux électriques proportionnels à l'angle d'attaque de l'avion. Du fait que le détecteur de l'angle d'attaque fournit des tensions au servo-moteur et règle la hauteur du porte-réticule 10 12, l'image du réticule est projetée sur le miroir de combinaison 10, comme on le voit sur la Fig. 3. La Fig. 3 est une vue , en perspective, de ce qui pourrait être observé par le pilote d'un avion s'approchant d'une piste à une distance de par exemple 12,8 km. Le détecteur de l'an-15 gle d'attaque détecte l'angle A, comme on le voit sur la Fig. 2, produit un signal qui est appliqué au système asservi qui entraîne le porte-réticule 12, et l'image du réticule 36 est projetée sur le miroir de combinaison 10 pour indiquer au pilote le point d'impact de l'avion sur la piste 34. 20 Le réticule qui se trouve sur le porte-réticule 12 peut être constitué par une petite croix ou une ligne en pointillé, comme représenté sur la Fig. 3. Avec de tels réticules, on peut observer les effets des vents transversaux en notant le glissement de la piste 34 en travers de l'image 36 du réticule. En maintenant 25' l'image 36 du réticule à un point constant sur la piste 34, le pilote peut compenser facilement les vents transversaux ainsi que les divers vents debout ou vents arrière qui influencent son atterrissage. Si l'image 36 du réticule semble se déplacer le long de la piste dans la direction du vol de l'avion, le pilote peut 30 soit diminuer son angle de piqué P, (Fig.2), soit augmenter l'effet des volets ou des aérofreins pour, augmenter l'angle d'attaque , A, • De même, si l'image 36 du réticule semble se déplacer vers le seuil d'atterrissage de la piste 34, le pilote peut régler d'une 35 manière appropriée l'avion pour que l'image 36 du réticule semble rester immobile au point d'impact voulu sur la piste 34. On peut par suite se rendre compte que le pilote peut combiner facilement une approche d'atterrissage précise dès qu'il est en mesure de voir l'aéroport. Du fait que l'image 36 du réticule présentée sur 40 la piste 34 est focalisée à l'infini, le pxbte voit la piste -de 69 23813 -5 - 2012883 l'aéroport ainsi que l'image 36 du réticule sans qu'il ait besoin d'accomoder à nouveau ses yeux ni qu'il soit nécessaire qu'il écarte ses yeux du tour de la piste où le trafic aérien local peut présenter des dangers. Il va de soi que la présente invention a été décrite et représentée à titre d'exemple préférentiel indicatif mais" nullement limitatif, et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. 69 23813 - 6 - 2012883 REVENDICATIONS 1. Instrument d'affichage de la trajectoire de vol pour tin avion, caractérisé en ce qu'il comprend : un réticule mobile ; un moyen asservi sensible à des signaux de sortie provenant d'un détecteur d'angle d'attaque servant à déplacer le réticule, et un moyen optique projetant à l'infini une image du réticule sur une surface transparente disposée dans la ligne de vision du pilote de sorte que l'image du réticule est projetée sur le terrain apparent à la position d'impact de l'avion. 10 2. Instrument suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen optique comprend des lentilles collimatrices disposées de telle sorte que le réticule se déplace dans le plan focal de ces lentilles. 3. Instrument d'affichage suivant la revendication 1, 15 caractérisé en ce que le réticule mobile est constitué par une ligne transparente brisée formée sur un fond opaque/ 4. Instrument d'affichage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen optique comprend une source de lumière servant à éclairer le réticule mobile. 20 25 30 35 40