Brevet FR2008370A1 — publié le 19700123

La présente invention concerne d'une façon générale les instruments transmettant des informations à un observateur et, plus particulièrement mais non limitâtivement, des indicateurs fournissant une représentation du gisement d'un engin aérien, de son cap 5 et de sa distance par rapport aux stations émettrices au sol, ainsi que d'autres données concernant son vol. Antérieurement, on a utilisé des systèmes électromécaniques pour la représentation des données précédemment mentionnées. Par exemple, des représentations des informations ou données sur le cap 10 et le gisement étaient fournies par des roses des vents efr des aiguilles ou des index rotatifs, chacun d'eux pouvant être mis en position indépendamment. La complexité relative des organes d'entraînement mécaniques et des éléments entraînés eux-mêmes rendait extrêmement difficile la combinaison ou réunion d'un grand nombre 15 d'indicateurs de données dans un seul ensemble de représentation compact. En particulier, la zone centrale des dispositifs de représentation électromécaniques antérieurs était généralement indisponible pour la représentation de données du fait de son inaccessibilité matérielle. On a donc eu recours à un grand nombre d'ins-20 truments indicateurs séparés. Le but de l'invention est d'apporter une solution à ce problème. Le mode préféré de réalisation de l'invention est un dispositif de représentation du gisement, du cap, de la distance et d'au-25 très informations concernant le vol, réunis dans un seul indicateur du type à décharge dans un gaz ne comportant aucune pièce mécanique mobile. La zone de représentation potentiellement disponible est totalement utilisée et comprend la zone centrale,qui par elle-même contient un indicateur alpharftimérique et sept affichages 30 de mode. Les données concernant le gisement et le cap sont représentées dans des couronnes voisines entourant la zone centrale. Chaque unité de donnée est représentée par la décharge luminescente produite entre une anode transparente (à travers laquelle la lueur est visible) et une cathode excitée de façon sélective et placée 35 au-dessous de l'anode. Toutes les cathodes sont formées sur le même substrat ou support. Trois anodes séparées sont prévues pour le cap, le gisement et toutes les autres données. L'appareil selon l'invention fournit une représentation des données compacte, sûre et ramassée, qui peut être facilement interprétée et aisément vue 15199 2 2Ô08370 dans des conditions d'éclairement ambiant variables. De plus, la conception entièrement transistorisée élimine la principale source des pannes inhérentes aux dispositifs mécaniques et présente des avantages importants en ce qui concerne les dimensions, le poids, 5 les exigences énergétiques et l'entretien. La panne soudaine et inattendue qui était typique des éléments mécaniques antérieurs est remplacée par line dégénérescence lente et observable de l'éclaire-ment ou de la luminescence qui permet de diminuer la probabilité des pannes. 10 La description qui va suivre, faite en regard des dessins an nexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La fig. 1a est un schéma d'une représentation typique fournie par l'appareil suivant l'invention. 15 La fig. 1b est une représentation simplifiée sous la forme d'un négatif optique par rapport à la fig. 1a permettant de désigner de façon lisible par des références les zones correspondantes visibles sur les fig. 1a et 1b. La fig. 2 est une représentation en perspective "éclatée" des 20 éléments principaux constituant le mode préféré de réalisation de 1*invention. La fig. 3 comprend une série de vues de la plaque formant la cathode de l'appareil visible sur la fig. 2. La fig. 4 est une série de vues de la plaque formant l'anode 25 de l'appareil visible sur la fig. 2, La fig. 5 est une vue en coupe transversale des éléments assemblés visibles sur la fig. 2. Si l'on se réfère maintenant aux fig. 1a ét 1b, une échelle graduée 1 d'une rose des vents ou d'un compas, constituée par des 30 Barques ou traits réalisés tous les deux degrés autour de la circonférence de l'appareil indicateur, fournit une référence pour la lecture de l'indication concernant le cap 2 et des indications concernant les gisements 3 et 4 des stations radio-émettrices. Chacune des indications 1, 2, 3 et 4 est produite respectivement pape 35 la lueur ou la luminescence localisée d'un gaz ionisé. Les lueurs -sont produites séparément et respectivement à proximité de passages circulaires prévus sur la face de représentation. Les indications 3 et 4 peuvent être placées autour d'un passage circulaire intérieur . au passage circulaire autour duquel l'indication 2 est disposée» 69 15199 3 2008370 L'indication 4 comprend une paire de lueurs localisées et séparées par un espace non éclairé représentant la direction d'une station d'émission connue au sol. La paire de lueurs identifie cette station de la même façon que la lueur unique 3 représente une 5 seconde station d'émission connue au sol. Ainsi, dans l'exemple représenté sur les fig. 1a et 1b, le cap de l'engin aérien est 348°, le gisement de l'une des stations émettrices du sol est 330° tandis que le gisement de l'autre station au sol est 45°. L'échelle graduée 1 de la rose des vents est observée par 10 réflexion de la lumière ambiante par rapport à la face somfere du dispositif de représentation comme le montre la fig. 1a. Cette face est entièrement sombre, sauf dans les zones oîi existent des lueurs de décharge luminescente correspondant aux indications 1, 2, 3 et 4 et dans les zones correspondant à certaines indications supplé-15 mentaires présentes dans la zone centrale du dispositif de représentation, qui seront décrites plus loin. Dans le mode préféré de réalisation de l'instrument, on prévoit huit indications supplémentaires situées dans la partie centrale du dispositif de représentation. Quatre de ces huit indications supplémentaires sont visi-20 bles sur la fig. 1a, à savoir les indications 5, 6, 7 et 8. L'indication 6 se présente sous la forme alphanumérique, tandis que les indications 5» 7 et 8 sont simplement des lueurs qui silhouettent ou font ressortir des légendes appropriées telles que COMP, MI et ADF. Les indications 9» 10, 11 et 12 sont également disponibles, 25 mais ne sont pas excitées et sont seulement légèrement visibles dans le cas de la fig. 1a. Chaque indication est produite respectivement par une décharge à cathode froide s'effectuant entre une anode et une cathode excitées sélectivement/ les cathodes associées aux indications 9» 10, 11 et 12 n'étant pas excitées dans l'état 30 montré à titre d'exemple. Les éléments principaux du mode préféré de réalisation sont visibles aur la représentation en perspective éclatée formant la fig. 2. En bref, l'appareil comprend un support 13 isolant du point de vue électrique, sur lequel plusieurs éléments formant cathodes 35 sont disposés, et un support 14 isolant du point de vue électrique, sur lequel trois éléments transparents formant anodes sont prévus. Les supports 13 et 14 sont séparés par des cales 15 et 16 et sont assemblés d'une façon hermétiquement jointive ou ctanche pour contenir un gaz ionisable entre eux. Des contacts eJ iriques 15199 4 2008370 sont reliés aux éléments formant les cathodes et les anodes et traversent le support 13, à l'exception des contacts reliés à la couronne d'éléments formant cathodes et du contact relié à l'élément formant 1*anode placée le plus à l'extérieur sur le support 14o 5 Le contact électrique relié à la paire intérieure d'éléments formant anodes du support 14 est réalisé par l'intermédiaire de ressorts conducteurs 17 qui traversent le support 13. les supports 13 et 14 peuvent être constitués par un matériau plat tel que du verre. Uh filtre de contraste 18 est constitué par un matériau pola-10 risé optiquement de façon circulaire, sur lequel sont inscrits les marques ou traits constituant l'échelle graduée de la rose des vents. Si l'on se réfère maintenant à la fig. 3, la surface 19 du support 13 est préparée par sérigraphie ou par un processus à é-15 cran ou trame de soie pour former des points et des liaisons imprimés 20 ainsi que des points et des liaisons imprimés 37» Les points et liaisons 20 forment une couronne complète autour de la surface 19, mais seule une partie de leur réseau est représentée'» Une série de broches d'entrée hermétiquement étanches 21 sont pla-20 cées de façon à traverser la zone centrale su support 13 et quatie trous 22 à contre-perçage sont prévus au niveau des quatre points à liaison 37. Du côté opposé du support 13, la surface 23 est préparée grâce à un processus sérigraphique similaire pour former une série de points et liaisons imprimés 24 séparés par des dis-25 tances précises et entourant la totalité de la circonférence du support 13. Chacun des points à Saison 24 est connecté électriquement à son homologue respectif des points 20 se trouvant sur la surface opposée 19 du support 13 en plaçant un mince conducteur 26 transversalement au bord 25 du support 13» Les conduc-30 teurs 26 peuvent être formés par exemple en les peignant à la main, en utilisant une peinture conductrice de l'électricité. En même temps, il convient de peindre et de rendre conductrices les garnitures des trous 22, afin qu'elles soient connectées électriquement aux points 37. Après que les conducteurs 26 sont formés, 35 les éléments 27 formant cathodes sont déposées sur la surface 23, chaque élément étant placé sur un point 20. Le matériau formant la cathode est également déposé sur les zones 28, 29* 30, 31, 32, 33» 34» 35 et 36 de façon à former les éléments d'affichage et les éléments fournissant les indications alphanumériques. Chacune des 15199 5 2008370 zones 28 à 36 est en contact avec celle des broches 6'entrée 21 qui lui correspond. On notera qu'un total de vingt-quatre zones séparées formant cathodes est utilisé dans la seule partie alphanumérique du dispositif de représentation; deux zones sont utilisées 5 pour le premier chiffre, sept zones sont utilisées pour chacun des chiffres restants et une zone est utilisée pour la virgule décimale. Le support ou la plaque formant anode 14 du dispositif indicateur visible sur la fig. 2 est représentée plus en détail dans la fig.4. Gomme dans le cas du support ou de la plaque formant cathode, 10 on peut utiliser une plaque de verre pour constituer la plâque formant anode. Il est important que toutes les parties du verre aient sensiblement le même coefficient de dilatation de façon à éliminer les contraintes induites thermiquement après que le dispositif a été rendu étanche. La surface 38 de la plaque formant anode 14 15 est recouverte de façon sélective, comme le montre la fig.4, avec des couches conductrices transparentes 39»40 et 41. L'oxyde d*é-tain est un matériau convenable pour former les couches 39 à 41 • La couche 39 coopère avec les éléments 27 formant cathodes de la plaque 13 pour fournir l'indication 2 visible sur les fig. 20 1a et 1b. La couche 40 coopère avec les mêmes éléments 27 formant cathodes pour fournir les indications 3 et 4 visibles sur les fig. 1a et 1b. On notera que les couches 39 et 40 formant anodes sont séparées électriquement l'une de l'autre grâce aux propriétés isolantes de la plaque de verre 14* Pour éliminer toute 25 ambiguïté eçitre les indications de cap et de gisement, les couches formant anodes 39 et 40 doivent être excitées sélectivement plutôt que simultanément. Ainsi, pour fournir l'indication de cap, la couche formant anode 39 et un élément approprié formant cathode 27 sont excités dans tin intervalle de temps donné, et dans l'interval-30 le de temps suivant la couche formant anode 40 et les éléments formant cathodes appropriées 27 sont excités pour fournir la représentation des indicateurs de gisement, étant entendu évidemment que les indicateurs respectifs de gisement peuvent être excités simultanément ou séquentiellement et que, de plus, un indica-35 teur ou les deux indicateurs peuvent être actionnés comme désiré. De préférence, la vitesse séquentielle d'excitation des couches formant anodes 39 et 40 et des éléments correspondants formant cathodes 27 est rendue suffisamment rapide pour qu'à la fois les informations de cap et de gisement soient représentées de façon 15199 2008370 continue sans scintillement, la couche 4-1 coopère avec l«s zones formant cathodes 28 à 36 de la plaque 13 pour fournir les indications 5» 6, 7 et 8 visibles sur les fig. 1a et 1b. On notera également que la couche 41 est séparée électriquement des cou-5 ches 39 et 40. Le bord 42 et les parties de la surface 38 de la plaque 14 sont en outre revêtus d'un matériau conducteur de l'électricité dans les zones 43» 44» 45» 46 et 47» de sorte que des connexions électriques peuvent être réalisées avec la couche 39 par l'in-10 termédiaire de la périphérie de la plaque 14. Les connexions é-lectriques avec les couches 40 et 41 sont établies par les ressorts conducteurs 17 visibles sur la fig. 2. L'autre surface 48 de la plaque 14 est peinte en noir dans les zones ombrées 49 visibles sur la fig. 4» de façon à fournir le contraste par rapport 15 au fond et à masquer la lumière parasite indésirable pour permettre de voir les représentations apparaissant sous forme de lueurs luminescentes. Les zones de lueurs sont limitées de façon inhérente aux contours des zones des cathodes excitées. Par conséquent, il n'est besoin d'aucun masque pour limiter le contour des lueurs 20 luminescentes. Le masquage est réalisé par la peinture noire pour les légendes observables (voir les indications 5» 7 et 8 visibles sur les fig. 1a et 1b) qui sont silhôuettées par rapport à 1'éclairement du fond correspondant aux lueurs respectives obtenues par décharge dans un gaz. Lorsqu'il n'y a aucune décharge luminescente 25 par rapport au fond, ces légendes sont sensiblement invisibles comme le montrent les faibles indications visibles sur les fig. 1a. Lors de l'assemblage final de 1'indicateur représenté assemblé sur la fig. 5 et dont les pièces constitutives sont représentées en vue éclatée sur la fig. 2, la cale d'espacement 15 est placée 30 en contact avec la surface 38 de la plaque formant anode 14 et est fixée sur elle par une colle qui est introduite dans les quatre trous 51, 52, 53 et 54 percés dans la cale. Des rainures radiales ménagées dans cette cale permettent au gaz ionisable de circuler depuis une cavité intérieure 60 formée radialement à l'intérieur 35 de la cale 15» jusqu'à une cavité extérieure 61 formée radialement à l'extérieur de la cale 15 comme le montre la fig. 5. Ensuite, les ressorts 17 établissant le contact avec l'anode sont placés dans les trous 22 et s'appuient sur la surface 23 de la plaque formant cathode 13. Les trous 22 sont contre-percés pour 15-199 7 2008370 fournir des épaulements (visibles sur la fig. 3) destinés à retenir les ressorts 17 lorsque l'ensemble est assemblé. La cale 16 est centrée entre les plaques 13 et 14 formant les anodes et les cathodes, qui sont ensuite assemblées en comprimant les ressorts 5 17. Le sous-ensemble comprenant les plaques 13 et 14, les cales 15 et 16 ainsi que les ressorts 17 est placé dans un boîtier d'assemblage (non représenté)• Le bord du sous-ensemble est rendu étanche avec un composé de scellement étanche du verre, en même temps que des capuchons d'étanchéité 55» 56 et 57 et un tube de 10 remplissage 58 sont fixés de façon étanche sur la plaqu# formant cathode 13» le composé d'étanchéité est appliqué sur le bord du sous-ensemble de façon à laisser à découvert les quatre zones formant connecteurs 37 du bord 42 de la plaque formant anode 14. Ensuite, le sous-ensemble est placé dans un four pour chauffer et 15 fixer le matériau de réunion hermétique du verre. Après avoir été rendu hermétique, l'espace existant entre les plaques 13 et 14 est rempli d'un gaz ionisable par l'intermédiaire du tube de remplissage 58, qui est ensuite scellé. Les zones noires ou ombrées 49 sont traitées par un procédé sérigraphique 20 appliqué à la surface 48 de la plaque formant anode 14 après le chauffage du sous-ensemble. Finalement, le filtre de contraste 18 est collé sur la surface 48 de la plaque formant anode 14 du sous ensemble par l'intermédiaire d'un produit adhésif. Dans une application typique, la représentation de l'ensemble 25 des données visibles sur les fig. 1a et 1b occupe un diamètre d'environ 75 mm. Il en résulte que l'ensemble très resserré des cent-quatre-vingts éléments formant cathodes 27 qui sont disposés tous les deux degrés autour du périmètre du dispositif indicateur exige certaines précautions pour éviter une panne prématurée de l'indica-30 teur due à une présence intempestive du matériau formant cathode placé par vaporisation entre les éléments utiles fonçant cathodes et par l'intermédiaire duquel l'un des éléments serait court—cir— cuité arec un élément voisin* On a constaté qu'une durée de vie satisfaisante pour la cathode résultait de l'utilisation de trois dé-35 pôts successifs sous vide d'environ 500 î d'alliage nickel-chrome, environ 2220 1 d'alliage à 50* de nickel et 50j6 de fe^ et d'environ 860 i d'aluminium pour former chacun des élémsnts formant la cathode» Le terme "durée de vie de la cathode" correspond au délai s'écoulant avant que se produise une panne de cathode de n'importe 40 quel type, y compris les pannes dues à un élément de court-circui- 15199 8 2008370 tage précédemment mentionné. Les connexions électriques arec les cathodes des zones d'affichage et des sones alphanumériques du dispositif de représentation sont réalisées par les broches d*entrée 21, qui font sail-5 lie par rapport à la surface 19 de la plaque formant cathode 13* Les connexions arec les cent-quatre-vingts éléments formant cathodes 27 sont Réalisées par l'intermédiaire des points à liaison 20 et des conducteurs 26. Les connexions avec les anodes 40 et 41 sont réalisées par l'intermédiaire des ressorts 17 et 10 des points à liaison 37* La connexion avec l'anode 39 est réalisée par l'intermédiaire des sones conductrices 47. Pour représenter un cap mesuré de l'engia aérien, l'anode 39 et celui des éléments formant cathodes 27 «foi est sélectionné sont excités de façon à produire entre eux une décharge lumines-15 eente correspondant à l'indication 2 visible sur les fig. 1& et 1b. Pour montrer le gisement mesuré de l'une des stations d'émission au sol, l'anode 40 et celui des éléments formant cathodes 27 qui est sélectionné sont excités pour former l'indication 3. four montrer le gisement ds l'autre station au sol, deux éléments 20 séparés 27 sont excités» l'espace existant entre eux correspondant au gisement tel que eelui représenté en 4« D'une façon similaire, suivant l'information qui doit être représentée sur la partie centrale, celles des broches 21 qui sont sélectionnées sont excitées en même temps que l'anode 41 * 25 Dos modifications peuvent être apportées aux modes de réalisa tion décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. 69 15199 9 2008370 REVBÏDICA MOIS 1 •- Instrument indicateur destiné à fournir une représentation d'informations variables, comprenant un dispositif à décharge dans tin gaz formé par un premier support isolant du point de vue 5 élêctrique, comportant sur une surface une couronne d'éléments formant cathodes orientés radialement, un second support isolant du point de vue électrique, comportant sur une surface une couronne formant anode, ces surfaces des deux supports étant en regard mais séparées l'une de l'autre de façon à déterminer entre elles 10 un volume rendu hermétiquement étanche, ce volume contenant un gaz ionisable, et des organes destinés à exciter électriquement et sélectivement les éléments formant cathodes et l'anode annulaire de façon à produire une décharge de gaz luminescente au niveau du ou des éléments formant cathodes qui sont sélectionnés» 15 2.- Instrument indicateur suivant la revendication 1, carac térisé en ce que le second support possède sur cette surface une seconde anode annulaire présentant un diamètre plus petit que la première, lesdits éléments s*étendant chacun radialement entre les deux anodes annulaires, les organes destinés à exciter sélective-20 ment les éléments formant cathodes et la première anode annulaire agissant également de façon à exciter la seconde anode annulaire en alternance avec la première anode annulaire et en synchronisme avec 1*actionnement alterné des éléments sélectionnés formant cathodes, de façon que, lorsque la première anode annulaire est exci-25 tée, une ou plusieurs décharges luminescentes se forment à l'extrémité radialement la plus à l'extérieur des éléments formant cathodes sélectionnés qui sont excités en synchronisme avec la première anode annulaire, et que, lorsque la seconde anode annulaire est excitée, une ou plusieurs décharges luminescentes se forment 30 à la partie radialement la plus à l'intérieur des éléments formant cathodes sélectionnés qui sont excités en synchronisme avec la seconde anode annulaire» 3»- Instrument indicateur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend également des éléments formant ca-35 thodes additionnels, situés sur la surface considérée du premier support à l'intérieur de la couronne d'éléments formant cathodes, et une anode supplémentaire se trouvant star la surface considérée du second support et faisant face aux éléments formant cathodes supplémentaires» 15199 10 2008370 4.- Instrument indicateur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments formant cathodes supplémentaires sont agencés de façon que, grâce à leur excitation sélective, on puisse réaliser des représentations alphanumériques» 5 5»- Instrument indicateur suivant la revendication 3, carac térisé en ce que les éléments formant cathodes supplémentaires sont agencés de façon que leur excitation sélective permette de réaliser des représentations alphanumériques et également des affichages* 10 6*- Instrument indicateur suivant l'une quelconque des reven dications 1 à 5, caractérisé en ce que les éléments formant cathodes sont formés par des couches successives d'alliage niokel-chro-me, d'alliage à 50j6 de nickel et 50JÉ de fer et d'aluminium* 7*- Instrument indicateur suivant la revendication 6, caracté- 15 risé en ce que la couche d'alliage nickel-chrome a une épaisseur o d'environ 500 À, la couche d'alliage à 50fi de nickel et 50% de fer O a une épaisseur d'environ 2220 A et la couche 4'aluminium a une épaisseur d'environ 860 A• 8*- Instrument indicateur suivant l'une quelconque des reven-20 dications 1 à 7» caractérisé en ce que le premier et le second supports sont constitués par des éléments en verre ayant sensiblement le même coefficient de dilatation* 9.- Instrument indicateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier support possède 25 sur sa surface opposée à la surface considérée un certain nombre de points ou liaisons de contact, un point ou liaison de contact correspondant à chacun des éléments formant cathodes, chaque point comportant une connexion le reliant à la périphérie du supporfc, en traversant la surface périphérique de celui-ci, et aboutissant 30 à l'élément formant cathode correspondant se trouvant sur ladite surface considérée* 10*- Instrument indicateur suivant l'une quelconque des revendications 3 à 9» caractérisé en ce que le premier support comporte plusieurs orifices dans lesquels sont logés des ressorts conduc-35 teurs appliqués contre la seconde anode annulaire et contre l'anode supplémentaire du second support, plusieurs points ou liaisons de contact correspondant ohacun à un orifice et étant connecté électriquement au ressort correspondant* 11 •- Instrument indicateur suivant l'une quelconque des re- 69 15199 n 2008370 vendicatione 3 à 10, caractérisé en ce que le premier support cou» porte plusieurs broches d'entrée connectées au niveau de la surface considérée aux éléments formant cathodes supplémentaires et faisant saillie à partir de la surface opposée jusqu'à la surface considé- 5 rée. 12.» Instrument indicateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le second support comporte des connexions avec la première anode annulaire qui s*étendent depuis l'anode jusqu'à la surface périphérique la plus à l'extérieur 10 du second support* 13.- Instrument indicateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend également un organe constitué par un matériau polarisé optiquement et portant des marques constituant l'échelle graduée d'une rose des vents, cet 15 organe étant placé sur la surface du premier support qui est opposée à ladite durface considérée.