Brevet FR2010359A1 — publié le 19700213

La présente invention concerne les gyrocompâs appelés également "gyroscopes directionnels" ou "conservateurs de cap", utilisables principalement pour la manoeuvre des véhicules marins etterrestres. En général, les gyrocompâs sont répartis en deux groupes : * ' ; - - 5 ceux dont la commande est presque entièrement mécanique et ceux dont la commande est presque entièrement électrique. Dans un gyrocompâs à commande mécanique, les commandes de la recherches du méridien et d'amortissement s'effectuent en général de façon purement mécanique. Il existe un gyrocompâs à commande mécanique dont le coa-10 pie de recherche du méridien provient d'un système balistique liquide, qui peut être du type décrit dans le brevet des Etats Unis d'Amérique N° 3.296.623» alors que son amortissement provient d'une masselotte ou d'un contrepoids fixé du côté Ouest de l'élément sensible. Ainsi, dans un tel gyrocompâs à commande mécanique, les sys-15 tèmes balistique et d'amortissement possèdent des paramètres fixes, c'est-à-dire que leurs caractéristiques ne peuvent être modifiées en aucune façon pendant le fonctionnement normal du compas gyroscopi-que. Dans les gyrocompâs à commande électronique tels que ceux dé-20 crits dans les brevets anglais îï0 763.750 et 1.037.106, lès couples balistique et d'amortissement proviennent, par exemple, du niveau d'un liquide conducteur de l'électricité ou d'un organe formant pendule porté par l'élément sensible et à partir duquel des signaux sont produits, modifiés si nécessaire, et appliqués à des moteurs-25. couples électriques dont le fonctionnement communique des couples de recherche du méridien et d'amortissement convenables à l'élément sensible du gyrocompâs. La présente invention concerne un simple gyrocompâs mécanique du type possédant des systèmes balistique et d'amortissement à para-30 mètres fixes, mais dans lequel les divers couples de compensation nécessaires à la"précision du compas sont appliqués électriquement, en évitant ainsi les mécanismes mécaniques complexes qui autrement seraient nécessaires. Certaines erreurs tendent à se produire, qui sont dues au mouvement du véhicule sur lequel est monté le compas, 35 par rapport à la terre et à sa position sur celle-ci, les plus importantes de ces erreurs sont celles qui sont dues à la latitude, à la vitesse et à la route ou au cap du véhicule. Il se produit également des erreurs dues à l'accélération. Dans un compas à commande mécanique classique, l'erreur normale 18647 2 2010359 due à.la vitesse a la possibilité de se produire, et les positions de la ligne de foi de la rose des vents et (ou) du boîtier ou de l'habitacle fixe des transmetteurs de commande du compas sont corrigées suivant un décalage correspondant à l'erreur due à la vites-5 se. Toutes les fois que le véhicule sur lequel est monté un tel compas à commande mécanique simple modifie sa vitesse et (ou) sa route, les systèmes balistiques réagissent de façon à produire ime erreur de déviation balistique, mais une telle erreur ne sera l'équivalent de l'erreur due à la. vitesse par rapport au Mord que dans 10 le cas où le compas est réglé selon la méthode de Schuler, Par conséquent, dans un compas à commande mécanique présentant des paramètres balistiques et d'amortissement fixes, la période varie avec la latitude et il s'ensuit qu'il n'existe que deux latitudes (l'une parmi les latitudes Mord et l'autre parmi les latitudes Sud)- pour 15 lesquelles on obtient la période dite de Schuler, les paramètres fixes étant normalement prévus pour la latitude moyenne sous laquelle .le véhicule doit se déplacer. Par conséquent,- pour toutes les autres latitudes, il est toujours nécessaire que.le compas se recale après uns modification quelconque de la vitesse et (pu) de 20 la roùte du, véhicule, du fait que l'erreur due à la vitesse et l'erreur due, à la déviation balistique ne sont pas égales. Un tel recalage du compas , résultant , de sa conception, peut nécessiter une période de temps pendant laquelle la lecture du compas reste imprécise. Une telle particularité offre des limites et des inconvénients 25 importants toutes les fois que le véhicule doit se déplacer avec des écarts importants de latitude et lorsque des modifications fréquentes de sa vitesse et (ou) de sa route sont nécessaires, comme dans .le cas de manoeuvre dans un port encombré, etc... Par conséquent, un but essentiel de l'invention est de permet-30 tre la réalisation d'un gyrocompâs à commande mécanique simple dans lequel les .contraintes soient telles que l'erreur azimutale calée à une condition stable et due à la vitesse, soit identique à l'erreur azimutale due à la déviation balistique, indépendamment de la latitude, de façon à supprimer la nécessité pour le gyroscope de se 35 recaler après des modifications de la vitesse et (ou) de la route ou du cap. L'invention est matérialisée dans un gyrocompâs du type comportant un. système balistique mécanique à paramètres fixes destiné à produire des couples de recherche du méridien agissant sur le gyros- 69 18647 3 2010359- compas de façon que celui-ci soit soumis à des vitesses horizontales et verticales produites par la vitesse par rapport au Nord et par la déviation balistique, et un dispositif d'asservissement du compas destiné à entraîner un élément de référence suivant l'orien-5 tation du compas, caractérisé en ce qu'il comprend tua dispositif destiné à fournir un premier signal proportionnel à la vitesse par rapport au Nord du véhicule, un dispositif sensible à ce premier signal et destiné à appliquer au gyrocompâs un couple ayant un sens opposé à celui de la vitesse verticale et une valeur tellequ1elle 10 contraigne le compas à se caler pour une déviation balistique correspondant à cette vitesse par rapport au Nord, un dispositif destiné à produire un second signal proportionnel à la vitesse par rapport au Nord du véhicule et un dispositif sensible à ce second signal et destiné à polariser le dispositif d1asservissement du com-15 pas suivant un angle correspondant à ladite déviation balistique de façon que le système de référence du compas fournisse un signal de sortie proportionnel à la route vraie par rapport au méridien. Fondamentalement, tua exemple spécifique du gyrocompâs suivant l'invention permet d'obtenir les résultats indiqués en appliquant 20 un couple de correction de vitesse par rapport au Nord, autour de l'axe vertical de l'élément sensible du gyroscope, et en décalant simultanément l'axe horizontal _Bst-0uest du cadre d'asservissement du compas par rapport à l'axe de rotation du gyroscope (c'est-à-dire en modifiant leur orthogonalité) d'une valeur égale et opposée 25 à l'angle de déviation balistique du gyroscope. Ainsi, le cadre ou l'anneau d'asservissement portant l'élément sensible est orienté vers le Nord vrai et, par conséquent, on peut obtenir des lectures exactes sur la rose des vents ainsi que des données exactes transmise par le compas. Les gyrocompâs du type/aesmasselottes ou con-30 tre poids d'amortissement placés du côté Ouest (ou du côté Est selon le type du système balistique) de l'élément sensible sont également soumis à des erreurs dues à l'accélération par rapport au Nord et, dans le gyrocompâs préféré décrit ci-après, de telles erreurs dues à l'accélération sont également compensées automatiquement. 35 La description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, donné à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La fig. 1 est une représentation schématique de la partie mécanique du gyrocompâs selon l'invention, en même temps que des cir- 69 18647 4 2010359 cuits électriques nécessaires à sa commande. La fig. 2 est une vue en coupe d'une valve d'arrêt balistique convenable pouvant être incorporée au gyroscope visible sur la fig. 1, selon l'un de ses modes de fonctionnement. 5 le gyrocompâs illustré est un gyrocompâs à commande mécanique du type à cadres dénommés "inversés", tel que ceux décrits dans les brevets anglais H0 346.466 et 751.152, et dont un type est également connu aux: Etats Unis d'Amérique. Si l'on se réfère maintenant à la fig. 1, un rotor ou tore 1 10 d'un gyroscope est tourillonné dans une enveloppe ou un flotteur 2 de forme s plié ri que par l'intermédiaire de roulements à billes (non représentés) destinés à permettre sa rotation autour d'un axe de rotation 3 qtii» en fonctionnement normal, est sensiblement aligné avec le méridien terrestre, c'est-à-dire sensiblement orienté Uord-1 5 Sud. Les détails de construction du tore et de son flotteur, que l'on peut dénommer la "gyrosphère", sont décrits de façon claire dans le brevet anglais îf° 791 .556. Le flotteur 2 est monté à pivotement dans un cadre ou un anneau vertical 4 par l'intermédiaire de tourillons 5 et de roulements à billes convenables présen-20 tant un faible coefficient de frottement, de façon à pouvoir tourner autour d'un axe vertical théorique 6. Le cadre vertical 4 est tourillonné à son tour entre les branches d'une chape ou d'un cadre en forme d'étrier 7 par l'intermédiaire de tourillons 8 et de roulements à billes convenables présentant également un faible 25 coefficient de frottement, de façon à pouvoir tourner autour d'un axe horizontal 9 qui, normalement, est orienté sensiblement Est-Ouest. La chape 7 comporte un plateau supérieur 10 d'un grand diamètre et généralement en forme de cloche, qui est tourillonné dans une bride de support correspondante 11 également en forme de 30 cloche par l'intermédiaire d'un grand roulement à billes principal 12, de façon à pouvoir tourner autour de l'axe normalement vertical 6. La bride 11 est assujettie à l'habitacle 13 du compas, représenté avec arrachement partiel pour rendre la figure plus claire mais il est évident qu'il constitue l'enceinte principale du gyro-35 compas. Ainsi, la chape ou l'étrier d'azimut se trouve dans le plan normal Est-Ouest et définit l'axe horizontal théorique 9 du cadre ou anneau vertical 4, tandis que celui-ci porte l'élément sensible ou la gyrosphèrë 2 par rapport à l'axe vertical théorique 5» COPÏ l 69 18647 7 2010359 gyrosphère pour régler la flottabilité totale de cette dernière dans son fluide de support. Ainsi, les paramètres du système balistique à liquide et des masselottes d'amortissement sont fixés initialement pour fournir le moment balistique Mg et le moment d'amor-5 tissement désirés par rapport au moment angulaire ou cinétique H du tore 1 du gyroscope. Du fait qu'il s'agit d'un gyrocompâs à commande mécanique comportant des paramètres balistiques et d'amortissement fixés, la vitesse verticale de la terre, agissant sur le gyroscope est compen-10 sée par un couple horizontal produit dans le système balistique et nécessitant une petite inclinaison fixe de l'axe de rotation 3 par rapport à l'axe horizontal Bet-Ouest 9» l'amplitude de cette inclinaison étant proportionnelle au sinus de la latitude locale. Etant donné que l'amortissement du compas est obtenu par l'intermé-15 diaire des masselottes fixes 39 et 40 placées du côté Ouest de la gyrosphère 2 pouvant elle-même tourner dans le cadre ou l'anneau vertical 4 autour de l'axe vertical 6, la présence d'une inclinaison quelconque par rapport à l'axe horizontal Est-Ouest 9 (inclinaison balistique) introduit un couple par rapport 20 à cet axe, ce qui aboutit par conséquent à un mouvement de précession en azimut produisant une erreur d'azimut. Cette erreur àst dénommée l'erreur "d'amortissement de latitude"; elle est compensée en appliquant à la gyrosphère 2 un couple autour de l'axe vertical 6 du compas, ayant une amplitude déterminée par la rela-25 -tion : = 5* H G) sin A Tt = sr- H CjJ sin A (1 ) L Mb e équation dans laquelle (0 est la vitesse de la terre et A est 30 la latitude locale. La compensation fournie par ce couple sera dénommée ci-après la "compensation de latitude fixe". Pour produire ce couple par rapport à l'axe vertical 6 du gyrocompâs, on prévoit un dispositif 45 produisant un couple par courants de Foucault, qui peut être du type décrit dans le brevet 35 déjà cité N° 791*556 et qui comprend une armature fixe bobinée 46 montée sur une patte de support convenable 47 fixée au cadre vertical 4, de façon que l'armature fixe 46 se trouve à proximité immédiate de la surface de la gyrosphère 2 sur laquelle agit le dispositif 45 produisant un couple» Ce dispositif est similaire, 69 18647 8 2010359 du point de vue construction, au dispositif détecteur 17. L'exci-tation de ses enroulements de commande produit sur la gyrosphère 2 un couple autour de l'axe vertical 6, en fonction du sens et de l'amplitude de la tension d'excitation. 5 La compensation de latitude fixe est fournie par le circuit représenté dans la partie inférieure gauche de la fig. 1• Une tension proportionnelle à sin N (expression dans laquelle /\ représente la latitude et une constante ôu un facteur de proportionnalité) est fournie par un potentiomètre 50 comportant une 10 résistance bobinée 51 à prises ou plots intermédiaires alimentée par une source de tension continue et un curseur ou frotteur 52 réglé manuellement par 1'intermédiaire d'un bouton 53 étalonné en fonction de la latitude locale. La résistance placée entre les plots intermédiaires est réglée pour fournir un signal de sortie 15 qui soit une fonction sinusoïdale. La résistance 54 ainsi que l'amplitude de la tension d'excitation du potentiomètre fournissant la constante de proportionnalité qui^ suivant l'équation (1) ci-avant, comprend les termes constants «S H G) - Cette tension "B continue est transformée en une tension alternative par tin conver-20 tisseur 55 et est appliquée à l'entrée d'un amplificateur de couple 56 dont la sortie alimente les enroulements de commande du dispositif 45 produisant un couple. Par conséquent, le circuit précédent fournit la compensation de latitude fixe destinée au gyrocompâs. 25 Comme on l'a indiqué précédemment, du fait que le gyrocompâs est du type possédant-des facteurs balistique et d'amortissement à paramètres fixes, il est soumis à des erreurs associées aux modifications de la vitesse et (ou) de la route du véhicule sur lequel il est monté. Dans de nombreux gyrocompâs classiques de ce type, 30 l'erreur due à la vitesse a la possibilité de se produire et le signal de sortie du gyrocompâs est corrigé, par exemple, en décalant la ligne de foi de la rose des vents et la partie fixe du transmetteur si l'on désire obtenir des indications à distance. Cependant, comme cela a été indiqué précédemment pour un tel agence-35 ment, le point de calage du compas n'est équivalent à la déviation balistique que pour deux latitudes spécifiques (une latitude Kord et une latitude Sud) et, par conséquent, sauf pour ces latitudes, le compas doit nécessairement se recaler après chaque modification de la vitesse et (ou) de la route du véhicule. Le compas décrit ici 69 18647 9 .2010359 subit des contraintes telles que l'erreur due à la vitesse et correspondant au calage en position stable est identique à l'erreur due à la déviation balistique indépendamment de la latitude. L'appareil permettant d'obtenir ce résultât en même temps que ses fon-5 dements mathématiques sont décrits ci-après. Le moment balistique fourni par le liquide se trouvant dans les réservoirs 35 et 36 est, par conception, sensible à l'accélération et applique un couple T autour de l'axe horizontal El Est-Ouest 9 proportionnel à la composante Nord-Sud de l'accélérait) tion appliquée toutes les fois que le véhicule modifié sa route ou sa vitesse, c'est-à-dire que l'on a î Ta = MB & g°S ° (2) jç- équation dans laquelle a représente l'accélération, C la route ou le cap du véhicule et £ la constante de gravitation ou l'accélération de la pesanteur. Ce couple aboutit à une vitesse de précession G) 0 par rapport à l'axe vertical 6, présentant une ampli- 20 tude F1=^)0 =l| acosC (3) et, si l'accélération continue à se produire pendant un certain temps t, il en résulte un décalage en azimut 0 de l'axe de rota-25 tion dont l'amplitude sera s , -s Ht, (a cos 0) t SU 0 - 0^ - Hg = W Voos C (4). du fait que at = V. Il s'agit de 1ferreur de déviation balistique, qui est fonction de la vitesse par rapport au Nord et qui, par eon-30 séquent, est constante pour chaque vitesse spécifique indépendamment de la latitude du véhicule. Si le véhicule se déplace sur la surface de la terre selon une certaine direction par rapport au Nord et avec une vitesse V, la gyrosphère 2 orientée ou pointant vers le Nord détecte une vi-35 tesse angulaire équivalente par rapport à l'axe horizontal Est-Ouest, ayant pour valeur ï Q^lLçgÉLS (5) expression dans laquelle R est le rayon de la terre, l'extrémité 18647' 10 20.10359 pointant, vers le Nord de son axe de "rotation s'inclinant vers le haut avec la même vitesse. Cette vitesse d'inclinaison pourrait être compensée en appliquant un copple autour de l'axe vertical 6 de la gyrosphère 2 avec un sens et une amplitude tels que l'axe 5 de rotation du gyroscope subirait un'mouvement de précession orienté dans la direction opposée, avec la même vitesse, de façon que le gyroscope soit rendu insensible à 1•inclinaison angulaire associée aux variations de latitude et qu'il n'y ait pas d'erreur due à la vitesse par rapport au Nord. 10 Si l'on suppose maintenant qu'un véhicule démarre à partir de sa position de repos (bien qu'en pratique il puisse simplement modifier sa vitesse par rapport à une vitesse antérieure, l'étude ci-après restant encore valable) et qu'il se déplace avec une vitesse par rapport au Nord ayant pour valeur V cos 0, la vitesse d'incli-15 naison associée à la modification de latitude a pour valeur et la déviation balistique a pour valeur 0( d'après les équations 5 et 4 ci-avant). Cependant, du fait que l'axe de rotation 3 est décalé latéralement par rapport au méridien suivant la déviation balistique azimutale 0, la gyrosphère 2 subit une vitesse d'in-20 clinaison supplémentaire par rapport à l'axe horizontal Est-Ouest due à la composante horizontale de la vitesse de la terre, dont l'amplitude est : a. cos \ sin 0 (6) 25 Cependant, du fait que 0 est un petit angle, l'équation (6) et l'équation (4) peuvent être combinées pour, donner l'équation : ^ ^h = ' ^ e COS ^ Hg V cos ® ^ 30 Ainsi, les vitesses d'inclinaison que stibit le gyroscope par rapport à l'axe horizontal sont celles qui sont exprimées dans les équations (5) et (7), et du fait que ces vitesses ont de façon inhérente des sens opposés, il en résulte une vitesse d'inclinaison horizontale totale ayant pour valeur ï ^ h = fi 003 °) ~ (^e cos^ l| 7 cos 0 ] ou bien, en simplifiant : «h = Vco8 0 {! - Cl) e ■ (9) 69 18647 n 2010359 cette vitesse provenant d'un couple équivalent à : T = H Ci) h = T cos C || -(x) e cos X jp* ] (10) 5 Si l'on applique maintenant un couple compensateur ayant cette amplitude et le sens convenable autour des tourillons verticaux 5 de la gyrosphère 2, l'erreur de recalage par rapport à l'état stable sera équivalente à l'erreur de déviation balistique et, par conséquent, l'axe de rotation 3 du gyroscope subira un décalage 10 à partir du méridien suivant l'angle de déviation balistique indépendamment de la latitude. Sans le mode de réalisation illustré, l'étude précédente est complétée par les circuits représentés dans la partie inférieure gauche de la fig. 1. Four obtenir les résultats indiqués ci-avant, 15 on monte un résolveur ou un transformateur de coordonnées 60 sur la bride de support supérieure 11 et on l'entraîne par l'intermédiaire d'un train d'engrenages réducteur convenable 61, de façon qu'il tourne selon un rapport 1:1 avec la roue dentée d'azimut 24 (et par conséquent avec la rose des vents 27). On prévoit égale-20 sent un dispositif fournissant des données sur la vitesse du véhicule qui, dans le cas d'un navire, peuvent être fournies soit automatiquement par un loch 62, soit manuellement par un bouton' de réglage 63, lie résolveur 60 est excité par une tension fixée de façon 25 que le signal de sortie provenant de l'enroulement correspondant " aux cosinus soit proportionnel à cos G et apparaisse aux bornes des conducteurs 64, dont la tension est appliquée aux bornes d'un potentiomètre 65 réglé en fonction de la vitesse V du véhicule. le signal de sortie 7 cos C est appliqué aux bornes de l'enroule-30 ment primaire d'un transformateur de couplage 66 dont 1*enroulement de sortie à prise médiane mise à la masse fournit la tension appliquée à un circuit résistif destiné à produire les signaux nécessaires fournissant les couples de compensation et le décalage du compas qui seront décrits ci-après. 35 le signal de vitesse par rapport au Nord apparaissant sur le secondaire du traaffoxaateur 66 est appliqué aux bornes du circuit résistif à prises ou plots intermédiaires 67, dont le frot-teur ou le curseur 68 est ajusté par le bouton de réglage de la latitude 53 comme décrit précédemment. Les plots du circuit résis- 69 18647 12 2010359 tif sont choisis pour fournir un signal de sortie apparaissant sous la forme d'une fonction cosinus, de façon que le signal V cos 0 soit atténué en fonction du facteur d'atténuation (K^-K^ cos A), les plots sont également agencés de façon à fournir un signal de sortie 5 nul pour une latitude de 40°, du fait que, dans le présent mode de réalisation,le compas est réglé suivant la méthode de Schuler pour cette latitude. Les constantes du circuit sont conçues pour correspondre aux divers paramètres fixes indiqués dans les équations précédentes (K^ = g et = Ci) e ^B) et sont représentées ici par le 10 circuit résistif 67 et par la résistance 69. Le signal de sortie du circuit résistif 67 est appliqué à l'entrée de l'amplificateur de couple à axe vertical 56, dont le signal de sortie est appliqué au dispositif 45 générateur de couple par rapport à l'axe vertical, de façon à fournir ainsi un couple par rapport aux 15 tourillons 5,5 de la gyrosphère qui corresponde à l'équation (10) ci-dessus, pour compenser le gyroscope en ce qui concerne l'erreur due à la vitesse par rapport au Nord. Ce signal de compensation est combiné avec le couple de correction de latitude fixe obtenu dans le circuit 51-54 décrit précédemment, par l'intermédiaire d'un 20 circuit de sommation 57. Le signal de vitesse par rapport au Nord apparaissant à la sortie du transformateur 66 est également utilisé, affecté de la constante de proportionnalité convenable indiquée précédemment dans l'équation (4) ci-dessus (Kg = gS) et est appliqué comme signal de 25 polarisation à la boucle 17-22 de servo-commande d'asservissement du compas, de façon à décaler l'élément de référence ou la chape 7 du système selon la déviation balistique, pour que la lecture obtenue sur la rose des vents 27 et les données fournies par le transmetteur 30 correspondent au Nord vrai par rapport à l'habitacle 30 13. Ce résultat est obtenu en combinant le signal de vitesse par rapport au Nord apparaissant sur le conducteur 70 avec le signal d'asservissement du compas apparaissant sur le conducteur 20 et en appliquant le signal résultant apparaissant sur le conducteur 72 à l'amplificateur d'asservissement 25, dont le signal de sortie 35 est appliqué au moteur d'asservissement 22. De cette façon, la chape d'asservissement 7 et par conséquent le cadre ou l'anneau vertical 4 peuvent être décalés par rapport à la gyrosphère, de façon à produire dans le détecteur 17 un signal qui soit égal au signal de vitesse apparaissant sur le conducteur 70 dans des con 69 18647 13 201035? ditions stables. Ainsi, l'axe de rotation du gyroscope pourra occuper une position de calage décalée par rapport au méridien, tandis que l'élément d'asservissement où la chape 7 sera maintenu d'une façon précise sur le méridien (en réalité il sera maintenu perpen-5 diculaire au méridien ou dans la direction Est-Ouest vraie). En d'autres termes, du fait que les compensations précédentes rendent le gyrocompâs indépendant des couples représentés par les équations (5) et (6), il reste calé à tout moment. les dispositifs électroniques indiqués ci-avant et destinés à 10 rendre le gyrocompâs réellement indépendant des modifications de la vitesse et (ou) de la route du véhicule peuvent être encore améliorés par un couple proportionnel à la vitesse par rapport au Nord; ainsi, le compas sera également compensé automatiquement par rapport aux effets des accélérations. 15 Grâce aux signaux de commande appliqués au compas et indiqués précédemment, le décalage du calage du compas par rapport à un état stable sera égal à la déviation balistique et, sauf en ce qui concerne les masselottes d'amortissement 39,40 soumises à une accélération par rapport au Nord, il ne se produira pas de recalage par 20 oscillations lors de la suppression de l'accélération. Cependant, il y a lieu de se rappeler que l'axe horizontal Est-Ouest 9 correspondant à l'étrier ou à la chape 7 est décalé par rapport à l'axe de rotation du gyroscope d'une quantité indiquée précédemment dans l'équation "(4) et ayant pour valeur ï 25 0 = jg V cos Du fait que les masselottes 39-40 sont maintenant décalées par rapport à l'axe Est-Ouest, le mouvement d'amortissement produit un couple autour de cet axe et, pour une vitesse.par rapport au 30 Nord (telle que celle visible sur la figure), il rend effectivement pesante l'extrémité Sud de la gyrosphère 2 suivant line quantité î Thp = sin ^ et, du fait que 0 est un petit angle : 35 w Wb \ = **0 # ou ~W 7 003 0 (12) ' Par conséquent, pour agir à 1'encontre de ce phénomène et maintenir ainsi la compensation de la vitesse de la terre par rapport à la 18647 14 2010359 verticale locale, la gyrosphère 2 doit subir une inclinaison suivant un angle A. , tel que le couple de déplacement du fluide balistique soit égal à cette modification du couple horizontal, c'est-à-dire que l'extrémité Nord de la gyrosphère doit s'incliner vers 5 le bas. L'amplitude de ce couple antagoniste a pour valeur : Tc =&Y Mb (13) et, du fait que = T. . . c hD 10- A Y = îîjjgS V cos C (14) et : Af= ^ Y Cos G (15) 15 On considère maintenant les effets d'une accélération par rap port au Nord sur les masselottes 39,40. L'angle d'inclinaison produit par l'accélération agissant pendant un temps t, est s A. f = ~ at cos 0 ( 16) 20 et par conséquent : M A Y = V cos C (17) Les équations précédentes montrent que l'angle d'inclinaison 25 nécessaire pour compenser le déséquilibre horizontal dû au décalage de servo-commande correspondant à l'erreur de déviation balistique est automatiquement et instantanément communiqué à la gyrosphère 2 par la force d'accélération. Si l'on considère maintenant, pour simplifier, que le véhicule occupe une position de repos sous une lati- 30 tude donnée et qu'il subit une accélération pendant vin temps t, jusqu'à atteindre une vitesse déterminée, la compensation de latitude fixe est déjà réglée par le bouton 53 et, à la fin de l'accélération, l'angle d'inclinaison dû à celle-ci est modifié d'une quantité indiquée précédemment par l'équation (17). 35 Cependant, la compensation de latitude normale a été effectuée pour un angle d'inclinaison différent de celui qui existe maintenant et, par conséquent, cette amplitude du couple de compensation de la latitude doit être modifiée par un couple équivalent à : 69 18647 15 2010359 7 cos G Md2 OU jjg- 7 cos 0 (18) Ainsi, d'après ce qui précède, on se rend compte que si un couple supplémentaire est appliqué autour de l'axe vertical du compas 5 et si ce couple est proportionnel à la valeur indiquée précédemment par l'équation (18), le gyrocompâs sera totalement compensé vis-à-vis des effets de l'accélération agissant sur lui pendant les modifications de la vitesse et (ou) de la route du véhicule. Si l'on se réfère à nouveau à la fig. 1, les résultats précé-10 dents sont obtenus en prévoyant tin signal supplémentaire proportionnel à 7 cos C, obtenu sur le secondaire du transformateur 66 et apparaissant sur le conducteur 75, et en atténuant ce signal selon une constante ou un facteur de proportionnalité ï Kg = gg- par exemple par l'intermédiaire d'une résistance convena-ble 76, ce signal étant appliqué par l'intermédiaire du circuit de sommation 77 faisant partie du circuit produisant un couple autour de l'axe vertical et modifiant le signal, de compensation de latitude fixe obtenu à partir du potentiomètre 50. Le gyrocompâs peut comprendre un dispositif permettant de le 20 transformer ou de modifier son fonctionnement en celui d'un gyroscope directionnel classique permettant notamment son utilisation sous des latitudes élevées ou lors de l'apparition d'un défaut de fonctionnement dans n'importe lequel des organes de commande du gyrocompâs , de façon à fournir des indications directionnelles stabi-25 lisées dans de telles conditions. Le mode de fonctionnement en gyroscope directionnel (D.ff.) peut être sélectionné par l'intermédiaire d'un commutateur sélecteur de mode qui comprend des commutateurs jumelés 80, 81 et 82. Le commutateur 80 sert à exciter une valve d'arrêt balistique 83 représentée plus en détail dans 30 la fig.2. Cette valve électromagnétique comprend un cylindre allongé et élargi 84 relié directement au tube 37 et dans lequel est monté axialement un enroulement 85 actionnant un clapet 86. Lorsque le commutateur 80 est fermé, l'enroulement 85 est excité et ferme le clapet 86 de façon à empêcher l'écoulement du fluide ©n-35 tre les réservoirs 35 et 36. Lorsque le commutateur 81 est déplacé jusqu'à sa position inférieure correspondant au gyroscope directionnel, il permet d'appliquer une tension réglée convenable au dispositif 45 produisant un couple, cette tension étant proHd2 69 18647 16 .2010359 portionnelle au sinus de la latitude de façon à maintenir la correction convenable par rapport à la vitesse de la terre, appliquée au gyroscope. Du fait que le gyroscope ne fonctionne plus comme un gyrocompâs , le commutateur 82 est déplacé depuis sa position (G.C.) 5 jusqu'à sa position inférieure (D.G-.) pour interrompre la tension de décalage de servo-commande permettant à la boucle d'asservissement du compas d'aligner d'une façon précise la chape 7 avec l'axe de rotation de la gyrosphère 2. La mise de niveau correspondant au mode de fonctionnement en gyroscope directionnel (D.G-. ) est obtenue 10 automatiquement par les masselottes d'amortissement 39-40. D'après ce qui précède, il est évident que l'on a réalisé un gyrocompâs à commande mécanique simple dont les contraintes agissent de telle façon que l'erreur d'azimut calé par rapport à une condition stable est rendue identique à la déviation balistique 15 azimutale indépendamment de la latitude, dans lequel on compense également les erreurs dues à l'accélération par une technique de décalage à servo-commande et dans lequel on obtient simultanément des corrections appliquées à la rose des vents et aux transmetteurs de données. Ainsi, tandis que le gyrocompâs réagit à une modifica-20 tion quelconque de la vitesse et (ou) de la route ainsi qu'aux accélérations, les organes de commande et la technique de décalage décrits ici rendent la rose des vents et les transmetteurs de données susceptibles de fournir à tout moment des informations vraies sur la route azimutale, en rendant ainsi l'appareil parfaitement 25 convenable pour une utilisation sur des véhicules très manoeuvrants. Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. 69 18647 17 2010359 REVEITDIO AÏIOHS 1.- Gyrocompâs du type comportant un"système balistique mécanique à paramètres fixes destiné à produire des couples de recherche du méridien, agissant sur le gyrocompâs de façon que celui-ci 5 soit soumis à des vitesses horizontales et verticales produites par la vitesse par rapport au Nord et par la déviation balistique, et un dispositif d'asservissement du compas destiné à entraîner un élément de référence suivant l'orientation du compas, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à fournir un premier 10 signal proportionnel à la vitesse par rapport au Nord du-véhicule, un dispositif sensible à ce premier signal et destiné à appliquer au gyrocompâs un couple ayant un sens opposé à celui de la vitesse verticale et une valeur telle qu'elle contraigne le compas à se caler pour une déviation balistique correspondant à cette vitesse 15 par rapport au Nord, un dispositif destiné à produire un second signal proportionnel à la vitesse par rapport au Nord du véhicule et un dispositif sensible à ce second signal et destiné à polariser le dispositif d'asservissement du compas suivant un angle correspondant à ladite déviation balistique de façon que le système de réfé-20 rence du compas fournisse un signal de sortie proportionnel à la route vraie par rapport au méridien. 2.- Gyrocompâs suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier signal comprend une composante proportionnelle au cosinus de la latitude. 25 3«- Gyrocompâs suivant la revendication 2, caractérisé en ce "que les paramètres balistiques et d'amortissement fixes présentent des valeur prédéterminées telles que le compas soit réglé suivant la méthode de Schuler pour une latitude prédéterminée et que le dispositif sensible au cosinus de la latitude fournisse un signal 30 de sortie nul pour cette latitude prédéterminée. 4.- Gyrocompâs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3» caractérisé en ce que le facteur de proportionnalité du premier signal comprend un terme correspondant au rayon de la terre et le facteur de proportionnalité du second signal comprend un terme cor-35 respondant au moment balistique du système balistique, et à l'angle du moment cinétique du tore du gyrocompâs. 5.- Gyrocompâs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4» caractérisé en ce que le premier signal comprend des composantes proportionnelles à la composante horizontale de la vitesse 69 18647 18 2010359- dé là terre et au sinus de l'angle de déviation "balistique. 6.- Gyrocompâs suivant l'une quelconque des revendications 1 à- 5 r caractérisé en ce que le dispositif à commande balistique mécanique comprend un système balistique à liquide. 5 7.- Gyrocompâs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément sensible comprend un contrepoids ou des'masselottes dont la masse effective est située du côté Ouest de l'appareil, de façon à appliquer un couple de mise de ni-- veau à l'élément sensible pour amortir le compas. 10 8.- Gyrocompâs suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les masselottes ou le contrepoids d'amortissement produisent un couple horizontal appliqué à l'élément sensible et proportionnel au décalage d'asservissement, et répondent à l'accélération Mord-Sud dans tin sens qui s'oppose à ce couple, de façon que le compas 15 soit automatiquement compensé dans le cas d'une erreur due à l'accélération, l'appareil comprenant également un dispositif destiné à fournir un troisième signal proportionnel à la composante Uord-Sud de la vitesse du véhicule et un dispositif sensible à ce troisième signal et destiné à modifier le fonctionnement du dispositif 20 compensateur de l'erreur de latitude suivant ce signal, de façon à compenser les modifications de la vitesse associées à ladite accélération. 9.- Gyrocompâs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier signal comprend une composante 25 proportionnelle au cosinus de la latitude de l'engin, de façon à # compenser les effets de la vitesse horizontale de la terre produits par la déviation balistique. 10.- Gyrocompâs à commande mécanique et à compensation électrique comprenant un élément sensible comportant un boîtier mobile 30 ou un flotteur et un tore tourillonné dans ce dernier de façon à pouvoir tourner autour d'un axe sensiblement Nord-Sud, un cadre ou ion anneau vertical dans lequel le flotteur est tourillonné de façon à pouvoir tourner par rapport à un axe vertical théorique, un étrier ou une chape dans lequel ce cadre ou cet anneau est tourillonné de 35 façon à pouvoir tourner autour d'un axe sensiblement Est-Ouest, un habitacle dans lequel cette chape ou cet étrier est tourillonné de façon à pouvoir tourner par rapport à un axe normalement vertical, un système mécanique balistique et d'amortissement à paramètres fixes monté sur le flotteur pour appliquer des couples de recherche 69 18647 19 2010359 du méridien et d'amortissement à l'élément sensible,' de façon que le compas soit soumis à des erreurs dues à la vitesse et à la déviation balistique et résultant des modifications de la vitesse et (ou) de la route du véhicule sur lequel il est monté, m dispo-5 sitif d'asservissement électrique monté entre l'élément sensible et 1*étrier ou la chape pour orienter celui-ci dans l'habitacle suivant l'orientation de l'élément sensible, ce dispositif électrique comprenant un dispositif fournissant un couple et monté entre le flotteur et ce cadre ou cet anneau pour appliquer un couple au-10 tour de l'axe vertical de ce cadre ou de cet anneau qui soit proportionnel à la vitesse par rapport au Nord de l'engin, de façon à exercer des contraintes sur cet axe de rotation pour le caler suivant un angle correspondant sensiblement à l'angle de déviation balistique pour cette vitesse, et un dispositif électrique supplé-15 mentaire destiné à polariser le dispositif d'asservissement suivant la vitesse par rapport au Nord de l'engin de façon à décaler 1^trier ou la chape par rapport à l'axe de rotation du gyroscope suivant un angle correspondant à l'angle de déviation balistique, de telle sorte que l'orientation de cette chape ou de cet étrier par rapport 20 à l'habitacle corresponde à la route vraie par rapport au méridien, 11.- Gyrocompâs suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de commutateurs de sélection agissant sur les signaux électriques de façon à faire fonctionner le compas comme un gyroscope directionnel.