Brevet FR2020298A1 — publié le 19700710

La présente invention se rapporte à un circuit régulateur de guidage pour un engin téléguidé tournant autour de son axe longitudinal et possédant un volet de jet unique, avec un poste de conduite de tir évaluant en coordonnées polaires la derive de l'engin par rapport à la direction de cap et relié à l'engin par une ligne de transmission et avec un montage de préférence électronique transformant les signaux de dérive en des signaux de guidage qui actionnent le volet de jet. Un tel circuit régulateur de guidage est par exemple présenté dans le brevet britannique n 1.053,713 dans lequel on évalue en coordonnées cartésiennes la dérive d'un engin volant par rappoi4: une droite de référence au moyen d'un appareil de localisation appar- tenant à un poste de conduite de tir ou au moyen d'un tireur-pointeur contrôlant la dérive, les signaux de dérive étant ensuite transfor- niés en coordonnées polaires puis en signaux de-guidage au moyen d'un montage électronique séparé de l'engin et logé dans le poste de conduite de tir ; ces signauz de guidage sont ensuite transmis par une ligne de transmission filaire du poste de conduite de tir à l'engin qui modifie son cap jusqu'à ce que sa trajectoire coïncide avec la droite de référence. Dans ce circuit régulateur de guidage connu, la position de roulis instantanée de l'engin est signalée au poste de conduite de tir par des impulsions de préférence orlginaires de l'engin pour être traités ensemble avec les signaux de dérive élaborés p l'appareil de localisation ou le tireur-pointeur dans le montage électronique pour obtenir des signaux de guidage correctement orien tés par rapport à une position de roulis déterminée de l'engin volant. Dans. ce circuit régulateur de guidage, les impulsions de réfé- rence élaborées dans l'engin doivent également être transmises par la ligne reliant l'engin au poste de oo--duitc de tir, ce qui fait que la ligne ne peut pas être utilisée dans la transmission de si- gnaux de guidage pendant que le poste de conduite de tir reçoit les impulsions de référence. Au moment de l'apparition des impul sions de référence, il est donc impossible de transmettre des si- gnaux d'engin, ce qui fait que dans une position de roulis détermi- née de celui-ci les ordres ayant pour fonction de modifier la tra jectoire de l'engin ne peuvent pas être envoyés.De plus, le mon tage électrique nécessaire dans le poste de conduite de tir pour calculer les signaux de guidage est relativement important étant donné que pour le calcul de ces signaux il faut reproduire en per- manence la position angulaire de l'engin qui tourne autour de son axe longitudinal ou de roulis, et on ne dispose pour ce faire que dune seule impulsion de référence par révolution. Il appartient à la présente invention de créer un circuit régulateur de guidage du type précite dont le montage électrique ou électronique nécessaire à l'élaboration des signaux de guidage est conçu de façon beaucoup plus simple et réalisé de manière que des signaux de guidage peuvent modifier le cap de l'engin quelle que soit sa position angulaire par rapport à l'axe de roulis. En partant d'un circuit régulateur de guidage du type précité, on atteint le but recherché par le fait que le montage de commande logé dans l'engin comporte un curseur de potentiomètre relié à un @yroscope de roulis afin de produire une tension en dents de scie proportionnelle à la position de roulie instantanée ainsi que deux amplificateurs de sommation attaqués par la tension en dents de scie et par les signaux de dérive transmis en coordonnées polaires s le poste de conduite de tir à l'engin et se présentant sous la forme connue de # + 0,5r et #- 0,5r où # représente l'angle et r le rayon ; par le fait que les amplificateurs de sommation sont tranché@ de sorte que le signal de sortie du premier est disconti@@ en @as @@ somme positive alors que celui du second l'est pour une @@@@@ @égative - Les signaux étant cependant limités chaque fois à @@ @@@@ine amplitude maximale ; par le fait qu'on prévoit en outre an interrupteur qui ne devient passant que s'il y a présence simul @an@e d'un signal positif à la sortie du second amplificateur de commation et d'un signal négatif à la sortie du premier ; par le fait qu'il est prévu deux amplificateurs différentiels qui comparent respectivement la partie continue des signaux de sortie des amplificateurs de sommation avec les valeurs maximales positive ou négative du signal en dents de scie et délivrent en cas de dépassement des valeurs maximalss une impulsion de sortie limitée dans le temps à la @ur@e da dépassement et par le fait que les sorties de l'interrupteur et des amplificateurs différentiels sont reliées ensemble à um dispositif actionnant le volet de jet. Par le fait de loger dans l'engin de montage élaborant les vignaux de guidage pour l'actionnement du volet de jet à partir de. signaux de dérive et par le méde de réalisation relativement simple @e @e m@ntage, on ré@ui@ largement le @@@@re des composants néces- @a@res @ @a fabrication. Or, ceci va @@ pair avec un accroissement de la fiabilité. Comme le montage est directement logé dans l'engin, il est possible de supprimer la transmission au poste de conduite de tir des impulsions de référence nécessaires pour reproduire la position angulaire de l'engin, ce qui est indispensable pour les circuits régulateurs de guidage connus.Le montage faisant l'objet de l'invention permet donc de transmettre des signaux de guidage au dispositif d'actionnement du volet de jet quelle que soit la position angulaire de l'engins les signaux de guidage élaborés dans le poste de conduite de tir sont délivrés en coordonnées polaires et transmis directement à l'engin par la ligne de transmission entre celui-ci et le poste de conduite de tir sous la forme de deux signaux analogiques modifiés avant d'entre convertisdans le montage dlectronique logé à l'intérieur de l'engin en signaux commandant le volet de jet. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la ligne de transmission entre le poste de conduite de tir et l'engin est trifilaire, le premier fil faisant office de conducteur de retour commun et reliant respectivement la masse de ltengin à la masse du poste de conduite de tir alors que les deux autres fils servent à transmettre les signaux de dérive modifiés. Suivant une caractéristique de l'invention, les deux autres conducteurs sont reliés chacun à un générateur de courant constant du poste de.conduite de tir régulé en fonction des signaux de dérive modifiés. En reliant l'engin et le poste de conduite de tir par une telle ligne de transmission, on obtient qu'une charge électrostatique s'accumulant en vol sur l'engin peut entre mise à terre grâce au conducteur de retour commun sans perturber les signaux de guidage. En tre.asmettant les signaux sous forme de courants constants régules passant dans des conducteurs séparés, on élimine toute perturbation causée par la résistance du fil ou une variation de cette résistance. Pour mieux comprendre ltobjet de l'invention, on va décrire à titre indicatif non limitatif un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé sur lequel : la fig. 1 représente la partie essentielle des groupes de composants électriques et électroniques nécessaires à la réalisation du poste de conduite de tir, la ligne de transmission et le - montage électronique logé à l'intérieur de l'engin du circuit régulateur de guidage ; la fig. 2 représente un tableau impulsionnel aidant à la compréhension du mode de fonctionnement du montage électronique. Dans un poste de conduite de tir 1 sont prévus deux générateurs de courant Il et 12 qui élaborent - d'une façon non représentée sur le dessin mais faisant partie de l'état de la technique deux courants analogiques en fonction des valeurs des signaux de dérive polaires tP et r élaborés au moyen d'un appareil de localisation ou d'un tireur-pointeur, l'amplitude du courant délivré par le générateur 11 correspondant à une valeur de coordonnée modifiée # + 0,5 r et l'amplitude du courant délivrée par le générateur 12 à une valeur de coordonnée modifiée T - 0,5 r.L'angle du point dans le plan des coordonnées où l'engin apparat par rapport i la droite de référence traversant le plan des coordonnées au point originé, indique de façon connue la position angulaire de l'engin par rapport à l'axe de roulis - à laquelle le volet doit pénétrer dans le jet de poussée de l'engin, alors que la valeur du rayon Eh associé à ce point indique de façon connue la grandeur du signal de guidage devant être appliqué dans cette position angulaire à l'engin pour que le temps pendant lequel le volet pénètre dans le jet de poussée de l'engin soit choisi conformément aux indications ditail- lées du brevet britannique n 1.053.713. Un montage électronique logé à l'intérieur de l'engin est relié au poste de conduite de tir 1 par une ligne de transmission 3 comportant de préférence trois conducteurs isolés les uns des autres. Un premier conducteur 31 de cette ligne de transmission 3 est utilisé comme retour commun et il sert simultanément ponr mettre à la terre les charges électrostatiques se formant sur la cellule. de l'engin. Pour cela, le conducteur 91 est relié, dtune part, au poste de conduite de tir 1 se trouvant à terre et, d'autre part, dans l'engin non représenté sur le dessin, à la cellule de l'engin et de préférence à la chambre de combustion ou à la tuyère produisant le jet de poussée. Les conducteurs 32 et 33 de la ligne de transmission raccordent chaque fois un des générateurs de courant ll et 12 . 'u poste de conduite de tir 1 à l'entrée du montage électronique 2 monté dans l'engin tandis que le conducteur 31 fait office de conducteur dè retour. Vu que les signaux sont élaborés sons forme de courants intrinsèques, on dispose d'une possibilité simple et sdre pour découpler les deux signaux l'un de l'autre. De plus, dans le cas de cou rants intrinsèques, on supprime toute influence parasite due à la résistance du conducteur, à des tolérances de fabrication et à des différences de température. Les entres reliées aux générateurs de courant de poste de conduite de tir 1 sont raccordées chacune à un amplificateur de sommation 21, 22 dont les sorties sont reliées aux entrées par une boucle de réaction constituée par le montage en série d'une diode Zener 23 ou 24 et d'une résistance 25 ou 26. Les résistances 25 et 26 sont shuntées par des diodes 27 ou 28 polarisées en inverse. Les deux entrées des amplificateurs de sommation 21 et 22 sont reliées par deux résistances identiques 201 et 202 au ourseur 203 d'un potentiomètre 204 relié directement à une source de tension 205, elle-même montée de façon symétrique par rapport à la masse de ltengin reliée au conducteur 31. Le curseur de ce potentiomètre est relie de façon connue a ltaxe.de rotation d'un gyroscope de roulis et se déplace sur le potentiomètre 204 conformément à la position de roulis de l'engin sur lequel est monté le montage électronique 2. Lorsque l'engin tourne de façon sensiblement uniforme autour de son axe longitudinal, le curseur 203 se déplace également de façon pratiquement uniforme sur le potentiomètre 204, de sorte que ra tension recueillie sur lC curseur 203 est un signal en dents de scie proportionnel à la posi- tion de roulis, de type linéaire, qui s'accroît de façon sensible ment linéaire de la valeur maximale négative de la source de ten- sion 205 jusqu'à la valeur maximale positive pour passer ensuite brusquement de la valeur extrême positive à la valeur extrême négative pour. augmenter ensuite de nouveau de façon sensiblement liné@i- re jusqu'à atteindre la valeur extrême positive. Les sorties des amplificateurs de sommation 21 et 22 sont reliées de telle façon au transistor 207 agissant à la manière d'un interrupteur que la base du transistor est reliée par une résistance à la sortie de l'amplificateur de sommation 21 et l'émetteur transistor à la sortie de l'amplificateur de sommation 22. Le collecteur du transistor 207 qui fait office de sortie, est relié par un amplificateur de sortie 208 à un dispositif 209 actionnant le volet de jet dans l'un ou l'autre sens. De plus, on prévoit deux amplificateurs différentiels 211 et 212 agissant en guise de comparateurs, dont les sorties sont reliées par des résistances et une diode de découplage, ensemble avec le collecteur du transistor 207, à l'entrée de l'amplificateur de sortie 208. continues des signaux de sortie ul et u2, qui sont recueillies comme il est montré sur la fig. 1 au point de jonction entre la diode Zener et la résistance des montages série constituant respectivement le circuit de-contre-réaction des.amplificateurs de sommation 21 et 22. Les parties continues des signaux sont comparées chaque fois à la valeur maximale du signal en dents de scie de polarité inverse, suite à quoi un signal impulsionnel n'est délivré aux sorties des amplificateurs différentiels 211 et 212 que si la partie continue des signaux de sortie des amplificateurs de sommation 21 ou 22 est supérieure en valeur absolue à la valeur maximale correspondante du signal en dents de scie o I1 ressort de la fig. 2 qu'on recueille donc à la sortie de l'amplificateur différentiel 211 une impulsion u7 dont la durée correspond exactement au temps pendant lequel le signal des sortie ul de l'amplificateur de sortie 21 dé Passe la valeur maximale négative du signal en dents de scie u5. Comme les sorties des amplificateurs différentiels 211 et 212 sont reliées à la sortie du transistor 207 par une-diode de dé- coupage, on obtient à la sortie de l'amplificateur de sortie 208 le signal de guidage u9 se présentant comme la somme des tensions partielles u6, u7 et U8 et servant directement à actionner le volet de Jet. Comme il ressort de la représentation du signal u9 sur la fig. 2, la position dans le temps ou en degrés angulaires d'une impulsion de guidage à l'intérieur d'une période déterminée par le signal en dents de scie u5, qui correspond chaque fois à une révolution entière de l'engin autour de son axe longitudinal, représente la positi4n angulaire d6 l'engin à laquelle est actionné le volet de jet, c'est-à-dire amené dans le jet de poussée de l'engin. La durée d'une telle Impulsion de.guidage correspond à l'importance du signal de guidage transmis à l'engin dans la position où il se trouve en ce moment. Un signal de guidage qui se trouve à cheval sur deux périodes voisines du signal en dents de scie, c'est-à-dire sur des parties de révolutions qui se suivent est élaboré à l'aide des amplificateurs différentiels 211 et 212d La partie de ce signal de vidage qui appartient a' la seconde pFriode, c'est-à-dire à une position angulaire de l'engin au delà de 360 degrés, est obtenu en comparant la somme disponible aux sorties des amplificateurs de sommation 21 et 22.à la tension maximale instantanée du signal en dents de scie, comme il ressort d'ailleurs du diagramme d'impulsions en considérant les signaux u3, u7 et ug. L'entrée avec inversion de l'amplificateur différentiel 211 est relié au point de jonction de la diode Zener 23 et de la résis- tance 25 dans la ligne de contre-réaction de l'amplificateur de som- mation 21 alors que l'entrée sans inversion de l'amplificateur dif- férentiel 212 est relié au point correspondant de la ligne de contre-réaction de l'amplificateur de sommation 22. L'entrée sans inversion de l'amplificateur différentiel 211 est relié directement au pôle négatif de la source de tension d'alimentation 205 et l'en- rrée avec inversion de l'amplificateur différentiel 212 an pôle positif de cette même source. Le mode de fonctionnement du montage électronique 2 représenté sur la fig. 1 est illustré par le diagramme d'impulsions de la fige 20 les premières lignes du diagramme représentent les courants analogiques i11 et i12 qui correspondent aux signaux de guidage emis par les générateurs de courant li et 12 du poste de commande de tir 1. La ligne suivante montre la tension linéaire en dents de scie u5 obtenue au moyen du potentiomètre 204 et recueillie sur le curseur 203 du montage électronique 2. Lans l'amplificateur de sommation 21 le courant i11 délivre par le générateur de courant II et la tension en dents de scie u5 sot additionnés de ;tc1l- façon qu'en raison de la ligne de contre réaction, le signal de sortie u1 est discontinu si la somme est po- sitive tout en étant limité à une valeur de tension déterminée par la li@de Zener 23 et se situant donc en dessous de la tension de blocage base - émetteur admissible pour le transistor 207. On élabore de la meme Maçon le signal de sortie u2 en additionnant l'in- tensité i12 et le signal en dents de scie u5.Le fait que la diode 28 et la diode Zener 24 soient polarisées en inverse dans le cir ou. ft de contre-réaction de l'amplificateur de sommation 22 par rap- port au diodes 23 et 27 du circuit as contre-réaction de l'ampli- ficateur de sommation 21, entraîne que le signal de sortie u2 est discontinu on cas de somme négative mais limitée en amplitude à même valeur absolue que le signal u1. Comme les sorties des amplificateurs de sommation 21 et 22 sont reliés comme il est représenté sur la fig. 1 à la base et à l'émetteur du transistor 207, celui-ci ne devient passant que si le signal de sortie positif u@ et le signal de sortie négatif u1 se présontont simultanément, Le collecteur du transistor 207 délivre dans ce cas un signal impulsionnel désigné par u6 sur la fig.2. Les signaux u3 et u4 représentent respectivement les parties Comme il a déjà été explique ci-dessus, le montage électroninan représenté à titre d'exemple sur la fig0 7 - il exige d'ailleurs la mise en oeuvre dun nombre moindre de composants que les montages électroniques pour des circuits régulateurs de guidage connus permet de déterminer très simplement et avec beaucoup d'exactitude les signaux de guidage utilisés pour actionner le volet de jet d'un engin volant. Un autre avantage du montage de l'invention est le fait que les signaux de guidage peuvent être élaborés avec une intensité quelconque et rendus efficaces quelle que soit la position at- gulaire de l'engin volant. Comme il n'est pas nécessaire de transmettre des impulsions de référence indiquant la position angulaire instantanée de l'engin par la ligne reliant l'engin au poste de commande de tir, les exigences auxquelles doit satisfaire cette ligne de transmission sont beaucoup moins sévères que pour les circuits régulateurs de guidage connus. De plus, on élimine les sources d'erreurs résultant de parasites inhérents à la ligne de transmission. - REVENDICATIONS 1.- Circuit régulateur de guidage pour un engin volant téléguidé, tournant autour:de son axe longitudinal et ne comportant qu'uns seul volet de jett avec un poste de commande de tir déterminant la dérive de l'engin par rapport à une direction de cap en coordonnées polaires et relié à l'engin par une ligne de transmission et avec un montage de préférence électronique transformant les signaux de dérive en signaux de guidage actionnant le volet de jet, caractérisé parle fait que le montage. électronique logé dans l1en gin comporte un curseur de potentiomètre relié à un gyroscope de roulis pour engendrer une tension en dents de scie proportionnelle à la position angulaire instantanée de roulis ainsi que deux ampli ficateurs de sommation aux entrées desquelles est appliquée la ten sion en dents de scie et les signaux de dérive polaires transmis par le poste de conduite de tir à l'engin sous la forme connue de # + 0,5r et- (p - 0,5r où # représente l'angle et r le rayon vecteur;; que les amplificateurs de sommation sont montés de façon que le signal-de sortie du premier est discontinu si la somme est positive et celui du second amplificateur en cas de somme négative, les 51 gnaux de sortie étant limités cependant a une amplitude maximale déterminée ; qu'il est prévu en outre un interrupteur qui ne devient passant que s'il y a présence simultanée d'un signal de sortie positif dru second et d'un signal de sortie négatif du premier ampli ficateur de sommation ; qu'il est prévu deux amplificateurs diffé rentiels qui comparent respectivement la partie continue des signarsS de sortie des amplificateurs de sommation avec la valeur maximale positive ou négative du signal en dents de scie et délivre, en cas de dépassement de cette valeur maximale par la partie continue des signaux de..sortie, une impulsion de sortie dont la durée est limitée à la durée du laps de temps pendant lequel les valeurs maximales sont dépassées et que les sorties de l'interrupteur et des amplifi- eateurs différentiels sont reliés ensemble à un dispositif actionnant le volet de jet. 2.- Circuit régulateur de guidage suivant la revendication lS caractérisé par le fait - que l'interrupteur du montage électronique est. un transistor dont la base est reliée à la sortie du premier amplificateur de sommation et dont l'émetteur est relié à la sortie du second amplificateur de sommation0 3.- Circuit régulateur de guidage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la ligne de transmission se présente sous la forme d'une ligne trifilaire dont le premier conducteur fait office de conducteur de retour commun, relié à la masse de l'engin et la masse du poste de conduite du tir, ).es deux autres conducteurs servant à la transmission des signaux de dérive modifiés. 4. Circuit régulateur de guidage suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que les deux derniers conducteurs sont reliés chacun à un générateur de courant constant appartenant au poste de conduite de tir et régulé en fonction des signaux de dérive modifiés