Brevet FR2138088A1 — publié le 19721229

^ 2138088 Dans les navires de guerre, la nécessité se présente à'aligner des pièces d'équipement relativement l'une à l'autre. Par exemple, les affûts de pièces d'artillerie doivent être alignés avec un poste de télépointage, c'est-à-dire que leurs direc-5 tions doivent concorder avec un axe de référéece en tangage, roulis et lacet. Cet alignement doit être assuré lors de l'installation initiale, et. vérifié ensuite de temps en temps, par exemple à la fin de chaque révision ou radoub. La pratique courante consiste à utiliser des méthodes 10 optiques pour l'alignement de telle pièces d'équipement, et ces méthodefi^ptiques deviennent compliquées lorsque les pièces ne sont pas en vue directe l'une à l'autre. C'est pourquoi, généralement," plus d'une plateforme de référence est installée sur le navire. De temps en temps, l'alignement de chaque pièce d'équi-15 pement est vérifié par comparaison avec celle des plateformes de référence qui convient le mieux, mais l'alignement relatif des plateformes de référence entre elles est rarement contrôlé. Cependant, cet alignement relatif est modifié par suite des déformations subies par la coque du navire. Ceci peut conduire par exem-20 pie à des erreurs entre l'alignement d'un poste de télépointage sur la passerelle et l'affût d'une pièce arrière. Des problèmes analogues peuvent se poser avec d'autres structures portant des pièces d'équipement, qui doivent être alignées. 25 La présente invention est relative à un procédé et à un appareillage nouveaux, propres à rétablir l'alignement d'un équipement sur une structure. Le procédé conforme à l'invention utilise des instruments dont chacun comporte un axe sensible et fournit un signal 30 électrique qui, pour tme certaine plage d'attitudes, est une fonction de l'importance de l'angle entre cet axe et la direction du champ de la pesanteur terrestre, à chaque instant, ce procédé consistant à : a) installer un premier instrument sur la structure, soit 35 sur un premier montage, soit sur une pièce d'équipement, en prévoyant des moyens permettant la rotation de l'instrument par rapport à la structure, autour d'un aie qui est approximativement vertical, l'axe sensible étant perpendiculaire à cet axe de rotation. 40 b) installer de la même manière un second instrument sur 72 17815 2 713808:8 un .second montage ou pièce (l'équipement. c) d'amener-les deux instruments, par rotation autour de leur axe, à; des positions auxquelles chacun-a son axe sensible approximativement aligné avec une direction commune de la struc- 5 ture, et à mesurer la différence instantanée entre les signaux donnés par les deux instruments, ce qui permet d1obtenir un signal de sortie dont la grandeur et le sens varient conformément à la grandeur et au sens de l'angle formé entre les deux axes, en projection sur le 10 plan vertical qui contient la direction commune et, d) tourner chaque instrument autour de son axe, dans le même sens et sur le même angle, puis à mesurer la différence instantanée entre les signaux fournis par les deux instruments. L'invention sera exposée plus en détail en se référant 15 aux dessins annexés, qui montrent un exemple de réalisation de l'appareillage conforme à celle-ci. Dans ces dessins, la figure 1 est une vue en perspective schématique de cet appareillage, la figure 2 représente en perspective un théodolite, et 20 la figure 3 est un schéma des organes intérieurs d'un des instruments. L'appareillage représenté comporte quatre instruments 12, dont chacun est constitué par un niveau du type qui, comme le montre la figure 3, comprend une bulle 14 formée dans, un liquide 25 électrolyte 16 contenu dans une enceinte 18 légèrement cintrée, comportant deux électrodes d'extrémité 20, 22 et une électrode centrale 24. La réalisation constructive détaillée d'un tel niveau est décrite dans le Brevet anglais K° 993.715. Comme le montre la figure 1, les niveaux 12 sont utilisés 30 en combinaison avec un poste récepteur central 26 auquel ils peuvent être reliés par des conducteurs flexibles 28 de toute longueur convenable. Ce poste récepteur central contient un circuit dont les détails ne font pas partie de la présente invention, et qui com-35 prend des interrupteurs commandés par des boutons 30, et un instrument de mesure visible à travers une fenêtre 32. En manoeuvrant ces interrupteurs, l'instrument de mesure peut être connecté de façon à être actionné soit par un signal provenant d'un niveau choisi, soit par les signaux provenant de deux niveaux choisis de 40 façon à afficher la différence instantanée entre ces deux signaux. 72 17815 3 2138088 On comprendra qu'un type approprié de circuits propre à mesurer les différences instantanées entre les signaux provenant dé deux niveaux tels que celui montré dans la figure 3 consiste en un pont de Wheatstone dont les quatre "branches seront 5 constituées par les moitiés gauche et droite de deux niveaux. Deux des niveaux 12 sont montés sur un clinâmètre qui comporte un corps 34- avec une semelle inférieure plane 36 et une plateforme supérieure 38 qui peut tourner par rapport au corps 34 autour d'un axe horizontal puis être verrouillée, l'in-10 clinaison de la plateforme par rapport au corps étant indiquée sur une échelle graduée.De tels clinomètres sont "bien connus. Le niveau 12 est fixé sur la plateforme 38 avec l'axe sensible de ce niveau, c'est-à-dirè la direction de la longueur de l'enceinte 18, orienté dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation 15 de la plateforme 38 par rapport au corps 34. Les deux autres niveaux 12 sènt montés sur des théodolites. Ceux-ci sont schématiquement représentés dans la figure 1, et l'un d'eux est montré plus en détail dans la figure 2, à laquelle on se référera maintenant. 20 Comme on le sait, un théodolite comporte un corps su périeur 40 pouvant tourner par rapport à un corps inférieur 42, autour d'un axe sensiblement vertical. Le corps inférieur est supporté par l'intermédiaire de vis cal antes 44 sur une base 46, elle-même montée sur un trépied 48. 25 ïïn télescope 50 est monté dans le corps supérieur 40, sur un axe horizontal 52 autour duquel il peut tourner pour être incliné vers le haut ou vers le bas. Dans l'exemple choisi, le niveau 12 est fixé au corps supérieur du théodolite, à la place du niveau courant à bulle 30 visible. On décrira maintenant différents modes d'utilisation possibles d'un tel appareillage. BTKMPLE 1.- On veut déterminer la relation entre les plans définis 35 par les portées de roulement de deux pièces d'équipement qui peuvent tourner autour d'axes nominalement verticaux lorsque le navire est en attitude droite, par exemple une pièce d'artillerie et un poste de télépointage. La pièce et le poste sont pointés sur la même base, et l'un des clinomètres montrés dans la figure 40 1 est placé sur une surface horizontale de référence appartenant 72 17815 4 2138088 à l'affût tournant de la pièce, alors que l'autre clinomètre est placé sur une autre surface horizontale de référence appartenant au "bâti tournant du poste de télépointage. Les clinomètres sont ainsi placés sur ces surfaces horizontales que les directions des 5 axes sensibles des niveaux 12, vus en plan, sont parallèles l'une à l'autre ainsi qu'à la direction dans laquelle la pièce et le poste sont pointés. Le poste récepteur central 26 est ensuite commandé, pour mesurer la différence entre les signaux provenant des deux niveaux, et l'on enregistre la lecture donnée par l'ins-10 trument de mesure. La pièce et le poste de télécommande sont ensuite tournés sur des angles égaux, et l'on enregistre à nouveau la lecture donnée par l'instrument de mesure. Ces opérations sont répétées jusqu'à ce que la pièce et le poste de télépointage aient tourné de 360°. Cette opération est analogue à celle à laquelle 15 on procédait jusqu'ici en utilisant des niveaux à bulle visible. Il était d'usage de faire tourner la pièce et le poste de télécommande par fractions de l'ordre de 10°, et l'on peut faire de mêaft dans le cas actuel. Les lectures qui ont été enregistrées permettent de déterminer les corrections qui doivent être faites 20 pour pointer une pièce, conformément à/i'information fournie par le poste de télécommande. L'avantage de cette méthode, comparée aux méthodes antérieures, consiste en ce qu'un opérateur peut procéder à toutes les lectures et, du fait que ces lectures sont toutes le résultat 25 cle prises de différences entre les signaux provenant de deux niveaux, elles ne sont pas affectées par un mouvement d'ensemble du navire, en admettant bien entendu que ce mouvement ne soit pas assez vialent pour introduire des accélérations sensibles, ni assez ample pour amener les niveaux à travailler au-delà de la 30 plage à laquelle il existe une relation linéaire entre l'inclinaison et le signal. Il est possible que le navire puisse prendre un angle de gîte tel que les niveaux, s'ils sont placés directement sur les surfaces de référence en question, atteignent la limite de leur 35 plage de mesure. Du fait que ces niveaux sont montés sur des clinomètres, si une telle situation se crée, les deux clinomètres pourront être inclinés d'une même quantité, aucune influence ne s'exerçant ainsi sur les lectures des différences enregistrées au poste récepteur central» 40 Avec les méthodes antérieures utilisant des niveaux à 72 17815 2138088 bulle observés visuellement, il était nécessaire de fixer le navire dans une attitude particulière, par exemple par épontilla-ge dans un docfc. Au contraire, en adoptant le procédé conforme à l'invention, le navire peut rester à flot et peut même être en 5 mer, si celle-ci est raisonnablement calme, et il est même possible que son chargement se poursuive, l'assiette du navire se mo-• difiant. EXWPLE 2.- Les deux nivéaux montés sur les théodolites sont utili-10 sés pour déterminer l'alignement relatif entre une pièce d'équipement et un élément de référence, lorsque celui-ci n'est pas en vue directe de la pièce d'équipement» A cet effet, l'un des théodolites est installé à un emplacement convenable en vue de l'élément de référence et l'autre 15 théodolite est installé en position convenable en vue de la pièce d'équipement. Par application de la présente invention, les deux théodolites sont alors alignés l'un sur l'autre. Cette opération sera décrite plus loin. Une fois que cet alignement a été réalisé, on obtient optiquement l'information nécessaire, en ap-20 pliquant des procédés qui ne font pas partie de la présente invention, quant à l'alignement relatif entre le premier théodolite et l'élément de référence d'une part, et entre le second théodolite et la pièce d'équipement d'autre part. Habituellement, l'élément de référence et la pièce d'é-25 quipement portent déjà les indications d'une direction de référence, et ces deux indications sont sensiblement parallèles. Par observation optique, les deux théodolites sont tournés autour de leurs axes verticaux de façon à être pointés dans ces directions de référence. Le niveau du théodolite qui est voi-30 sin de l'élément de référence est considéré comme le maître- niveau. Les vis calantes de l'autre théodolite sont ensuite réglées jusqu'à, ce que la différence entre les signaux provenant des deux niveaux, telle qu'affichée par le poste récepteur central, soit égale à zéro. Ensuite, le corps supérieur de chaque thé-35 odolite est tourné de 90° autour de son axe respectif, pratiquement vertical, et les vis calantes du théofiolite voisin de l'équipement sont à nouveau réglées jusqu'à ce que la différence entre les signaux soit égale à zéro. Ces opérations peuvent être répétées, pour obtenir une précision suffisante. 40 0n donne alors au navire une bande volontaire, par 72 17815 2138088 exemple en déplaçant le ballast vers un bord, jusqu'à ce que l'angle de bande soit de l'ordre de 3°. Les connexions au poste récepteur central sont ensuite modifiées de façon à afficher le signal provenant seulement du niveau voisin de l'élément de réfé-5 rence, Le corps supérieur du théodolite partant ce niveau est tourné autour de son axe pratiquement vertical jusqu'à ce que le signal fourni par le niveau soit sensiblement égal à zéro. La position de ce théodolite est ensuite verrouillée. Les connexions sont ensuite modifiées pour afficher la différence entre les si-10 gnaux provenant des deux niveauac, puis le corps supérieur de l'autre théodolite est tourné autour de son axe pratiquement vertical jusqu'à ce que la différence soit exactement égale à zéro. Dans ces conditions, les télescopes des deux théodolites sont parallèles l'un à l'autre, vus en plan. Le second théodolite est égàle-15 ment verrouillé, puis on procède à une opération courante avec les théodolites, pour libérer une échelle graduée mesurant la rotation autour d'un axe vertical, et l'amener à une position à laquelle on lit le zéro sur les deux théodolites. Ceci ayant été fait, le navire peut être ramené en atti-20 tude, normale et les théodolites peuvent être réglés pour être parallèles l'un à l'autre en plan, dans toute direction désirée, simplement en s'assurant que les deux échelles graduées donnent la même lecture. La méthode suivie dans ce second exemple comporte essen-25 tiellement encore les opérations additionnelles suivantes : e) régler au moins un affût ou pièce d'équipement pour amener les axes de rotation en parallélisme exact. f) incliner la structure autour d'un axe horizontal pour lui donner une attitude telle que les axes de rotation sont sen- 30 siblement écartés de la verticale. g) mesurer la différence instantanée entre les signaux des deux instruments, alors que la structure se trouve à cette attitude inclinée, et h) faire tourner l'un des instruments autour de son axe 35 de rotation jusqu'à ce que la différence soit égale à zéro. Daïis chacun de ces exemples, l'appareillage utilisé comprend deux instruments dont chacun comporte un axe sensible et fournit un signal électrique qui, pour une certaine plage d'attitudes, est fonction de l'importance de l'angle entre cet axe et 40 la direction du champ de la pesanteur terrestre à chaque instant, 72 17815 7 2138088 des moyens pour faire tourner chaque instrument autour d'un axe approximativement vertical, un poste récepteur central, et des moyens pour transmettre des signaux depuis les instruments jusqu'à ce poste récepteur central, celui-ci comportant des moyens 5 propres à mesurer la différence instantanée entre les signaux, et Dans l'Exemple 1, les moyens propres à faire tourner chaque instrument appartiennent au bâti ou affût de l'équipement, et sont par conséquent solidaires du navire, alors que dans 10 l'Exemple 2, les moyens destinés à faire tourner chaque instrument appartiennent au théodolite, et sont par conséquent mobiles ou portatifs. 72 17815 8 2138088 REVENDICATIONS 1.- Procédé pour obtenir une information propre à être utilisée en vue d'établir l'alignement d'équipements sur une structure, en utilisant des instruments dont chacun comporte un axe sensi-5 ble et fournit un signal électrique qui, pour une certaine plage d'attitudes, est une fonction de l'importance de l'angle entre cet axe et la direction du champ de la pesanteur terrestre à chaque instant, ce procédé éteint caractérisé par le fait qu'il consiste à : • ' ■ 10 a) installer un premier instrument sur la structure, soit sur un premier montage, soit sur une pièce d'équipement, en prévoyant des moyens permettant la rotation de l'instrument par rapport à la structure, autour d'un axe qui est approximativement vertical, l'axe sensible étant perpendiculaire à cet axe de ro- 15 tation. b) installer de la même manière un second instrument sur un second montage ou pièce d'équipement. c) amener les deux instruments, par rotation autour de leur axe, à des positions auxquelles chacun a son axe sensible 20 approximativement aligné avec une direction commune de la structure, et à mesurer la différence instantanée entre les signaux donnés par les deux instruments, ce qui permet d'obtenir un signal de sortie dont la grandeur et le sens varient conformément à la grandeur et au 25 sens de l'angle formé entre les deux axes, en projection sur le plan vertical qui contient la direction commune et d) tourner chaque instrument autour de son axe, dans le même sens et sur le même angle, puis à mesurer la différence instantanée entre les signaux fournis par les deux instruments. 30 2.- Procédé suivant la Revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte les opérations additionnelles suivantes : e) régler au moins un affût ou pièce d'équipement pour amener les axes de rotation en parallélisme exact. f) incliner la structure autour d'un axe horizontal 35 pour lui donner une attitude telle que les axes de rotation sont sensiblement écartés de la verticale. g) mesurer la différence instantanée entre les signamx des deux instruments, alors que la structure se trouve à cette attitude inclinée, et 72 17815 2138088 h) faire tourner l'un des instruments autour de son axe de rotation jusqu'à ce que la différence soit égale à zéro» 3.- Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la Revendication 1, comprenant deux instruments dont chacun com-5 porte un axe sensible et fournit un signal électrique qui, pour une certaine plage d'attitudes, est fonction de l'importance de l'angle entre cet axe et la direction du champ de la pesanteur terrestre à chaque instant, des moyens pour faire tourner chaque instrument autour d'un axe approximativement vertical, un poste 10 récepteur central, et des moyens pour transmettre des signaux depuis les instruments jusqu'à ce poste récepteur central, celui-ci comportant des moyens propres à mesurer la différence instantanée entre les signaux, et des moyens pour afficher ou enregistrer cette différence. 15 4.- Appareillage suivant la Revendication 3, caractérisé par le fait que chaque instrument est constitué par un niveau qui comporte une bulle formée dans un liquide électrolyte contenu dans une enceinte légèrement cintrée, comportant deux électrodes d'extrémité et une électrode centrale. 20 5.- Appareillage suivant la Revendication 3, caractérisé par le fait qu'au moins l'un des instruments est monté sur un théodolite et fixé au corps supérieur de ce théodolite qui est tournant par rapport au corps inférieur de celui-ci, autour d'un axe sensiblement vertical, l'axe sensible de l'instrument étant perpendi-25 culaire à l'axe autour duquel le télescope du: théodolite peut pivoter par rapport au corps supérieur de celui-ci»