Brevet FR2140252A1 — publié le 19730119

Cet appareil a pour but de résoudre sans abstractions de calcul les problêmes qui se posent d'une façon permanente à l'usager de la navigation estimée. Antérieurement, des appareils appelés plateaux calculateurs ont conduit à trouver les données du problème en utilisant des abaques mathématiques coulissantes, et d'une façon générale les techniques de la règle à calcul, mais sans apporter de visualisation du problème, de sa réalisation graphique. Et laissant à l'utilisateur les risques d'une erreur de calcul, notamment de signe, sans réaliser graphiquement les corrections en jeu dans le Problème. L'invention en cause permet, devant la lecture de compas ( boussole ) à bord d'un avion ou d'un navire, de connaître la route géographique effectivement suivie ( route vraie ou route sol ou route fond ). A l'inverse elle permet de connattre la lecture à faire sur le compas en face de la ligne de foi pour aller d'un point géographique à un autre ( faire valoir une route ) L'appareil se compose de deux roses de compas concentriques, toutes deux de centre 0, l'une plus petite tournant dans l'autre ( fig. 1 ). La rose extérieure est graduée en éléments vrais, c'est à dire géographiques( caps vrais, relèvements vrais, routes vraies etc... ).Elle est en quelque sorte adaptée à la carte de navigation conforme ( respectant les angles ) utilisée. Le Nord vrai est marqué par un triangle noir, pointe vers l'extérieur, marquée Nv. La rose intérieure concentrique, tournante, marque les indications compas lues ou à lire sur l'instrument du bord ( caps, relèvements, azimuts etc... compas ). Le Nord compas ( 0 ou 3600 ) est désigné par un losange gris bordé d'un trait noir dans la ligure 1 : on lit Nc. En fabrication, les éléments de ce cercle intérieur sont rouges. Toute lecture rouge indiquera une information compas, toute lecture noire, une information vraie. Tout vecteur partant du centre commun 0 fournira donc les deux indications, et leur différence qui est la Variation ( W ). Il faut donc afficher cette donnée avant l'emploi ( Dans le cas de la figure 1, elle est de 25 & ( ou - 25 ), décalage entre le Nv et le Nc affichés. L'appareil est construit en une matière dont la transparence permettra de lire une carte sur laquelle on le posera, la ligne Nord Sud vrai parallè le au méridien, le centre 0 sur le point du problème à traiter. Pour des raisons de lisibilité, le modèle reproduit par les figures 1, 2 et 4 augmente la proportion des couronnes portant les graduations par rapport à l'ensemble. En utilisation, le rapport des couronnes graduées et du plateau est indiqué en gros par les figures 3 et 5. On y a figuré, pour exemple, un problème de navigation traité sur les données des fîgures i et 2. Affichage de la variation ( calage initial des deux roses) Pour ne pas tomber dans la redoutable erreur de signe ou de combinaison de signes ( qui inverse une correction, rend aberrantes les indications fournies et conduit souvent à la catastrophe ), le décalage des deux roses est réalisé quasi automatiquement par le troisième élément de l'appareil, dit rapporteur de corrections ( fig. 2 ). En matière transparente et permettant également de recevoir des notations au crayon gras effaçable, il se compose d'un demi cercle de mye diamètre que le cercle intérieur de l'appareil, et dont le centre O' s'appliquera sur le centre O de ce dernier ( tel qu'en la figure 4 ) Il est divisé en 3 secteurs: celui de l'accolade 1 est destiné aux déclinaisons magnétiques, NW ou - à gauche du rayon Nord vrai marqué par un triangle noir pointe extérieure, NE ou + à droite de ce même rayon Nord vrai ( O' Nv ).Le secteur de l'accolade 2 est celui des déviations du compas,d; mtme règle du + et du - autour cette fois du rayon indiquant le Nord magnétique Nm, terminé par un triangle noir pointe intérieure ( rayon O' Nm ) Enfin un troisième secteur est réservé à la navigation maritime et traite la dérive navire, effet de déviation du au vent. Un symbole de coque indique l'axe et la spécialisation du secteur: dérive Td ou +, dérive Bd ou -. Esiploi: la déclinaison D est fournie pour l'année par les cartes. La porter au crayon gras par un point P ( figure 2, ) avec son signe sur la divi- sion du rapporteur dans le secteur indiqué D ( ici 20 NW ou - 20 pour le point P ). Appliquer le rapporteur de corrections sur le plateau calculateur, Nv aligné sur Nv ( fig. 4 ), placer au crayon gras sur le plateau la direction du Nord magnétique, en face du point P. Faire venir le losange du plateau intérieur ( rouge ) en face de cette lecture. Ainsi calé, le plateau fournit les éléments magnétiques ( s'il n'y a pas de déviation ils sont aussi les éléments compas S'il y a déviation à corriger ( valeur et signe fournis par un graphique du bord en fonction du cap magnétique ) porter la valeur de cette déviation dans le secteur ( accolade 2 ) du rapporteur de corrections a vec son signe soit - 50 dans l'exemple ehoisi ( figure 2, accolade 2, Point P' ), comme on l'a fait avec la déclinaison dans le secteur 1, poser le rapporteur, le nord magnétique du secteur 2 aligné sur le nord magnétique qu'on vient de marquer ( Nm, fig. 4 ) et procéder de la meme façon, marquer la direction du Nord compas en face de P'. Enlever le rapporteur et faire tourner le plateau intérieur en faisant passer le losange du Nord magnétique où il était resté, à la nouvelle indication qui est le Nord compas ( NC, fig. i ) Maintenant l'appareil est réglé: le décalage des deux cadrans est réalisé par la somme algébrique de la déclinaison et de la déviation, c'est à dire sur la variation pour un cap magnétique, c'est à dire pour une déviation donnée. Le cadran intérieur traduit tous les éléments compas, le cadran extérieur les éléments vrais, la comparaison est imnédiate, le passage des uns aux autres également. Ces lectures et reports peuvent titre facilités par une réglette tournante ayant O' pour centre et mbse rayon que le rapporteur, réglette non dessinée sur la figure. Le navire du fait de ses superstructures est soumis à une action du vent qu'on appelle dérive ( ne pas confondre avec celle de l'avion qui est l'éqaivalent du courant marin, courant transportant le mobile comme un tapis roulant ). On utilise le troisième secteur du rapporteur : dérive tribord ( vent ve nant de babord ) dérive babord ( vent venant de tribord ). Ayant apprécié, voir mesuré au taximètre, cet angle et son signe, porter sa valeur dans le secteur autour de l'axe du navire d'un bord ou de l'autre ( point P" dérive + 7 dans l'exemple de la figure 2 ) Placer ce point sur le vecteur Route vraie ( route fond ) et la direction du symbole navire indique le cap vrai à suivre sur le cercle extérieur et le cap à lire au compas sur l'intérieur. A l'inverse, à partir d'une lecture compas, on lira la route fond suivie avec la dérive affichée. Le calage des deux situations directionnelles, celle, flottante, du c om- pas, et celle, fixe, de la géographie, étant réalisé ( pour une déviation donnée, donc un cap donné ), il reste à achever le problème par le tracé du triangle des vitesses. C'est à quoi sert le plateau circulaire central. Entre ce triangle tracé pour une durée donnée et le triangle total au m & e cap, la relation est celle des triangles semblables. Il suffit donc, avec ltorientation voulue, de placer les vecteurs représentatifs d'une vitesse ( noeuds ou milles parcourus dans l'heure ) ou une fraction seulement ( chemin parcouru en dix minutes, etc... ). L'essentiel est de choisir une m & e durée pour tous les vecteurs. Le diamètre du rapporteur de corrections ( fig. 2 et 4 ) porte des divisions qui peuvent être subdivisées, représentant au gré de l'utilisateur, les unités choisies comme on l'a vu ( noeuds, kms heure, milles par cinq ou dix minutes etc..*. ) l'essentiel étant l'homogénéité dans l'emploi. Si on travaille sur une Mercator, il conviendra de tenir compte de la variation des latitudes croissantes pour une large étendue d'opérations. Commencer par porter la direction du vecteur route vraie ( route sol, route fond ) impératif du voyage, en joignant point de départ et d'arrivée, le centre 0 se plaçant sur le premier. Soit par exemple, 45 ( vrai ) vecteur O Rv ( fig. 1 et 5 ). Porter le vecteur vent OV ( fig. 1, ainsi que fig. 3 et 5 ) : par exemple au 157 vrai ( rose extérieure ) et de valeur 2 unités ( 10 noeuds si chaque unité est définie comme mesurant 5 noeuds ) Par son extrémité V ( en y portant le centre O' du rapporteur ) et ayant marqué sur la réglette graduée la vitesse propre, par exemple 5 unités ( 25 noeuds dans le système choisi pour le vent ) faire pivoter autour de 0, comme avec un compas, jus- qu'à ce que la mesure portée au crayon gras vienne couper la route vraie x O Uv. Soit un point Â ( point d'arrivée au bout du temps choisi, l'heure si les vecteurs utilisés sont des vitesses horaires par exemple ). OA est la vitesse vraie dans le système, vitesse obtenue sur la ligne du déplacement voulu. L'orientation du vecteur VA est parallèle au cap à suivre pour rester sur la direction 0 Rv. Pour lire ce cap sur l'appareil, servons nous du rapporteur qui comporte des lignes fines, parallèles à son diamètre gradué: faisons passer ce diamètre sur 0, rendons parallèles à vue ce réseau de li gnes à la direction VÂ Rv et traçons O Cc : nous lisons sur la rose intérieure aux graduations rouges, le cap au compa s à suivre : il ne reste plus qutà faire afficher la lecture par le compas de route ( travail du timonier ou du pilote ), à suivre ce cap compas pour arriver au but. Sur la rose extérieure, graduations noires, en Cv nous trouvons notre cap vrai. Réciproquement, si nous lisons cette indication sur notre compas, ctest que nous parcourons la route vraie matérialisée par le vecteur OA, lecture faite sur la couronne extérieure. Sur la figure 3, rétablissant les proportions des éléments de l'appareil, le même problème a été reporté, et pour montrer l'usage de l'invention sur une carte de navigation conforme, on a plaqué ce graphique en l'extrapolant en dehors du plateau. Le triangle OVA au centre du plateau est suffisant pour trouver les éléments du problème global ( triangles semblables ). On voit qu'il suffit de calquer cette figure pour conserver les archives du voyage, reconstituer toutes ses phases, ou les préparer avant départ afin de n'ravoir plus qu'à placer le calque sur le réseau des méridiens et parallèles. En utilisant des crayons gras de couleurs différentes, on peut reporter ou préparer toutes les phases d'un voyage sur un seuil transparent, véritable journal de navigation graphique. De la menue manière, l'appareil permet, si un point observé certain vient infirmer les prévisions de l'estime, de faire une analyse du problème et de rechercher l'élément à suspecter, en valeur et orientation, dans la prévision primitive. REVENDICATIONS Appareil permettant de pratiquer la navigation estimée, en cherchant le cap au compas à afficher pour suivre une route vraie choisie ( faire valoir une route ) ou à partir d'un cap au compas lu, connattre la route vraie suivie. Dispositif suivant la revendication 1. Il permet de caler deux roses de compas concentriques et movibles, l'une fournissant les indications géographiques ( éléments vrais ) et l'autre les indications compas ( lues ), de telle façon que tout vecteur tracé à partir du centre fournisse immédiatement les données compas et les données réelles ( lecture reversible ). L'appareil permet d'effectuer ce calage des deux roses, la rose flottante du compas, et la rose vraie de la réalité géographique, sans avoir à effectuer les calculs algébriques générateurs d'erreurs souvent fatales ( élimination de la défaillance intelleetuelle ). Dispositif suivant la revendication 2. Les deux roses de compas sont associées à un demi cercle rapporteur qui leur est concentriquement superposable et permet par simple pointage de transférer les corrections dont il a été muni, et d'opérer le réglage nécessaire entre les deux roses ( introductions successives de la déclinaison magnétique terrestre, de la déviation du compas et, pour les navires, de la dérive ( à ne pas confondre avec la dérive avion, transport traité vectoriellement ). L'appareil présentant une comparaison angulaire des deux mondes de la Navigation, le monde flottant du compas et le monde rigide de la géographie permet une construction presque instantanée du triangle des vitesses: route vraie, vent ou courant, vitesse propre et caps. Dispositif suivant la revendication 3. Caractérisé par le fait qutil comporte au centre un plateau circulaire angulairement associé aux deux roses, plateau sur lequel on porte les vecteurs composant le problème avec leurs orientations réelles ( géographie ) et flottantes ( compas L'appareil constitue une véritable carte animée en fonction des éléments en cause dans le parcours maritime ou aérien considéré. Dispositif suivant la revendication 4. L'appareil est construit en matière transparente qui permet en l'ampli quant orienté sur toute carte conforme ( respectant les angles dans le tra nsfert du sphérique terrestre au plan carte ) d'avoir sous les yeux simultanèment le développement cinématique du voyage et le graticule géographique. Il permet de se servir d'un calque pour tenir un véritable journal graphique du voyage reproduisant les données qu'il a affichées, ou à I'inverse, la détermination des étapes futures, le transparent reproduisant les figures composées par l'appareil et pouvant se plaquer sur la carte aux point et orientation convenables. L'invention permet la construction de ce complexe vectoriel par simple tracé sur un système préréglé en fonction des données de la navigation. Dispositif suivant la revendication 5. Le diamètre du demi cercle rapporteur de correction est gradué en unités ( représentant les unités utilisées en pratique ) et permet de porter les vecteurs du problème: vecteur vent ou courant, vitesse propre, vitesse sol on fond etc... Ce ra!tportenr est en outre muni de lignes parallèles à ce diamètre permettant à vue, de tracer des parallèles à tout vecteur intéressé, notaient le vecteur vitesse propre, à reporter au centre du plateau pour lire au compas le cap à adopter.