Brevet FR2123200A1 — publié le 19720908

la présente invention concerne les instruments du type "computeurs" permettant de calculer les différents paramètres (dérive, vitesse-sol, temps de trajet) définissant le vol d'un aéronef. Les dispositifs actuellement sur le marché permettent le calcul de ces éléments par, construction, graphique ou mécanique, du triangle des vitesses. Leur utilisation nécessite de nombreuses manipulations ce qui rend leur emploi très incommode (notamment en vol). L'appareil proposé est conçu pour être utilisé d'une seule main et nécessite seulement deux manipulations pour déterminer la dérive d'une part, la vitesse-sol et le temps de trajet d'autre part ; le tout pouvant s'effectuer en moins de quinze secondes. On désigne par ?p la vitesse propre de l'aéronef dans la masse d'air. Le support du vecteur ?p est appelé le cap vrai. Vs est la vitesse de l'aéronef mesurée par rapport au sol. Le support du vecteur Vs est appelé la route vraie Rv.Vv est la vitesse du vent que subit l'appareil au cours de son déplacement. On représente par OC l'angle aigu formé par le vecteur vent Vv et le vecteur vitesse-sol . Cet angle, compris entre 0 et 900, peut être avant droit ou gauche1 arrière droit ou gauche, selon le sens du vent donné par un observateur placé à l'origine du vecteur Vs et regardant l'extrémité de ce vecteur (P1. I/4 fig 1 et 2). o, est appelé l'angle au vent.La dérive x est l'angle aigu formé par le vecteur Vp et le vecteur Vs ; il peut être orienté vers la droite si le vent vient de la gauche ou vers la gauche dans le cas contraire. L'étude trigonométrique du triangle des vitesses ainsi défini nous permet d'écrire les relations suivantes Vv = sin x Vp = sin 0 valable pour &alpha; avant ou arrière Vs = sin (&alpha;-x) Vp sin&alpha; (2)valable pouro Vp sin cX Ces relations font intervenir le paramètre 0(, calculé au préalable sur la carte de navigation, et la dérive x servant de variable intermédiaire. Le disque-fixe A, de centre 0, comporte l'échelle lo garithmique des vitesses-propres Vp. Cette échelle est orientée dans le sens trigonométrique direct et son module m est tel que deux valeurs multiples de dix sont représentées par la m8me graduation (Pl. I/4 fig 3).Le disque mobile B, centré sur 0, porte sur son diamètre extérieur l'échelle logarithmique des vitessessol Vs. Cette échelle est orientée dans le sens indirect, son module est le même que celui de l'échelle des Vp. Les vitesses-sol Vs sont lues en regard d'un index tracé sur le plateau A. La rcglet- te transparente C, mobile autour de 0, est montée sur l'ensemble. Elle comporte, dans la partie supérieure, l'échelle linéaire de report des dérives x tracée sur un rayon et orientée vers le centre O ainsi qu'un index permettant d'afficher les vitesses-propres Vp. Un réseau de courbes, graduées en valeurs de &alpha; , est tracé sur le plateau mobile B en combinaison avec l'échelle des dérives pour une valeur particulière Vpo de la vitesse-propre (Pl. II/4 fig 4). Cette disposition permet de calculer les vitesses-sol Vs solution de l'équation particulière Vs ~ sin (CX + w) + selon que le vent est de secteur avant ou Vpo sin o( srri ère. Si, pour un couple de valeurs (xO,ot), la vitesse-sol lue en regard de l'index est Vso on aura évidemment Vso = sin (&alpha;o#xo) Vpo sin o En affichant, par rotation de l'ensemble réglette-plateau mobile, (Pl II/4 fig5) une nouvelle vitesse-propre Vpl, on lira en regard de l'index du plateau fixe A une vitesse Vs1 correspondant au couple de valeurs (=A,&alpha;o). m étant le module des échelles Vp et Vs on peut écrire La réglette C et le plateau B étant liés dans la rotation (Vp0, Vp1) les quantités (g-Q0) et (#'1-#'0) sont égales en valeur absolue.De plus elles sont de même signe car les échelles Vp et Vu sont de sens eoatraires. On en déduit donc et ceci quels que soient a et &alpha;o . Vsi est donc solution des équa- tions générales (2) et (3). Le réseau des courbes 0( défini précédemment, permet donc de calculer la vitesse-sol Vs d'un aéronef évoluant à la vitesse Vp si l'on connait l'angle au vent O(et la dérive x. Une échelle auxiliaire complète le réseau des courbes OC pour le calcul des vitesses-sol dans le cas des petits angles au vent (P1. II/ 4 fig 4). La détermination de Vs permet le calcul du temps de trajet à l'aide de la relation suivante distance à parcourir en km - Vs en km/h temps de parcours en mn 60 L'échelle des distances est celle des vitesses-sol Vs. L'échelle des temps est tracée sur le plateau fixe A en correspondance avec celle des distances et de telle façon que la graduation 60 coïncide avec l'index de lecture des Vs (Pl. 11/4 fig 5). La détermination de la dérive x à l'aide du calculateur se déduit de ce qui précède après transformation du triangle des vitesses (P1. III/4 fig 6 et 7). Les éléments de ce nouveau triangle sont tels que (opposés par le sommet) D'après la relation (I) on peut donc écrire Vv' = sin x' ~ sin (&alpha; -x) vp sin &alpha; sin 0( Si l'échelle des vitesses de vent Vv est identiquement celle des vitesses-sol Vs, la dérive x' lue sur l'échelle supérieure de la réglette C, pour une valeur de Vv, sera telle que dérive lue x' = 0( - dérive réelle x ce qui peut s'écrire dérive réelle x = 0( - dérive lue x' L'échelle des dérives s'étendant de 0 à 300, (sur le modèle présenté), le calcul de x, à l'aide de la relation précédente, ne sera toujourspossible que pour &alpha; = 300 Nous aurons dans ce cas dérive réelle x = 300 - dérive lue x' avec 0 # x et x' ( 300 Pour faciliter l'utilisation du c culateur l'échelle de lecture des dérives est décalée d'un angle voisin de I800 par rapport à l'échelle supérieure. L'échelle des vitesses de vent Vv est tracée sur le diamètre intérieur du plateau mobile B en correspondance avec la graduation 0 Vp sin 300 Si Vvi est la vitesse de vent donnant la même dérive x0 pour un angle au vent O Vp sin CX Cela entraine : Cette dernière relation définit l'échelle logarithmique des angles au vent O(tracée sur le plateau fixe A en correspondance avec l'échelle des vitesses de vent Vv (Pl. IV/4 fig 9), l'ensemble permettant de calculer, à l'aide de la courbe 300 AV, la dérive x en fonction des paramètres Vp, Vv et &alpha;. Bien entendu la détermination de cette dérive doit être effectuée, d'après ce que nous avons vu, avant celle de la vitesse-sol. Le calculateur, objet de l'invention, peut être utilisé pour la résolution des principaux problèmes de navigation sur les appareils de tourisme et d'affaires aussi bien au sol, pour la détermination des estimées, qu'en vol pour le calcul des éléments de déroutement. Revendications I. Dispositif permettant de calculer la dérive x et la vitesse-sol Vs d'un aéronef évoluant à la vitesse propre Vp et subissant un vent de vitesse Vv sous un angle 0 concentriquesmo- biles l'une par rapport à l'autre : le plateau extérieur, le plateau intérieur et la réglette. 2. Dispositifselon la revendication I caractérisé par le fait que le plateau intérieur comporte un réseau de courbes polaires graduées en valeurs de 0 3. Dispositif selon la revendication I caractérisé par le fait que la réglette comporte 2 échelles de dérives de même amplitude mais de sens opposés, l'une servant à la lecture, l'autre servant au report des dérives lues. 4. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la détermination de la dérive x s'effectue à l'aide d'une courbe particulière du réseau des courbes o 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que la courbe permettant le calcul des dérives x est celle qui admet pour asymptote le cercle passant par les extrémités intérieures des échelles de la réglette. 6. Dispositif selon la revendcation I caractérisé par le fait que la lecture de la dérive x s'effectue à l'aide d'une seule manipulation du plateau intérieur lorsque la vitesse propre Vp est affichée. 7. Dispositif selon la revendication I caractérisé par le fait que la détermination de la vitesse-sol Vs s'effectue à l'aide d'une seule manipulation du plateau intérieur lorsque la vitesse propre Vp est affichée et lorsque la dérive x est calculée.