Brevet FR2137306A1 — publié le 19721229

L'invention a pour objet un appareil de navigation aérienne. On connaSt des appareils de navigation aérienne sensibles à des facteurs aérodynamiques procurés par des capteurs portés par l'avion : tube de Pitot, sonde d'incidence, centrale anémométrique, etc.. Ces appareils fournissent des informations quelle que soit l'attitude de l'avion, mais avec une précision qui, dans de nombreux cas, n'est pas suffisante. On connaît également des appareils de navigation aérienne comprenant un dispositif d'émission et de réception radar pour la détermination par effet Doppler de la vitesse de l'avion par rapport au sol. Ces appareils sont d'une précision plus grande, mais deviennent inopératoires lorsqu'un des faisceaux radars ne rencontre plus le sol, ce qui se produit pour certaines attitudes- de l'avion, cette lacune étant d'autant plus regrettable que c'est précisément dans ces circonstances que les informations de navigation sont les plus souhaitablès. En outre, avec ces appareils, méme lorsque les faisceaux radars rencontrent à nouveau tous le sol, il peut se passer un temps notable avant qu'unie information de navigation soit à nouveau disponible. 11 appareil selon l'invention combine les avantages des appareils de navigation à facteurs d'entrée anémomXtriques et des appareils de navigation à radar, sans présenter les inconvénients attachés jusqu'ici à ltun et à l'autre de ces appareils. L'invention est caractérisée par ce fait que dans une channe de réception prévue pour être commandée par un facteur radar on entre un facteur anémométrique,de sorte qu'à tout instant une information de navigation est présente à la sortie de la channe, même en cas de disparition du facteur d'entrée radar. Selon une forme de réalisation, l'entrée anémométrique est introduite dans une boucle d'asservissement à l'origine de laquelle est introduite l'entrée radar, de sorte que celle-ci est utilisée comme référence, l'informationde navigation souhaitée étant fournie à la sortie de la boucle avec la précision propre à l'entrée radar. Lorsque l'entrée radar disparaît, l'information de navigation continue à être fournie à partir de l'entrée anémométrique. Dès que l'entrée radar reparaît, le recalage de la boucle est immédiat, l'information de sortie correspondant à l'entrée anémométrique étant très proche de celle qui correspond à l'entrée radar. La description qui suit, faite à titre d'exemple, se réfère au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est un schéma en vue perspective montrant notamment les faisceaux radars émis par avion - la figure 2 est le schéma d'une chaîne de réception radio-électrique - la figure 3 est un schéma analogue à celui de la figure 2, mais pour une autre forme de réalisation. L'avion schématisé par le point 0 (figure 1), auquel sont liés les axes tri-rectangulaires habituels Ox, Oy, Oz, a une vitesse propre représentée par le vecteur Vp faisant avec l'axe Ox l'angle i, ou angle d'incidence. Ce dernier a constamment des valeurs faibles de sorte que, sensiblement, la projection du vecteur Vp sur Ox a la valeur Vp, et que la projection dudit vecteur sur l'axe Oz a la valeur Vp.i, en assimilant sin i à l'angle i. L'avion émet de manière continue trois faisceaux schématisés en A, B et C qui rencontrent le sol S suivant des taches a, b, c. La projection v du vecteur Vp sur l'axe a' du faisceau A peut s'écrire A a . Vp + a .vrai a et ss étant des constantes géométriques dépendant de l'inclinaison de l'axe a' du faisceau A par rapport aux axes rectangulaires liés à l'avion. A chacun des faisceaux radar est affectée unichaSne de réception de l'appareil et sur la figure 2 on a représenté schémas tiquement une chaîne correspondant à l'un des faisceaux, par exemple le faisceau A. La chaîne comprend un discriminateur de fréquence 12, à l'entrée 13 duquel est appliquée une tension dont la fréquence est la fréquence Doppler fournie par le récepteur radar correspondant au faisceau A. La sortie 14 du discriminateur de fréquence parvient à un intégrateur 15, à résistance et capacité d'intégration 16 et 17 et amplificateur 18. La sortie 19 de l'intégrateur 15 est appliquée, par l'intermédiaire d'une résistance 20, à un oscillateur 21 dont la fréquence varie en fonction de la tension appliquée à son entrée 22. La sortie 23 se divise en une première voie 24, vers l'utilisation, et une seconde voie 25 aboutissant à la seconde entrée 26 du discriminateur de fréquence 12, formant ainsi avec l'intégrateur 15 et l'oscillateur 21 une boucle ferrée 2G. A l'entrée 22 de l'oscillateur 21 est en outre appliquée, par l'intermédiaire d'une résistance 27, à une seconde entrée 28 de la chaîne Il, une tension proportionnelle à VA, c'est-à-dire la projection du vecteur représentatif de la vitesse propre de l'avion sur l'axe a' du faisceau h, et qui tient copte ainsi de l'incidence i. La centrale anémométrique de l'avion, comprenant par exemple un tube de Pitot et une sonde d'incidence, fournit en permanence, quelle que soit l'attitude de l'avion, la valeur de la vitesse propre et la valeur de l'angle d'incidence, de sorte qu'un facteur anémométrique correspondant à VA est présent en permanence à l'entrée 22 de l'oscillateur 21 appliqué par la seconde entrée 28 de la chaîne. La fréquence présente à la sortie 24 et sur la voie 25 dépend donc de la valeur de la vitesse de l'avion mesurée anémométriquement suivant l'axe a'. Dans le cas où le faisceau radar A fournit une fréquence Doppler, celle-ci est appliquée à l'entrée 13 du discriminateur 12, sur l'autre entrée 26 duquel est appliquée la fréquence de sortie de l'oscillateur 21. Cette dernière est donc asservie à la fréquence radar appliquée à l'entrée 13 et déterminée avec une grande précision, de sorte que, par l'intervention de la boucle d'asservissenent 29, la sortie 24 fournit une information de vitesse suivant l'axe a' dont la précision est celle conférée par le radar. Si, pour une raison quelconque, l'information radar appliquée à l'entrée 13 disparaît, soit que le faisceau A ne rencontre plus le sol, soit par suite de la configuration de la surface que rencontre le faisceau, ou pour une autre cause, l'appareil fournit à sa sortie 24 une information sur la vitesse de l'avion suivant l'axe a', avec la précision de la détermination anémonétrique. Jès que le faisceau radar A redevient opératoire, la chaîne 11 fonctionne à nouveau en boucle fermée, le recalage étant i-édiat, la valeur présente à la sortie 23 au oment du recalage, fournie à partir du facteur anémométrique, tant toujours très proche de celle correspondant au facteur radar qui réapparaît. Finalement, l'appareil selon l'invention, comprenant autant de chaînes 11 tu'il y a ltfaisceaux radar, au nombre de trois dans la forme de réalisation décrite, fournit en permanence des facteurs caractéristiques de la vitesse de l'avion d'où peuvent être tirées des informations de navigation. L'information de vitesse propre est disponible en permanence, même si un ou tous les faisceaux radar deviennent inopératoires. On se réfère maintenant à la figure 3 relative à une variante. Dans cette variante, le facteur anémométrique est appliqué non pas à la sortie de l'intégrateur 15, mais à l'entrée 14. La tension appliquée à une entrée 31 du sommateur 32 est alors proportionnelle à la dérivée algébrique de la composante de la vitesse de l'avion suivant l'axe a', comme déterminée anémométriquement. Sur l'autre entrée 33 du sommateur 32 est appliquée la tension de la sortie 14 du discriminateur de fréquence 12. Le fonctionnement est analogue à celui de la forme de réalisation précédente. RENESDICATIONS 1. Appareil de navigation aérienne, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour asservir les informations de navigation tirées de facteurs anémométriques à des facteurs tirés d'une installation de radar. 2. Appareil selon la revendication 1 comprenant une installation à plusieurs faisceaux radar pour la détermination des fréquences Doppler de l'avion par rapport au sol suivant les axes des faisceaux, caractérisé en ce que la fréquence Doppler fournie à partir d'un faisceau est appliquée en tant que facteur de calage d'une boucle dlasservissement sur laquelle est introduit, d'autre part, un facteur anémométrique traduisant la vitesse de l'avion suivant l'axe du faisceau. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le facteur anémométrique introduit dans la boucle est tiré de la vitesse propre de l'avion et de l'incidence de celui-ci. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour déterminer la valeur de la projection sur un axe de faisceau radar de la vitesse propre de l'avion déterminée anémométriquement. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que pour dette détermination, on assimile le sinus de l'angle d'incidence à l'angle lui-même et la projection de la vitesse propre de l'avion sur son axe longitudinal à ladite vitesse propre. 6. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le facteur anémométrique introduit dans la boucle est une tension proportionnelle à la dérivée de la valeur de la composante de la vitesse propre anémométrique sur l'axe du faisceau radar.