Brevet FR2260083A1 — publié le 19750829

a présente invention concerne un perfectionnement aux gyrocompas-permettant la recherche accélérée par ces appareils du Nord géographique. On sait qu'un gyrocompas tend à s'orienter spontanément dans le plan du méridien par l'effet de la rotation de la Terre. Dans un équipage gyroscopique mobile en azimut autour d'un axe externe vertical et en site autour d'un axe externe horizontal, si l'effet de la composante verticale du vecteur rotation terrestre est compensé, la projection de la composante horizontale de ce vecteur sur l'axe horizontal de site fait précessionner le gyroscope, autour de l'axe vertical d'orientation en azimut, jusqu'à annuler cette projection. A cette fin, dans les réalisations classiques, l'équi- page gyroscopique est suspendu pendulairement par rapport à l'axe extérieur de site, et le couple d'axe horizontal exercé sur la suspension interne du gyroscope est transmis au moteur-couple interne agissant sur la toupie dans le sens de la precession en azimut, ce qui provoque une détection de ce couple de précession, le signal détecté étant transmis au servo-motéur d'orientation en azimut. A condition qu'un facteur d'amortissement soit introduit par un ou plusieurs réseaux convenables dans les circuits du montage, l'orientation désirée de l'axe de la toupie est ainsi obtenue par un mouvement oscillatoire très lent. De plus, l'approche par oscillation de la position finale rend pratiquement inutilisables les positions intermédiaires d'orientation de l'équipage gyroscopique. Il ne peut guère en être autrement car l'équation du mouvement est, dans ce cas, une équation différentielle du second ordre et le mouvement ne peut être suffisamment amorti pour éviter cette oscillation. ta présente invention remédie à cet inconvénient. Elle permet une approche rapide et sans oscillation, c'est-à-dire avec un très fort amortissement du plan du méridien par l'axe d'un gyroscope. Selon l'invention, dans l'équipage gyroscopique, le signal du détecteur interne de variation de site est, après amplification convenable, appliqué, d1une part, au moteur-couple de site pour maintenir dans son enveloppe l'axe de toupie horizontal et, d'autre part, au moteur-couple interne d'azimut, tandis que le signal du détecteur d'azimut est appliqué au moteur extérieur d'azimut. Dans une telle réalisation, d'un côté, le signal du détecteur de site est ainsi utilisé par le bouclage sur le moteur de site, comme dans un gyromètre, tandis que, d'un autre côté, ce même signal, par son action sur le moteur-couple d'azimut et la liaison entre le détecteur d'azimut et le moteur extérieur d'azimut, fait fonctionner l'équipage en gyroscope libre, jusqu'à ce que la composante qui entraine ce gyroscope libre s'annule dans le plan du méridien. De la sorte, ce plan peut être atteint ou au moins ap proché sans oscillation de l'équipage gyroscopique. Le dessin annexé permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en oeuvre. La figure 1 est une représentation schématique en perspective de l'ensemble d'un gyroscope. La figure 2 est une représentation schématique de l'équipage gyroscopique de celui-ci agencé conformément à l'ìn- vention. La figure 3 est un schéma de détecteur ou de moteurcouple internes coopérant avec la jante d'une toupie. Sur le schéma de la figure 1, un ensemble gyroscopique A, dont l'enveloppe 1 contient intérieurement une toupie 2, est monté dans un cadre 3 qui peut osciller autour de l'axe horizontal xx'. Cet axe est constitué par les tourillons d'une fourche 4 tournant, grâce à des paliers schématisés en 5, autour de l'axe zz'. Le cadre 3 peut être orienté en site au moyen d'un moteur 6 et d'une transmission à engrenages convenables 7. De son côté, la fourche 4 peut être orientée en azimut par le moteur 8 associé au train d'engrenages 9. Si l'on suppose le cadre 3 immobilisé dans le plan horizontal (par exemple par l'intermédiaire du moteur 6 convenablement freiné), le vecteur OoE représentant localement la rotation terrestre et qui est situé dans le plan du meridien, se décompose en une composante verticale uV (proportionnelle au sinus de la latitude X du lieu) et une composante a > H dont la composante Os sur l'axe des sites xx' est uH six, en appelant Cette composante Os, qui impose un couple à la toupie, tend à faire précessionner l'équipage gyroscopique en azimut. Dans le montage selon l'invention (où, pour la clarté, la toupie 2 est représentée comme un simple tore et l'enveloppe 1 réduite à un simple anneau), le basculement de la toupie autour de l'axe xx' est révélé par un détecteur interne de site US et la variation d'azimut par le détecteur DA. On peut faire précessionner la toupie en site en agissant sur le moteur-couple MCS et en azimut en agissant sur le moteur-couple MCA. Moteurs-couples et détecteurs sont solidaires de l'en enveloppe 1 et leur principe de fonctionnement est rappelé par la figure 3. Chaque moteur-couple ou détecteur MC,MD comprend un noyau en E porteur de trois enroulements(l1, 12, l3-) qui coopèrent électromagnétiquement avec la jante-ferromagnétique de la toupie 2. Les sections des noyaux, la position de la jante et le sens des enroulements (connectes en série et alimentés en courant alternatif) sont tels que le signal de sortie du détecteur est nul lorsque la jante est symétrique par rapport au noyau, tandis que le moteur exerce une- action dans un sens on l'autre suivant le sens du courant qu'il reçoit. De maniere en soi connue, au moteur-couple d'azimut MCA est appliquée, par un potentiomètre 16 réglable suivant la lati tude et un amplificateur 14, une correction proportionnelle à la lat-itude du lieu où opère le gyrocompas. Selon l'invention, le signal fourni par le détecteur de site DS (sensible à la composante OS) est envoyé, à travers un amplificateur à gain élevé 17, aux deux-moteurs-couples MCS et MCA. Ainsi, le couple créé par lé moteur-couple MCS est tel qu'il maintient l'angle de site "lu" par le détecteur DS à zéro. Dans ces conditions, le courant appliqué à ce moteur-couple représente un couple de précession en site égal et opposé au couple de précession du à la composante horizontale de rotation terrestre Os = oH sin Ce courant agit sur le moteur MCA et la variation d'azimut fournie par ie détecteur-DA est envoyée, après amplification en 15, au moteur extérieur 8 de commande en azimut, de façon que l'enveloppe soit astreinte à suivre la toupie ainsi sollicitée. Ainsi, l'ensemble gyroscopique A se trouve entrainé avec le cadre 3 et la fourche 4 en direction du plan du méridien OZ'N sur la figure 1. Comme la composante Os diminue progressivement, cette orientation peut être atteinte sans oscillation. On peut ainsi obtenir une recherche accélérée du Nord géographique et un calage approximatif dans cette direction, lequel, bien entendu, peut éveA- tuellement, si besoin est, être complété par un calage précis avec effet pendulaire. L'invention s'applique notamment aux gyrocompas portés par des véhicules susceptibles d'être mis en route à tout moment sans long préavis. R E V E N D I C A T I O N S 1. Gyrocompas comportant, dans un cadre mobile autour d'un axe de site, un équipage gyroscopique comportant, à l'inte- rieur d'une enveloppe, une toupie, deux détecteurs internes de variation respectivement de site et d'azimut de la position de cette toupie par rapport à l'enveloppe et deux moteurs-couples respectivement de site et d'azimut capables d'imposer à la toupie des couples par rapport à son enveloppe, ce cadre étant porté par un support tournant autour d'un axe vertical commandé par un moteur extérieur d'azimut, caractérisé en ce que le cadre étant immobilisé, par rapport à son support, dans une position où l'axe de la toupie est maintenu horizontal, le signal du détecteur de variation de site est, après amplification convenable, appliqué, d'une part, au moteur-couple de site pour maintenir, dans son enveloppe, l'axe de toupie horizontal et, d'autre part, au moteur-couple d'azimut, tandis que le signal du détecteur d'azimut est appliqué au moteur extérieur d'azimut. 2. Gyrocompas selon la revendication l, caractérisé en ce que le cadre est immobilisé sur son support par l'intermédiaire du moteur extérieur de site.