Brevet FR2339912A1 — publié le 19770826

L'objet de l'invention est une tablette de marche prévue pour faciliter la navigation sur les aéronefs ou sur les bateaux. On connais déjà des tablettes de marche pour l'aviation, composée arun écritoire maintenu sur la jambe du pilote à l laide de sangles et comportant à sa partie supérieure un dispositif de maintient d'un bloc de papier. Ce bloc comprend en générai sur chaque page un quadrillage pour l'inscription des différents éléments de la navigation. L'écritoire est réalise le plus souvent en aluminium embouti ou en bois ou en aluminium et en bois. Certains modèles perfectionnés comportent une petite lampe à incandescence pour l'éclairage de l'écritoire pendant la nuit. L'inconvénient de ces -tablettes est qu'elles ne permettent pas dleffectuer rapidement les calculs de dérive, de cap, de hauteur de vol, de temps de vol.En effet, sur un avion de tourisme, il n lest pas possible de lacher les commandes plus de 10 secondes pour se consacrer aux calculs de navigation. Fort de quoi, dans la pratique, les corrections de dérive, de cap, etc ... sont faites d'une manière très empirique, voire pas du tout, ce qui va à l 'encontre de la sécurité, notamment lors de conditions météorologiques marginales faible visibilité, forte dérive). On connait déjà les calculateurs électroniques numériques basés sur irutilil sation des microprocesseurs, comprenant un clavier pour i 'introduction des données numériques, un système de calcul et un affichage soit par chiffres électroluminescents, soit par chiffres à cristaux liquides. Lorsque ces calculateurs ne sont pas programmables, il n'est pas question de sten servir pour le calcul de dérive. En effet, ce calcul demande une-quarantaine d 'opérations élémentaires pour obtenir 1 range de correction de dérive. Des calculateurs programmables de poche existent avec des programmes de calcul sur carte magnétique ou sur mémoire vive interne, le programme devant être passé dans la machine après chaque mise en marche ! Mais pratiquement, il ntest pas possible de se servir de ces calculateurs en vol en raison des turbulences et des diverses opérations manuelles à effectuer pour la programmation. Il faut noter que la plupart de ces calculatrices programmables sont interdites dans les cabines de pilotage des avions de ligne. En effet, elles produisent un rayonnement électromagnétique qui peut perturber certains appareils sensibles de navigation et radionavigation. De plus, un emplacement stable par rapport au corps du pilote n test pas aisé à trouver pour poser la machine. On connait également les "computers" de navigation qui sont des règles à calcul circulaire spécialement adaptés à la navigation. Mais cet instrument également est très difficilement ma interprétatioo niable dès que le pilote est secoué par les turbulences et demande une L'invention présentement décrite évite ces inconvénients, elle permet d'effet tuer très facilement et rapidement, sans risque d-tinterprétation érronée, les calculs de navigation, contribuant ainsi à la sécurité. L'appareil comprend: (voir planche i et 2) - un chassis (repèrel) réalisé en plastique ou alliage d'aluminium, magnésium, etc ... dont la partie basse épouse la forme de la jambe. Deux encoches (2) sont réalisées sur les parties latérales du chassis pour laisser passer la sangle de maintient (repère 3) destinée à fixer le chassis sur la jambe du pilote. Cette sangle sera en textile renforcé ou en plastique souple et comprendra un dispositif de verrouillage (repère 4) crochet, bande velcro, etc Naturellement, un réglage de quelques centimètres sera possible de manière à s'adapter à la morphologie du pilote. Un léger retrait entre 2 et 7 cm #environ sera laissé entre la partie portante des longerons et le corps de la tablette de marche, ces cotes (a) et (b) fig. 1 sont nécessaires pour parfaire la stabilité de la tablette et améliorer le confort et la facilité d'écriture du pilote. Les longerons du chassis comprennent chac#un un évidement cylindrique intérieur dont le diamètre est supérieur de 3 mm au diamètre des piles rondes utilisées L'alimentation électrique des circuits pouvant se faire sous 5V, quatre piles de i, 5 Tr conviennent, un seul longeron sera utilisé pour l talimentation effective, l'autre longeron contenant des piles en réserve. Sur le prototype, il a été même réalisé un inverseur permettant d'alimenter le circuit électronique, soit une série de piles, soit l'autre. Mais ce dispositif s'avère à l'usage superflu. - un circuit électronique de calcul (repère 5J constitué par des chips de circuits intégrés cablés sur un circuit imprimé - un clavier (repère 6) et un affichage numérique (repère 7). En général, le circuit (repère 5), le clavier (repère 6) ainsi que l affichage (repère 7) seront solidaires et fixés sur le chassis (repère i), mais d#au tres dispositions constructives peuvent être réalisées en particulier les éléments (5, 6 et 7) peuvent etre fixés sur le couvercle (repère 8). D'autre part, un éclairage par diodes électrolumescentes (repère 27) est prévu entre la plaquette (repère 12) et l'écritoire. Ces diodes remplacent avantageusement les ampoules incandescentes car elles consomment moins d 'énergie et ne chauffent pas, et permettent dans la disposition retenue d 'afficher des renseignements du vol. - un couvercle (repère 8) réalisé en plastique ou alliage dlaluminium, magnésium, etc ... destiné à servir d 'écritoire sur sa partie pleine, de manière à maintenir le papier, il est pourvu dtune pince à ressort (repère 9) et d'une fixation basse (repère 10) qui peut être réalisée par un simple élastique, par exemple. Une réservation est prévue (repère 11) pour la sortie en cours de navigation des aides mémoire. La partie réservée au clavier recevra à sa base une plaquette d'aluminium (repère 12) ou de plastique destinée à éviter l'éblouissement du pilote par l'éclairage du papier. Cette plaquette pourra comporter une place réservée pour le nom du pilote et fou l'immatriculation de l'aéronef. Un ressort pour le maintien d'un crayon sera fixé latéralement ainsi qu'une réservation pour l'incorporation d'un taille-crayon Sur le haut du couvercle sont disposés: un interrupteur (repère 1f arret/marche du calculateur, un interrupteur (repère 14) arsêtlmarche de l'éclairage par diodes électrolumescentes, une fiche femelle de 2 conducteurs pour la recharge éventuelle des batteries mises à la place des piles ou l 'alimentation de la tablette de marche sur le réseau électrique 11 à 26 V de la machine volante. Une découpe (repère 1 sera réalisée dans le couvercle repère 82 afin de permettre ultérieurement l'adjonction d'une montre (repère 17J à affichage digital. Le chips électronique de cette montre (repère 17) serait alimenté sur les piles de la tablette de marche. Pour les tablettes non munies de la montre, un plastron factice en plastique sera inséré à la place de la véritable montre, le propriétaire a#yant la faculté ultérieure de remplacer ce plastron par la véritable montre. Il faut noter qu'en aviation par exemple, un débutant pour des petits vols régionaux n 1a pas vraiment l'utilité de ce type de montre (une montre bracelet peut convenir) par contre, pour les vols plus longs, on fait appel à l'heure G. M.T. (méridien de Greenwitch). La montre comprendra donc-sur l'extérieur un interrupteur marchelarrêt et un inverseur défilement rapide, neutre, défilement lent pour la mise à l'heure. La technologie de telles montres étant connue, le principe seul est rappelé: un oscillateur à fréquence fixe piloté par quartz par exemple envoie ses signaux sur des diviseurs de fréquence puis sur un comptage sexagésimal qui actionne un affichage numérique. Le couvercle (repère 8)-est fixé au chassis (repère 1J à l laide de vis ou par clipage - une séparation (repère 18) pour isoler la réserve aides mémoire du reste de l#appareil. Naturellement, suivant la forme du chassis (repère 1), on pourra se passer de cette isolation dans ce cas, le pivot de rotation de l'aide mémoire sera intégré sous l 'écritoire. Dans la version classique, le pivot de rotation (repère l9J sera solidaire de 1 'isolation. - un blindage de masse (repère 20J réalisé en matériaux conducteurs (cui vre, alu, alliage), il est réalisé pour éviter le rayonnement électromagnétique des circuits électroniques, la montre bénéficie également de ce blindage puisque son circuit principal est encastré dans le blindage. - des fiches aide-mémoire en plastique avec inscription des fréquences d 'émission, des codes radiobalises, des renseignements météo, voire éventuellement des cartes d'attérissage ou des check lists, l'invention permet de disposer d'environ une dizaine de fiches de couleurs différentes et munies d'un index pour la préhension. Un dispositif de maintient des fiches (repère 21) sera prévu pour éviter la sortie inopinée des fiches. - description de la partie électronique: la technologie des calculateurs programmables étant connue, il ne sera pas explicité la mode de fonctionnement et la description des microcircuits. Seules seront définies les liaisons fonctionnelles pour la réalisation de l'invention. A titre exemple, la planche 3 fig. 6 représente un circuit électronique de calcul pour la tablette de marche réalisé sur une seule plaquette. On remarquera la disposition d'une mémoire ROM (repère 25) pour la programmation des calculs de dérive et de hauteur de vol.On pourra utiliser pour la réalisation des circuits des chips du commerce de MOS Technology lnc:MPS 2529-103 ou X;g X MPS 2525/MPS 2526 ou les circuits Helwett Packard, Texas Instrument, Microsystems Inc, Electronic Arrays zinc. notamment ref chips calculateur 7529-216 mémoire tampon 7544 et chip mémoire ROM de MOS Technology Inc. La figure 7 représente un exemple de cablage de la partie électronique avec des composants du commerce. En fait la différence essentielle entre la calculatrice programmable classique et le dispositif pour l'invention réside dans le fait que le programme de calculs est fixé et stocké dans une mémoire ROM donc pas de manipulations pour la mise en mémoire, naturellement si Iron veut changer de programme de calculs, il faut changer la mémoire ROM.Pour l'alimentation depuis des piles ou batteries ou circuits de bord, on pourra utiliser un régulateur de tension en circuit intégré (repère 26) Le clavier comprendra une série de 12 touches (repère 12) a, 1, 2, 3, 4,? 5, 6, 7, 8, 9, ., CLX, (CLX = effacement) une série de 6 touches pour les opérateurs classiques (repère 23) + > -, x, , = f (f étant utilisé en combinai- son avec la série des 12 touches précitées pour commander les fonctions trigonométriques ou conversions. Gallon US en litre degré; Farenheit en dégrés Celsius, etc... Une série de 8 touches spécifiques (repère 23) navigation qui pour 1 'application de la tablette de marche à l'aviation seront les suivantes (à titre d'exemple) : - touche QDM/ V - composer les chiffres de la route en dégrés, mettre un point, puis les 3 chiffres de la vitesse de l'avion en KT (vitesse maximum pour la tablette 1800 Kmlh, ce qui est largement suffisant), puis appuyer sur la touche QDM/V. A ce moment la route et la vitesse propre sont enregistrées dans la mémoire du calculateur, par exemple 1200 - 110 KT - touche QAN - composer les chiffres de la direction d'où vient le vent et sa force en KT (ces chiffres sont transmis par la tour de contrôle ou par les informations météo), puis appuyer sur la touche QAN.A ce moment, ces paramètres sont enregistrés dans la mémoire du calculateur, par exemple 2100 - 18 KT Si à ce moment, on appui sur la touche QDM/V, 1200110 KT va être affiché à nouveau. -touche MAP - composer le nombre de mm relevé sur la carte, mettre un point et l'échelle de la carte 1 pour le 1/i 000 000, 2 pour le 1/500 000, 5 pour le 1 /200 000, etc Par exemple : 95 mm . 2 - touche GO - lance calcul programmé dans la mémoire ROM et affiche le cap à prendre et la durée en minute du vol pour atteindre le point. Naturellement, si les données MAP ntont pas été introduites, seul le cap sera affiché. Pour les pas de programmes nécessaires au calcul du cap, on pourra utiliser la méthodes des conversions de coordonnées, c'est-à-dire considérer que le QDM/V correspond à l'argument et au module du vecteur avion?, que le QAN correspond à l'argument f 1800 et au module du vecteur vent. Transformer ces coordonnées polaires en coordonnées cartésiennes, faire la somme algébrique des absisses et des ordonnées et transformer ces nouvelles coordonnées cartésiennes en polaires. Soustraire ensuite à llar- gument du QZ)M/Vlrargument du "vecteur somme" et soustraire l'angle résultant de l'argument du QDM, ce qui donne le cap. La vitesse vraie, quant à elle, est égale au module du "vecteur sommet.Pour obtenir le temps entre deux points, il suffit donc de multiplier la distance carte par ltinverse de l'échelle, de diviser par 1 000 000 pour obtenir km, de diviser par 1,852 pour obtenir des KT, puis de diviser par le module de Z1+ Z2 et multiplier par 60 pour obtenir le temps en minutes entre deux points. On peut également utiliser pour la programmation de la mémoire ROM, les formules et méthodes de Monsieur Robert J. SCOTT. On peut également s'inspirer programme n0 50322 A ou le n0 00294 A de la Société Hewlett Packard en modifiant l'adressage de manière à utiliser ltangle et le module sur une seule mémoire (fonction f INT ou FFll INTJ - touche QNH - composer la valeur de la pression régionale ramenée au niveau de la mer en m bar et appuyer sur la touche QNH - touche ALT composer la valeur en mètres de ltaltitude du lieu survolé flire sur la carte) et appuyer sur la touche ALT - touche QFE - lance le calcul programmé dans la mémoire ROM (composition par loi logarithmique) et affiche le QFE du lieu survolé (réglage altimé trique local) Naturellement, les calculs qui peuvent être traités par la tablette de marche de la présente invention ne sont pas limitatifs. On pourra notamment en adoptant une autre mémoire ROM faire la gestion du vol : calcul du carburant consommé, du point de non retour, calcul de la masse totale et centre de gravité pour déterminer la position dans l 'enveloppe masse assiette. Calcul du niveau de précision de givrage, etc ... il reste que le calculateur peut être utilisé sans la programmation comme un calculateur de poche classique et que éventuellement deux diodes électrominescentes peuvent être disposées sur la plaquette (repère 12) à droite et à gauche pour indiquer au pilote débutant si le vent vient de gauche ou de droite. On peut remarquer qu'il est possible de réaliser l'invention en plastique pour les parties chassis, couvercle; dans ce cas, une solution consiste à utiliser pour le chassis, la technique dite des mousses à double peau. L'âme des matériaux sera constituée de mousse polyurethane rigide à renforts variables, les parements étant formés par la peau polyurethane, ltépaisseur de la peau peut être adaptée en agissant sur les composants de la mousse et sur la température des différents endroits du moule. Les méthodes d lobten- tion de pièces à double peau par moulage des mousses formant peau au contact des parois froides et renforts internes par refroidissement local sont connues aussi nous ne les décrirons pas plus avant. On pourra également utiliser la méthode de moulage des mousses expansées de polyurethane ou autres entre deux feuilles ABS (Acrylonitrile butadiene styrène). On notera que dans le cas où l'invention est réalisée en mousse, la tablette de marche sera Jn submersible ce qui est utile pour les utilisations marines. Cependant pour des raisons d'économie, on peut réaliser les constituants en plastique plein, genre polyclorure de vinyle. On peut même pour les petites séries opérer par moulage de stratifiés fibres résines. D'autre part, il est évident que les unités peuvent faire l'objet de tous les travaux de finition et de dëco- ration habituels. REVENDICATIONS 1) Tablette de marche pour la navigation sur aéronef ou sur bateau caractérisé par un ensemble électronique de calculs, intégré à l'écritoire et comprenant un clavier de douze touches numériques et opérateurs classiques, un clavier touches spécifiques navigation et un ensemble fonctionnel: régulation, alimentation, calculateur, mémoires vives, mémoires mortes de programme, affichage numérique. 2) Tablette de marche suivant la revendication 1 caractérisé par un écritoire -dans lequel sont maintenues des fiches indéxées en plastique 3) Tablette de marche suivant la revendication 1 caractérisé par un blindage constitué par un métal conducteur disposé autour de l'ensemble électronique 4) Tablette de marche suivant la revendication 1 caractérisé par une réservation sur le boitier et sur l'ensemble électronique, cette réservation étant obturée par un plastron fac#ced'affichage 5J Tablette de marche suivant la revendication 1 caractérisé pic.~ la disposition des diodes électrolumescentes pour l'éclairage de l'écritoire et pour l'indication du sens du vent 6) Tablette de marche suivant la revendication 1 caractérisé par la disposition de deux longerons faisant saillies sous la tablette et comportant deux logements pour les piles ou batteries 7) Tablette de marche suivant la revendication 6 caractérisée par un décalage de plusieurs centimètres entre le haut et le bas de la tablette et la naissance des longerons.