Brevet FR2321732A1 — publié le 19770318

L'invention concerne généralement un dispositif de démonstration, qui permet de reproduire au sol au moyen d'une maquette d'avion, de planeur ou d'un autre engin volant, les évolutions de cet engin en vol, et qui est destiné notamment à illustrer des cours de pilotage. On sait en effet qu'un engin volant, par exemple un avion, comprend trois types de gouvernes, qui sont les gouvernes de profondeur et de direction et des ailerons, et des commandes de ces gouvernes, comprenant le manche qui agit sur la gouverne de profondeur lorsqu'il est déplacé d'avant en arrière et inversement, et qui agit sur les ailerons lorsqu'il est déplacé latéralement, et le palonnier qui commande la direction lorsqu'il est déplacé de gauche à droite et inversement.Ces gouvernes ont des effets sur les évolutions de l'avion, qui sont des rotations de l'avion autour de trois axes d'inertie orthogonaux entre eux, ces trois axes étant l'axe de tangage, l'axe de roulis, et l'axe de lacet-. L'axe de tangage est perpendiculaire au plan de symétrie de l'avion et parallèle au plan moyen des ailes en passant par le centre de gravité de l'avion. L'axe de rouliS est l'axe longitudinal de l'avion passant par le centre de gravité, et l'axe de lacet est l'axe perpendiculaire aux deux autres, c'està-dire perpendiculaire au plan dol'avion et passant également par le centre de gravité. Lorsque l'avion se déplace de façon normale en vol horizontal rectiligne, les gouvernes ont des effets primaires qui se traduisent chacun par une rotation de l'avion autour d'un des axes précités de tangage, de roulis et de lacet. Il est alors facile de montrer à des profanes ou à des pilotes débutants quels sont les effets primaires des gouvernes sur le comportement de l'avion. Toutefois, lorsque l'avion se déplace autrement que sur une trajectoire horizontale rectiligne, les gouvernes ont chacune des effets secondaires sur le comportement de l'avion, ces effets se traduisant chacun par une rotation de l'avion non plus autour du seul axe de rotation associé à la gouverne en question, mais autour de deux axes de rotation simultanément. Il devient alors très difficile de montrer effectivement à des profanes ou des pilotes débutants les effets secondaires des gouvernes, uniquement en tenant à-la main une maquette d'avion que lton déplace selon des trajectoires plus ou moins correctes. L'invention a précisément pour objet un dispositif de démonstration du type précité, qui permet d'indiquer facilement et de façon précise les effets primaires et secondaires des gouvernes sur le comportement d'un avion en vol, ainsi que les effets secondaires dus au groupe motopropulseur. L'invention a encore pour objet un dispositif de démonstration du type précité, dans lequel les axes de rotation précités de l'avion sont matérialisés, et sont clairement visibles par les profanes ou les pilotes débutants. Dans ce but, l'invention propose un dispositif de démonstration, permettant de reproduire au sol, au moyen d'une maquette d'avion, de planeur ou autre engin volant, les évolutions de cet engin en vol, notamment pour illustrer des cours de pilotage, caractérisé entre que ladite maquette est montée pivotante sur le dispositif, d'une part selon au moins deux des trois axes orthogonaux de rotation passant par le centre de gravité de l'engin et définissant les actions primaires des gouvernes de l'engin et d'autre part selon des axes de rotation supplémentaires, passant également par le centre de gravité de l'engin et permettant de définir les actions secondaires desdites gouvernes, ladite maquette étant montée pivotante sur 3600 autour de chacun des ages précités. Grâce ainsi à cette rotation complète de 3600 de la maquette autour de chacun de ces trois axes de rotation et autour des axes supplémentaires de rotation, il devient très facile de représenter correctement les évolutions d'un avion, et cela quelle que soit l'action sur une gouverne quelconque et pour toute position ou trajectoire de l'avion. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les axes de rotation supplémentaires précités soet au moins au nombre de deux, et sont perpendiculaires entre eux. Ainsi, par rotation combinée de la maquette autour de ces deux axes simultanément, on peut simuler une rotation de la maquette autour de n'importe quel axe de rotation situé dans le plan des deux axes de rotation supplémentaires précités. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le -- dispositif précité comprend au moins deux ensembles concentriques de deux anneaux circulaires, les deux anneaux de chaque ensemble étant concentriques cotEnaires et mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre autour de leur axe central commun normal à leur plan, le premier des deux ensembles étant monté pivotant à l'intérieur du second autour d'un axe formant un diamètre dudit second ensemble, et ladite maquette d'engin volant étant montée pivotante à l'intérieur du premier ensemble autour de son axe de tangage, cet axe de tangage formant un diamètre du premier ensemble. On peut ainsi réaliser facilement, avec un prix de fabrication économique, le dispositif selon l'invention. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront mieux au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple, illustrant deux modes de réalisation de l'in- vention et dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention - la figure 2 est une vue schématique en perspective de la maquette d'un engin volant selon l'invention - la figure 3 est une vue schématique de face montrant les matérialisations des axes de tangage et de lacet de la maquette d'avion ; et - la figure 4 représente le dispositif de la figure i, en position de démonstration du comportement d'un avion au cours d'un virage. On a donc représenté schématiquement dans la figure 1, un mode de réalisation du dispositif de démonstration selon l'invention, ce dispositif comportant une maquette d'avion 10 représentée très schématiquement en figure 1, et qui est mieux visible en figure 2. Les-lignes en traits d'axe il, 12 et 13 représentent res pectivement les axes de tangage, de roulis et de lacet de l'a- avion. Le dispositif selon l'invention représenté en figure 1 comprend essentiellement deux ensembles concentriques 15, 16 formés chacun de deux anneaux circulaires concentriques et co pl-rres - 17, 18 et 19, 20 respectivement. L'anneau circulaire 17 du premier ensemble 15 est monté pivotant sur le deuxième anneau circulaire 18 de ce premier ensemble 15, autour de leur axe commun 21 passant par leur centre perpendiculairement à leur plan. De même, l'anneau circulaire 19 du second ensemble 16 est monté pivotant sur l'autre anneau circulaire 20 de cet ensemble, autour de leur axe commun 22 passant par leur centre perpendiculairement à leur plan.Dans l'exemple de réalisation représenté, les anneaux 17 et 19 sont les anneaux radialement internes de chaque ensemble, et les anneaux circulaires 58 et 20 sont les anneaux radialement externes de ces ensembles. Le premier ensemble 15 d'anneaux circulaires est concentrique au second ensemble 16,comme précité, et il est monté pivotant à l'intérieur de ce dernier autour d'un axe de rotation 23 qui forme un diamètre du second ensemble 16. Cet axe de rotation 23 est matérialisé par deux tétons diamètralament opposés 24, 25, montés entre la surface extérieure de l'anneau 18 du premier ensemble 15 et la surface intérieure de l'anneau 19 du second ensemble 16. Le second ensemble 16 est lui-meme monté pivotant autour d'un axe vertical 27, sur un support 28 destiné à reposer sur le sol ou- sur une estrade. A cet effet, la partie inférieure de l'anneau radialement externe 20 du second ensemble 16 est solidaire d'une portion de tube verticale29 dont I'extrémité inférieure est montée coulissante et rotative dans une partie de tube cylindrique verticale 30montée sur un pied 31 et formant le support 28. La partie de tube 29 est également montée coulissante et rotative dans un tronçon de tube horizontal 32, dont la fonction sera expliquée ci-dessous en détail en référence à la figure 4. On comprend donc que le second ensemble d'-anneauKcirculaires 20 peut également être déplacé verticalement en translation comme indiqué par la double flèche 33, pour être positionné à la hauteur désirée. L'anneau radialement interne 17 du premier ensemble 15 supporte la maquette 10 en rotation autour de son axe de tangage 11, au moyen de deux tétons 34, 35, diamètralement opposés, et qui sont montés entre la surface interne de l'anneau 17 et le bout des ailes de la maquette 10. Selon la variante de réalisation représentée en figure 3, l'axe de tangage Il est matérialisé par une tige coudée 36, dont les extrémités sont montées pivotantes sur la surface interne de l'anneau 17 cn 'es points diamètralement opposés situés sur l'axe 11. La maquette 10 est elle-même montée pivotante sur la tige coudée 36, au centre de celle-ci, autour de l'axe de lacet 13 de cette maquette. Pour cela, la partie inférieure de la maquette comprend un prolongement sensiblement vertical 37 s'étendant sers le bas le long de l'axe de lacet 13, et qui est monté pivotant, autour de cet axe, dans urveportée cylindrique 38 de la tige cou dée 36. On comprend qu'ainsi l'axe de tangage Il de la maquette est matérialisé soit par les tétons 34 en figure 1, soit par la tige coudée 36 en figure 3, l'axe de lacet 13 de cette maquette est matérialisé par le prolongement cylindrique 37 logé dans la portée cylindrique 38, comme représenté en figure 3, et que la maquette peut effectuer des rotations de 3600 autour des axes Il et 13 précités, ainsi qu'autour des axes 21, 22, 23, 27 précités et représentés en figure 1. Dans le cas où l'on souhaite matérialiserégalement l'axe de roulis 12 de la maquette, on procède comme suit : la maquette est montée pivotante à l'intérieur d'un premier ensemble d'anneawcir- oculaires de la même façon qu'elle est montée pivotante dans le premier ensemble d'anneaux.15 représenté en figure 1, ce premier ensemble d'anneauxest lui-mêmemonté pivotant à l'intérieur d'un second ensemble d'anneauKde la même façon que le premier ensemble 15 est monté pivotant à l'intérieur du second ensemble 16 représenté en figure 1, et ce second ensemble d'anneaim circulaires est lui-même monté pivotant à l'intérieur d'un troisième ensemble d'anneauxcirculaireX également de la même façon que le premier ensemble 15 est monté à l'intérieur du second ensemble 16 en figure 1. L'axe de roulis 12 de la maquette est alors matérialisé par l'axe, identique à l'axe 21, de rotation du premier anneau du premier ensemble par rapport au second anneau circulaire de ce premier ensemble. Afin de mieux faire comprendre à des profanes ou à des élèves pilotes le rôle des gouvernes, la maquette 10 peut, comme représenté en figure 2, être pourvue de plaques orientables ou articulées formant les gouvernes 40 de profondeur, la gouverne 41 de direction, et les ailerons 42. A ces gouvernes sont associées des commandes qui comprennent le manche 43, et le palonnier 44. On notera que chacune due ces commandes 43, 44 dépasse en saillie à l'extérieur de la maquette 10, de façon à pouvoir être manoeuvrée manuellement par le démonstrateur ou l'instructeur pilote, et quelles peuvent être associées ou non aux gouvernes correspondantes par l'intermédiaire de cables représentés en traits pointillés en figure 2. On notera que la maquette 10 peut être une reproduction à petite échelle d'un modèle d'avion, de planeur ou d'autre engin volant disponible sur le marché, et que les ensembles d'anneaux circulaires 15, 16, le support 28 peuvent être réalisés avantageusement en matériau plastique rigide et transparent permettant de mieux mettre en évidence la maquette de l'avion. Le fonctionnement et l'utilisation du dispositif qui vient d'être décrit sont les suivants Le démonstrateur ou l'instructeur de pilotage place le dispositif devant le public ou devant ses élèves, et tout en leur expliquant le fonctinnnement des commandes 43, 44 et des gouvernes associées 40, 41, 42, il les manoeuvre manuellement sur la maquette 10, le dispositif de démonstration étant placé par exemple comme représenté en figure 1.L'instructeur peut alors montré à ses élèves les effets primaires des gouvernes, en faisant tourner la maquette autour de son axe de tangage 11, autour de son axe de lacet 13 soit en faisant tourner la maquette à l'intérieur de la portée 38 lorsque le montage de la figure 3 est utilisé, soit en disposant l'axe 23 vertical lorsque le dispositif de la figure 1 est utilisé, et autour de son axe de roulis 12, la maquette 10 étant disposée alors avec son axe de roulis confondu avec l'axe 21 de rotation de l'anneau 17 sur l'anneau .18, ou bien encore au moyen de la variante de réalisation précitée comprenant trois ensembles d'anneauxcirculairez Pour démontrer l'effet secondaire des gouvernes, ctest-à- dire effet d'une action sur le manche 43 ou sur le palonnier 44 lorsque l'avion se déplace selon une trajectoire qui n'est pas rectiligne horizontale, l'instructeur place la maquette 10 dans la position de vol examinée, d'une part en faisant tourner cette maquette autour de son axe de tangage 11, en faisant tourner l'anneau 17 sur l'anneau 18 autour de l'axe 21,- et éventuellement en positionnant l'axe 23 en faisant tourner l'anneau 19 sur l'an neau 20 autour de l'axe 22 précité. Il est alors facile de montrer réellement la modification de trajectoire de l'avion à la suite d'une action sur une gouverne quelconque. Le dispositif selon l'invention peut également être utilisé pour la représentation visuelle du comportement de l'avion en virage. Dans ce cas, comme représenté en figure 4, les ensembles d'anneaux 15 et 16 sont montés sur le support 28 au moyen d'un coté de la portion de tube transversal 32 engagée dans leXube 30 du support 28. Dans cette position, les ensembles d'anneaux circulaires 15,16 peuvent tourner dans leur ensemble autour de l'axe 27 du tube 30, et l'on peut modifier le rayon de virage en enfonçant plus ou moins le tube 29 à l'intérieur du tube 32. il est également possible de matérialiser la trajectoire de l'avion en virage, au moyen d'un accessoire 45 ayant sensiblement la forme d'un volant et qui est monté sur l'extrémité supérieure du tube 32.Cet accessoire 45 est constitué essentiellement de trois bras radiaux 46 qui supportent un élément en forme de trois quarts de cercle 48. Cet accessoire 45 peut également être réalisé en matériau plastique rigide transparent ou translucide. On comprendra également que le dispositif selon ltinvention permet de visualiser aussi facilement les effets secondaires dus au groupe motopropulseur, c > est-à-dire au moteur et à l'hélice, qui se traduisent par des rotations autour des trois axes d'inertie de l'avion. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 1 - Dispositif de démonstration, permettant de reproduire au sol, au moyen d'une maquette d'avion, de planeur ou autre engin volant, les évolutions de cet engin en vol, notamment pour illùstrer des cours de pilotage, caractérisé en ce que ladite maquette est montée pivotante sur le dispositif d'une part selon au moins deux des trois axes orthogonaux de rotation passant par le centre de gravité de l'engin et définissant les actions primaires des gouvernes de l'engin, et d'autre part selon des axes de rotation supplémentaires, passant également par le centre de gravité de l'engin, et permettant de définir les actions secondaires desdites gouvernes, ladite maquette étant montée pivotante sur 3600 autour de chacun des axes précités. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les axes de rotation supplémentaires précités sont au moins au nombre de deux, qui sont perpendiculaires entre eux. 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux ensembles concentriques de deux anneaux circulaires, les deux anneaux de chaque ensemble étant concentriques coplanaires et mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre autour de leur axe central commun normal à leur plan, le premier des deux ensembles étant monté pivotant à l'intérieur du second autour d'un axe formant un diamètre du second ensemble, et ladite maquette d'engin volant étant montée pivotante à l'intérieur dudit premier ensemble autour de son axe de tangage ou axe situé dans le plan de l'engin, passant par le centre de gravité de l'engin perpendiculairement à l'axe longitudinal de celui-ci, cet axe de tangage formant un diamètre dudit premier ensemble. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque ensemble est formé d'un anneau circulaire radialement externe et d'un anneau circulaire radialement interne, la maquette étant montée pivotante autour de l'axe de tangage précité sur l'anneau interne du premier ensemble, l'anneau externe de ce dernier étant monté pivotant sur l'anneau interne du second ensemble. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'anneau externe du second ensemble est monté pivotant sur un support fixe autour d'un axe fermant un diamètre du second en semble. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ladite maquette est montée pivotante, au centre d'une tige coudée matérialisant l'axe de tangage précité, autour de son axe de lacet ou axe passant par le centre de gravité per pendiculairement au plan de la maquette. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qutil comprend trois ensembles concentriques d'an nez'c circulaires du type précité, le premier ensemble supportant ladite maquette par son axe de tangage-et étant monté pivotant à l'intérieur du second ensemble autour d'un axe de rotation formant un diamètre du second ensemble, et le second ensemble étant monté pivotant à l'intérieur du troisième ensemble autour d1un axe de rotation formant un diamètre de ce troisième ensemble. 8 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite maquette comprend des gouvernes orientables, et des commandes de ces gouvernes, qui sont disposées à l'extérieur de la maquette pour être manoeuvrées manuellement. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites gouvernes sont manoeuvrables manuellement indépendamment desdites commandes.