Brevet FR2363780A1 — publié le 19780331

La présente invention concerne les dispositifs correcteurs des appareils gyroscopiques et plus précisément les dispositifs de correction mécaniques des centrales gyroscopiques de verticale. Il est plus avantageux d'appliquer la présente invention aux centrales gyroscopiques de verticale utilisées à bord des avions et des navires. On connait les dispositifs de correction mécanique d'une centrale gyroscopique de verticale (voir la revue "Air Technigier", v. 7, avril 1963, pages 31 à 43), contenant une bille pouvant se déplacer suivant une plate-forme fixée rigide ment sur l'enveloppe du rotor de la centrale gyroscopique de verticale dans un plan perpendiculaire à lVaxe de sa rotation. Le déplacement de la bille s'effectue par l'intermédsaire d'un entratneur lié cinématiquement au rotor par l'intermédiaire d'un réducteur. Ledit entraîneur est monté sur ltélément de sortie du réducteur, qui est coaxial à l'axe de rotation du rotor. Dans de tels dispositifs, l'entralneur est réalisé sous forme d'une fourche dans laquelle est montée librement une bille. Par l'intermédiaire de cet entraineur, la bille est déplacée suivant une traSectoire en forme de circonférence A cet effet, la plate-forme comporte un chemin circulaire. Quand l'axe de rotation du rotor coïncide avec la direction de la verticale vraie, la trajectoire de déplacement de la bille se trouve pratiquement dans un plan horizontal, et la bille, qui se trouve appliquée sur un côté de la fourche, se déplace régulièrement suivant le chemin de roulement. L'action de la force de gravité de la bille est dirigée perpendiculairement au plan de la plate-forme et est répartie uniformément à chaque point de la traJectoire du déplacement de la bille.Le moment total résultant de la force depgravité de la bille appliquée sur la centrale gyroscopique de verticale est nul, c'est-à-dire qu'il n'apparait pas de moment de correction. Quand apparaissent des facteurs conduisant à uné déviation de l'axe de rotation du rotor par rapport à la direction de la verticale vraie, il se produit une rotation de l'enveloppe du rotor conjointement avec la plate-forme autour de l'axe perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor de la centrale gyroscopique de verticale. La plate-forme prend une position inclinée. La ligne reliant les points supérieur et inférieur de son contour et se trouvant en intersection avec l'axe de rotation du rotor est appelée "ligne d'inclinaison maximale". La bille se déplace suivant le plan incliné de la plate-forme. C'est pourquoi la trajectoire de déplacement de la bille se trouve disposée symétriquement par rapport à la ligne d1inclinaison maximale et ses points le plus haut et le plus bas se trouvent sur cette ligne. En conséquence, il apparat une composante de la force de gravité de la bille, qui se trouve dans le plan de la trajectoire de mouvement de la bille et est dirigée suivant la tangente à celui-ci.Au moment du passage par le point le plus haut de sa trajectoire, la bille sollicitée par l'action de cette composante s'éloigne d'un côté de la fourche et, en accomplissant un mouvement accéléré, vient en butée sur son autre côté. En conséquence, sur le secteur de la trajectoire allant de son point le plus haut jusqu'à, sensiblement, son point le plus bas, la bille passe d'une manière accélérée durant un laps de temps plus court par rapport au secteur allant du point le plus bas jusqu'au point le plus haut et sur lequel la bille menée par la fourche se déplace à une vitesse constante. Ainsi, le déplacement de la bille s'effectue irrégulière- ment. Le moment résultant de l'action de la force de gravité de la bille par rapport à la ligne d'inclinaison maximale et appliqué à la centrale gyroscopique de verticale n'est pas, pendant la période du passage de la bille par sa trajectoire, régulier en ses points différents. Il apparaît alors un moment impulsif de déséquilibre, qui est le moment de correction. Le moment de déséquilibre est constitué de la somme des moments résultant de la force de gravité de la bille et différant entre eux par leur valeur et par leur signe, puisqu'ils agissent des côtés différents de la ligne d'inclinaison maximale. En conséquence, le moment correcteur représente la différence entre ces valeurs. Etant donné que ces valeurs diffèrent relativement peu, la valeur du moment correcteur est faible en comparaison des valeurs des moments additionnés. Cela réduit l'efficacité de la correction. En outre, au point le plus bas de la trajectoire, la bille starrete pendant le temps nécessaire pour que l'autre côté de la fourche s'approche de la bille. De ce fait, un moment de déséquilibre supplémentaire est engendré par rapport à l'axe perpendiculaire à la ligne d'inclinaison maximale et intersectant l'axe de rotation du rotor de la centrale gyroscopique de verticale. Ce moment supplémentaire agit suivant une direction perpendiculaire à l'action du moment correcteur. En conséquence, le trajet suivant lequel doit s'effectuer la précession de l'axe de rotation du rotor de la centrale gyroscopique de verticale, s'allonge, le temps de coincidence de l'axe de rotation du rotor avec la verticale vraie augmente, ce qui conduit à des erreurs dans les indications de la centrale gyroscopique de verticale. Le but de la présente invention est de supprimer les inconvénients mentionnés. On s'est donc proposé de mettre au point un dispositif correcteur d'une centrale gyroscopique de verticale, dans lequel l'entraîneur serait conçu de manière à créer des moments de déséquilibre d'un même signe et exclure la possibilité d'apparition d'un moment de déséquilibre supplémentaire. Ce problème est résolu grâce à un dispositif de correction mécanique d'une centrale gyroscopique de verticale, contenant une bille pouvant se déplacer suivant une plate-forme fixée rigidement sur l'enveloppe du rotor de la centrale gyroscopique de verticale dans un plan perpendiculaire à l'axe de sa rotation, par l'intermédiaire d'un entraîneur relié cinématiquement au rotor par l'intermédiaire d'un réducteur, ledit entraîneur étant monté sur l'élément de sortie dudit réducteur, qui est coaxial à 1 'axe de rotation du rotor, suivant l'invention 11 entraîneur se présente sous forme d'une pièce dans laquelle est réalisée, perpendiculairement à l'axe de rotation du rotor de la centrale gyroscopique de verticale, une rainure longitudinale où est logée la bille avec possibilité de déplacements en va-et-vient le long de cette rainure au cours de la rotation du rotor de la centrale gyroscopique de verticale, ladite pièce étant montée de sorte que l'axe de rotation du rotor passe sensiblement par le milieu de la rainure longitudinale. Cette solution.technique permet d'obtenir une trajectoire de déplacement de la bille en forme d'une courbe fermée disposée sur la plate-forme d'un cbté de la ligne d'inclinaison maximale et symétriquement par rapport à un axe perpendiculaire à la ligne d'inclinaison maximale et intersectant l'axe de rotation du rotor. Cela conduit à la création de moments de déséquilibre d'un seul signe, ce qui permet d'augmenter la valeur du moment correcteur pour un même poids de la bille utilisée dans les dispositifs connus, ou de diminuer sensiblement le poids de la bille pour une même valeur du moment correcteur, et d'augmenter par conséquent notablement l'effi- cacité de la correction de la centrale gyroscopique de verticale, ainsi que de simplifier la conception du dispositif et de réduire son encombrement. En outre, cette solution technique permet de supprimer la possibilité de formation d'un moment de déséquilibre supplémentaire et d'assurer ainsi le trajet le plus court de déplacement de l'axe de rotation du rotor de la centrale gyroscopique de verticale jusqu'à sa coîncidence avec la verticale vraie. Les avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de réalisation non limitatif, faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figurez est une vue schématique de la centrale gyroscopique de verticale, équipée du dispositif de correction suivant l'invention - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du dispositif de correction de la centrale gyroscopique de verticale avec le réducteur, suivant l'invention - la figure 3 est une vue en coupe suivant III-III de la figure 2 - la figure 4 montre les trajectoires de déplacement de la bille dans l'entraîneur au cours de la rotation du rotor, suivant l'invention - les figures 5 à 7 montrent la position de la bille en fonction de l'angle de la rotation de l'entraîneur. La centrale gyroscopique de verticale se présente sous forme d'un rotor 1 (figure 1) fixé dans une enveloppe 2 sur un axe vertical (non représenté) avec possibilité de rotation. l'enveloppe 2 est librement suspendue dans un cadre 3, comme indiqué sur la figure 1, sur deux demi-axes 4 disposés diamétralement dans un plan horizontal. Le cadre 3 est librement suspendu sur les demi-axes 5 disposés dans le même plan que les demi-axes 4, perpendiculairement à ceux-ci, et articulés dans un corps (non représenté) qui est rigidement fixé sur l'engin. Sur l'enveloppe 2 du rotor 1 de la centrale gyroscopique de verticale est monté un réducteur 6 (figure 2). Un pignon denté 8 est monté sur le bout libre de l'arbre 7 du rotor 1, dont l'axe coincide avec l'axe de sa rotation. Le pignon denté 8 s'engrène avec l'élément d'entrée du réducteur 6, c'est-à-dire le pignon 9 fixé rigidement sur un axe 10 monté dans le corps Il du réducteur 6, parallèlement à l'axe de rotation du rotor 1. L'élément de sortie du réducteur 6 est constitué par une roue dentée 12 à denture intérieure. La roue dentée 12 est montée sur le corps Il du réducteur 6, de son côté extérieur, au moyen d'un roulement 13. La bague extérieure 14 du roulement 13 est montée dans l'alésage réalisé dans la roue dentée 12, comme indiqué sur la figure 2. L'axe de rotation de la roue dentée 12 coïncide avec l'axe de rotation du rotor 1. Le dispositif de correction de la centrale gyroscopique de verticale comprend un entraîneur 15 se présentant sous forme d'une pièce 16 montée sur la roue dentée 12 du réducteur 6. La pièce 16 est réalisée sous forme d'un plateau rond dont les bords sont rabattus sous un angle droit par rapport à son plan et prennent appui sur la bague extérieure 14 du roulement 13, ce qui assure la liaison cinématique de l'entraîneur 15 avec le rotor 1 par l'intermédiaire du réducteur 6. Du côté opposé aux bords rabattus de la pièce 16, on a prévu un bossage 17, (comme montré sur les figures 1 et 2). Le bossage 17 est exécuté sous forme d'une barre disposée suivant le diamètre de la pièce 16 suivant une direction perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor 1. Dans le bossage 17, du côté des bords rabattus de la pièce 16, on a réalisé une rainure longitudinale 18 (figure 3) de façon que l'axe de rotation du rotor 1 passe pratiquement au milieu de celle-ci. La rainure longitudinale 18 abrite une bille 19 (figure 2) s'appuyant sur la partie supérieure du corps Il du réducteur 6, qui est disposée perpendiculairement à l'axe de rotation du rotor1 Cette partie supérieure du corps 11 sert de plate-forme 11a sur laquelle se déplace la bille 19 pendant la rotation du rotor 1. La surface extérieure K de la plate-forme llQ est réalisée concave avec un rayon de courbure allant de 1 jusqu'à 2m, le centre M de la surface K coïncidant avec l'axe de rotation du rotor 1 de la centrale gyroscopique de verticale. Les points extrêmes de la surface K qui sont diamétralement opposés et disposés sur l'axe 7 (figures 4 à 7) sont désignés par les lettres A et B. Le dispositif mécanique de correction de la centrale gyroscopique de verticale fonctionne de la manière suivante. On met en rotation le rotor 1 de la centrale gyroscopique et on dispose l'axe du rotor suivant la direction de la verticale vraie. La rotation du rotor 1 est transmise par l'intermédiaire du pignon denté 8 et du réducteur 6 à l'entrai- neur 15. Sous l'action de la composante de la force de gravité dirigée suivant la tangente à la surface concave K, la bille 19 se déplace le long de la rainure longitudinale 18 vers le centre M de cette surface. Dans cette position, le centre de gravité de la bille se trouve sur l'axe de rotation du rotor de la centrale gyroscopique de verticale et la force de gravité de la bille est orientée perpendiculairement à la tangente à la surface K au point M. La bille se trouve à l'état de repos.Divers facteurs, tels que l'accélération de l'appareil volant, le déplacement de l'engin par rapport à la surface de la terre, la rotation de la terre, les moments de frottement dans les axes de suspension, les moments de désé quilibre, etc... agissent sur l'engin sur lequel est montée la centrale gyroscopique de verticale et conduisent à une déviation de l'axe de rotation du rotor de la centrale gyroscopique par rapport à la direction de la verticale vraie. Lors de cette déviation de l'axe de rotation du rotor 1 par rapport à la direction de la verticale vraie, il se produit une rotation de l'enveloppe 2 conjointement avec la plate-forme 11a par rapport aux demi-axes 4 et 5 (figures 1 et 4 à 7) coïncidant dans ltespace avec les axes d'ordonnées X et Y respectivement. La plate-forme lia prend une position inclinée. Quand l'inclinaison de la plate-forme 11a par rapport à l'axe X est telle que son point Â vient occuper sa position supérieure alors que le point B vient occuper la position inférieure, on obtient la ligne AB d'inclinaison maximale. La direction de la force de gravité de la bille 19 (figure 2) s'écarte de la direction perpendiculaire à la tangente au point de contact de la bille 19 avec la surface K de la plate-forme lita. il se forme une composante de la force de gravité de la bille 19, appliquée à son centre suivant la direction de la tangente à cette surface K de la plate-forme lia. Sous l'action de cette composante, la bille 19 commence à se déplacer suivant la surface K de la plate-forme lia le long de la rainure longitudinale 18. A la suite du déplacement de la bille 19 le long de la rainure longitudinale 18 et de la rotation de l'entraîneur 15, la trajectoire de déplacement de la bille 19 a la forme d'une courbe fermée 20 (figure 4). Cette courbe fermée 20 passe par le centre de la rainure 18, situé sur l'axe de rotation du rotor 1, et se trouve disposé d'un ctté de la ligne AB d'inclinaison maximale. La position de la bille 19 par rapport à la ligne AB d'inclinaison maximale lors de la rotation de l'entraîneur 15 de différents angles t est montrée sur les figures 4 à 7. L'amplitude L (figures 4 à 7) des déplacements de la bille 19 le long de la rainure 18 est proportionnelle à l'angle P de déviation de l'axe de rotation du rotor 1 par rapport à la verticale vraie. Lors de la rotation de la plate-forme lia autour de l'axe X (figure 4) et de la rotation du rotor contre le sens des aiguilles d'une montre (dans le plan du dessin),la bille 19 s'écartera à droite de la ligne AB d'inclinaison maximale. En conséquence, il apparatt un moment correcteur dont le vecteur est dirigé suivant la ligne AB d'inclinaison maximale dans le sens allant du point B au point A. Sous l'action de ce moment, l'axe de rotation du rotor 1 de la centrale gyroscopique de verticale se déplace vers sa position initiale dans le plan passant par la verticale vraie et perpendiculaire à l'axe X, ctest-à-dire suivant le trajet le plus court. Quand l'axe de rotation du rotor 1 coincide avec la verticale vraie, la bille 19 revient à se position initiale au point M. Lors des déviations de l'axe de rotation du rotor 1 de la centrale gyroscopique dans d'autres directions, le fonctionnement du dispositif de correction de la centrale gyroscopique de verticale s'effectue d'une manière analogue à celle-ci décrite ci-dessus. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné 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 exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la revendication qui suit. REVENDICATION Dispositif de correction mécanique d'une centrale gyroscopique de verticale, du type comprenant une bille pouvant se déplacer sur une plate-forme fixée rigidement sur l'enveloppe du rotor de la centrale gyroscopique de verticale, dans un plan perpendulaire à l'axe de sa rotation, sous l'action d'un entraîneur lié cinématiquement audit rotor par l'intermédiaire d'un réducteur, ledit entraîneur étant monté sur l'élément de sortié dudit réducteur, qui est coaxial à l'axe de rotation du rotor, caractérisé en ce que l'entraîneur se présente sous forme d'une pièce dans laquelle est réalisée, suivant une direction perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor de la centrale gyroscopique de verticale, une rainure longitudinale dans laquelle est logee une bille pouvant se déplacer en va-et-vient le long de ladite rainure au cours de la rotation du rotor de la centrale gyroscopique de verticale, ladite pièce étant montée de sorte que l'axe de rotation du rotor passe sensiblement par le milieu de ladite rainure londigudinale.