Brevet FR2423832A1 — publié le 19791116

La présente invention concerne un procédé d'aide à l'atterrissage d'aérodynes. Elle concerne également un dispositif optique pour la mise en oeuvre de ce procédé. On connait déåà des procédés d'aide à l'atterrissage d'aérodynes et des dispositifs optiques de mise en oeuvre de des procédés, destinés à aider et faciliter l'atterrissage d'aérodynes et qui permettent de définir soit l'angle de des cente, soit la direction de descente ou gisement. Par contre, la définition simultanée de l'angle et du gisement de descente se heurte à des difficultés surtout si on veut transmettre au pilote des informations sous une forme facilement interprétable et qui ne puisse pas conduire à la moindre confusion Be procédé le plus connu, par exemple, pour indiquer le bon angle de descente consiste à disposer un projecteur au foyer duquel sont disposées trois bandes horizontales de verres colorés, tels que, si le pilote aperçoit une couleur verte, il se trouve dans le bon secteur de descente, s'il aperçoit une couleur rouge, il se trouve trop bas et s'il aperçoit une couleur jaune il se trouve trop haut. I1 lui est alors facile de déterminer les manoeuvres à effectuer pour se retrouver dans le secteur vert correct. La généralisation de ce procédé à la détermination simultanée de l'angle de descente et de la direction de des cente se heurte immédiatement à des difficultés d'interprétations qui compliqueraient dangeuresement la tâche du pilote. L'objet essentiel de la présente invention est le perfectionnement du procédé connu des secteurs colorés horizontaux permettant, sans confusion possible, d'indiquer au pilote s'il se trouve trop à droite ou trop à gauche de la bonne direction de descente. Ie procédé de signalisation et de balisage d'une aire d'atterrissage pour aider à l'atterrissage d'aérodynes est, selon l'invention, caractérisé par le fait que l'on dispose alignés perpendiculairement à la direction d'atterrissage, au moins trois projecteurs équipés chacun des trois secteurs colorés horizontaux identiques et dont les axes optiques paral vièles entre eux ont une inclinaison sur l'horizontale de valeur prédéterminée et émettent trois faisceaux parallèles dirigés vers l'aérodyne à guider, que l'on occulte alternativement la partie ainsi vue la plus à droite et la partie ainsi vue la plus à gauche du faisceau émis par chacun des projecteurs, une zone médiane étroite du faisceau restant allumée en permanence, de telle manière que, d'une part, deux occultations successives de même durée d'une même partie d'un même faisceau soient suivies d'un allumage de cette même partie d'une durée moitié de celle d'une occultation, et que, d'autre part, les allumages successifs des parties des trois faisceaux vues les plus à gauche en partant du projecteur le plus à gauche soient sépa rés par une extinction d'une durée égale à celle d'un allumage, tandis que les allumages successifs des parties des trois faisceaux vues les plus à droite en partant du projecteur le plus à droite soient séparés par une extinction d'une durée égale à celle d'un allumage. De cette manière, les feux paraissent à un pilote se trouvant placé trop à droite s'allumer successivement dans un ordre tel qu'il en déduise immédiatement le sens dans lequel il doit se diriger, ces feux s'allumant successivement de la droite vers la gauche, tandis qu'au contraire ces mêmes feux paraissent s'allumer successivement de la gauche vers la droite pour un pilote situé trop à gauche et qu'enfin, dans un petit secteur correspondant à la bonne direction de descente, ces feux apparaissent fixes et simultanément éclaires. Ainsi, le pilote dispose de deux informations, la couleur et le clignotement, entre lesquelles aucune confusion n'est possible et qui lui indiquent simultanément dans quelles directions il doit manoeuvrer pour se trouver dans la bonne pente de descente ainsi que dans la bonne direction, laquelle lui est indiquée lorsque les trois feux lui apparaissent fixes et verts. Le procédé peut, bien entendu, castre généralisé, si besoin est, à plus de trois projecteurs, les déphasages d'allumage de ces feux étant naturellement réalisés d'une manière analogue et telle que l'apparence reste la même, à savoir un déplacement vers la droite du feu éclairé pour un observateur situé trop à gauche et un déplacement vers la gauche pour un observateur situé trop à droite, de telle manière que le pilote ait toujours à se diriger dans le sens qui lui est indiqué par le sens de déplacement apparent des feux allumés. I1 est clair également qu'il n'y a aucun inconvénient lorsqu'on utilise plus de trois projecteurs à avoir plusieurs projecteurs paraissant allumés simultanément, à condition que l'apparence de déplacement reste parfaitement sans ambiguité : il suffit pour cela qu'il y ait au moins deux feux éteints entre deux feux allumés. Une telle généralisation ne présente pas de difficultés pour l'homme de l'art. Un projecteur pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, du type comportant un écran à trois bandes colorées différemment et horizontales, est essentiellement caractérisé par le fait qu'il comporte : un objectif dans le plan focal objet duquel est disposé l'écran formé par trois secteurs de verre colorés de trois couleurs différentes et juxtaposés de manière que leurs lignes de séparation soient orthogonales à l'axe optique de l'objectif, parallèles entre elles et horizontales, un condenseur placé immédiatement en arrière dudit écran et de même axe optique que l'objectif, une source lumineuse placée sur l'axe optique de manière que le condenseur en forme l'image dans l'objectif, et un ensemble de deux volets d'occultation disposés devant l'écran coloré, symétriques l'un de l'autre par rapport au plan axial perpendiculaIre aux lignes de séparation desdits écrans colorés, munis de moyens pour les rendre mobiles entre deux positions extremes, la première dans laquelle chacun se trouve en position d'occultation de la partie correspondante de l'écran et la seconde laissant entièrement découverte la partie correspondante de l'écran coloré, la largeur desdits volets étant telle que la zone médiane du projecteur ne soit jamais recouverte ni par l'un ni par l'autre, les moyens pour rendre mobile chacun desdits volets en rotation coopérant avec un mécanisme de commande de leur ouverture et de leur fermeture pendant des durées de valeur prédéterminées selon une loi périodique. Suivant une autre forme de réalisation, le projecteur comporte deux sources lumineuses séparées par un écran opaque axial et dont les images se forment à travers le condenseur dans l'objectif, les deux dites sources coopérant avec un dispositif de modulation de leurs émissions lumineuses et de leurs extinctions suivant une loi périodique prédéterminée, Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description faite ci-après à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés. Sur ces dessins : la figure 1 représente schématiquement une vue en plan de trois projecteurs selon l'invention alignés perpendiculairement à l'axe d'atterrissage d'un aérodyne la figure 2 représente schématiquement une vue en élévation d'un projecteur selon l'invention tel que disposé sur le terrain et montrant les dispoSitions relatives des trois faisceaux colorés de manière différente émis par le projecteur; la figure 3 représente schématiquement une vue de l'ensemble optique d'un projecteur selon l'invention passant par le plan 111-111 de la figure 2 la figure 4 représente schématiquement une forme de réalisation préférée vue en perspective du dispositif de commande des volets d'occultation partielle des écrans colorés ; et la figure 5 est un graphique montrant, dans le cas où l'on utilise trois projecteurs, les séquences d'occultation et de non occultation relatives des différents projecteurs pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Sur ces dessins, les mêmes références représentent les mêmes éléments. En se référant tout d'abord aux figures 2, 3 et 4 un projecteur selon l'invention, destiné à mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, est essentiellement constitué par un objectif 1 d'axe optique X-X, dans le plan focal 2 objet duquel est disposé un écran 3 formé de trois bandes de verre colorées différemment, par exemple une bande supérieure jaune 3a, une bande médiane verte 3b et une bande inférieure rouge 3c, séparées l'une de l'autre par un bord rectiligne, les deux bords 4a et 4b, parallèles entre eux, séparant respectivement les bandes de verre colorées supérieure et inférieure de la bande médiane étant horizontaux lorsque le projecteur est en place sur le terrain, ladite bande médiane étant telle que son centre coSncide avec le foyer objet de l'objectif.Immédiatement en arrière de l'écran 4 par rapport à l'objectif est disposé un condenseur 5 de même axe optique que l'objectif et en arrière duquel et sur ce même axe est placée la source de lumière 6. Celle-ci est disposée de telle façon que son image à travers le condenseur se forme dans ltobdectif. Par ailleurs, cet ensemble comporte en avant de l'écran coloré un ensemble de deux volets 7a et 7b permettant d'occulter ou de découvrir les parties latérales dudit écran coloré. Chacun de ces volets est rendu mobile en rotation autour d'un axe latéral Y-Y et Z-Z fixe par rapport au projecteur, parallèle au plan de l'écran et orthogonal aux bords rectilignes de séparation des bandes colorées.Chacun desdits volets est rendu mobile, par tout moyen connu approprié, entre deux positions extrêmes, la première dans laquelle l'écran n'est pas occulté latéralement, la seconde dans laquelle la partie latérale correspondante, droite ou gauche, de l'écran est occultée ;- la partie centrale de l'écran plus ou moins large, selon la précision souhaitée, et dont la largeur dépend de celles des volets mobiles, n'est en aucun cas occultée ni par l'un ni par l'autre des deux volets. Be mécanisme de commande de chacun de ces volets peut etre réglé pour que celuici occulte la partie latérale correspondante de l'écran pendant un temps de durée de valeur prédéterminée et la découvre, laissant ainsi émerger de la partie correspondante un faisceau tricolore, pendant un temps de durée de valeur prédéterminée. De cette manière, il est possible de moduler les émissions de lumière sous forme de faisceaux latéraux à trois couleurs allumés ou éteints suivant une loi de forme déterminée pour chacun desdits faisceaux latéraux, le projecteur, en tout état de cause, émettant constamment un faisceau central. On a représenté sur la figure 2 une vue schématique en coupe suivant l'axe optique d'un projecteur P1 selon l'invention dont ledit axe optique X-X est incliné d'un angle d sur l'horizontale et dirigé suivant l'axe d'atterrissage, et qui montre les trois parties colorées différemment du faisceau central correspondant aux trois parties 3a,3b et 3c de l'écran 2, c'est-à-dire, dans l'exemple cité plus haut, colorées de haut en bas respectivement en jaune, vert et rouge. Il est clair que tout projecteur de type connu émettant un faisceau à trois couleurs superposées comme dit cidessus mais agencé pour permettre d'occulter et de découvrir alternativement et selon une loi de forme prédéterminée la partie droite et la partie gauche du faisceau tricolore émis, c'est-à-dire permettant des séquences d'occultation et de non occultation de 11 écran coloré peut être utilisé pour la mise en oeuvre du procédé d'aide à l'atterrissage d'aérodynes tel que ci-après décrit.Ainsi, par exemple, un projecteur comportant les mêmes éléments que le projecteur ci-dessus décrit mals comportant deux sources lumineuses séparées par un écran opaque axial de manière que le condenseur forme desdites sources et dans ltobnectif deux faisceaux l'un à droite, l'autre à gauche mais ayant une partie centrale commune et dont l'éclai- rage de chacune des sources est modulé de la même façon que le projecteur à volets ci-dessus, peut permettre d'obtenir les memes résultats que ce dernier et de ce fait rentre dans le cadre de la présente invention. Lorsqu'on dispose de projecteurs tels que celui ci- dessus décrit, il est possible de guider les aérodynes à l'atterrissage en procédant de la manière suivante. On dispose perpendiculairement à l'axe de la piste, par exemple, trois projecteurs tels que ci-dessus écrits, alignés les uns sur les autres, placés au voisinage les uns des autres et équidistants les uns des autres, c'est-à-dire pouvant, par exemple, se déduire l'un de l'autre par une translation de direction perpendiculaire à celle de l'axe d'atterrissage.Ces trois projecteurs P1, P2 et P3 étant ainsi disposés et -dans cet ordre, par exemple de gauche à droite pour un observateur les regardant de face, c'est-àTdire du c8té où ils peuvent émettre leur faisceau lumineux coloré, on module le mouvement de chacun des volets occulteurs des différents projecteurs de manière que la séquehze d'allumage pour chacun d'eux consiste pour chaque coté, c'est-à-dire chaque volet, en une émission de lumière d'une durée de valeur prédéterminée, par exemple t, suivie d'une extinction, cest-à-Jrre d'une occultation (Q), d'une durée égale au double de cette durée d'émission ou non occultation (ne), c'est-à-dire de valeur 2t. Le graphique de la figure 5 repre sente alors pour chacun des projecteurs P1, P2 et P le décalage existant entre les émissions lumineuses et les extinctions de chacun des cotés gauche (volet 7a) ou droit (volet 7b), et pour l'ensemble des trois projecteurs, les décalages existant entre les mêmes éléments, les périodes de non occultation (NO) étant représentées par les redents, et celles d'occultation (O) par les créneaux.Ainsi, deux ouvertures successives d'un même volet du projecteur P1, réalisées de manière périodique, sont décalées d'une période l'une par rapport à l'autre, et les séquences d'allumage étant telles que le projecteur émet de la lumière du côté correspondant pendant la durée t, cette émisson étant suivie d'une extinction totale du projecteur de ce meme côté pendant une durée 2t, et ainsi de suite. En outre, les ouvertures des deux volets de ce meme projecteur ont lieu avec un décalage tel que les ouvertures des volets du côté droit sont réalisées avec une avance de 2/3 de période par rapport aux ouvertures des volets du côté gauche.Le projecteur central P2, par contre, fonctionne de telle manière que, d'une part, les émissions de lumière de chacune de ses sources lumineuses d'une durée égale à t et les extinctions de durée 2t soient en phase, et que,- d'autre part, ces phases d'émissions de lumière simultanées coïncident avec la phase d'extinction commune aux deux sources du projecteur P1, les volets 7a et 7b s'ouvrant et se fermant simultanément à cet effet. Be projecteur P3 fonctionne de la même manière que le projecteur P1, mais de façon que le volet du côté gauche de ce projecteur se trouve non occulté pendant une durée t et en même temps que le volet du côté droit du projecteur P1, leurs ouvertures et fermetures respectives se trouvant en phase, tandis que le volet du côté droit de ce même projecteur P3 se trouve non occulté pendant une durée t et en même temps que le volet du côté gauche du projecteur P1, -leurs ouvertures et fermetures respectives se trouvant également en phase Dans ces conditions, un observateur placé du côté éclairé par les projecteurs P1, P2 et P3 peut, selon que, de ce côté, il se trouve à droite, à gauche ou au centre d'une telle batterrie de projecteurs, c'est-à-dire la voir respectivement à sa droite, à sa gauche ou de face, comme schématisé sur la figure 2, ou bien dans la partie du secteur éclairé uniquement ducotedupremiervolet de chaque projecteur et correspondant uniquement au ctté droit, ou bien dans la partie du secteur éclairé uniquement ducoté dusecond volet de chaque projecteur et correspondant uniquement accoté gauche, ou bien dans la partie centrale commune aux deux secteurs et éclairée simultanément par les deux sources de chaque projecteur et par suite correspondant uniquement au secteur central 8.Ainsi, comme représenté sur le diagramme de la figure 3, dans le premier cas, c'est-à-dire lorsque l'observateur se trouve à droite de la batterie de projecteurs, il voit les projecteurs s'allumer du côté droit, c'est-à-dire s'allumer successivement le projecteur P3 pendant une durée de valeur t, puis immédiatement après et pendant une durée également de valeur t, le projecteur central P2 puis, enfin, pendant également une durée de valeur t, le projecteur P1, si bien que, comme les valeurs de t sont choisies faibles, ledit observateur voit les différents projecteurs s'allumer successivement de la droite vers la gauche, ayant ainsi l'impression de voir un point lumineux défilant de la droite vers la gauche.Au contraire, s'il se trouve à gauche de la batterie, l'observateur voit les projecteurs s'allumer du côté gauche de chacun des trois projecteurs, et verra, de manière analogue au premier cas mentionné ci-dessus, s'allumer successivement chacun pendant une durée de valeur t, le prodec- teur P1, puis le projecteur central P2 et enfin le projecteur P3, et aura l'impression de voir défiler un point lumineux de la droite vers la gauche. Si l'observateur se trouve dans l'axe d'atterrissage, les feux lui paraîtront fixes et il verra les trois projecteurs allumés simultanément. Si l'observateur ci-dessus mentionné est le pilote d'un aérodyne slapprètant à atterrir sur une piste comportant, une batterie de trois projecteurs tels que ci-dessus décrits alignés, par exemple, perpendiculairement à l'axe de la piste d'atterrissage, et dont les fréquences de modulation des sources lumineuses sont telles que ci-dessus indiqué et décalées les unes par rapport aux autres comme également indiqué, les signaux qu'il reçoit de ladite batterie lui permettent de se situer par rapport à son plan médian et, par suite, par rapport à l'axe de la piste.En effet, s'il voit les projecteurs émettre un feu fixe, c'est qu'il se trouve dans l'axe de la piste et n'a rien à changer à sa direction de marche en gisement, tandis que s'il voit les lumières émises par les trois projecteurs défiler de la droite vers la gauche, il se trouve alors trop à droite dudit axe et doit alors rectifier sa trajectoire en gisement en virant vers la gauche jusqu'à ce qu'il voie les trois projecteurs émettre un feu fixe, et que s'il voit, au contraire, leurs lumières défiler de la gauche vers la droite, il se trouve alors trop à gauche de l'axe de la piste et doit rectifier sa trajectoire en gisement de manière à venir se placer dans cet axe en tournant à droite. Ainsi le sens de défilement des feux perçu par le pilote est le sens suivant lequel le pilote doit rectifier sa trajectoire en gisement. Te site de la trajectoire d'atterrissage est alors obtenu de manière déjà connue. A cet effet, le pilote doit ne voir que le faisceau correspondant pour les trois projecteurs à la coloration de l'écran coloré médian, c'est-à-dire verte. S'il voit uniquement la coloration jaune correspondant à l'écran coloré supérieur il doit descendre, tandis que s'il voit la coloration rouge correspondant à l'écran coloré inférieur, l'aérodyne est trop près du sol et il doit reprendre de l'altitude jusqu'à ce qu'il se trouve dans la zone où il voit la couleur verte uniquement. Ile procédé selon l'invention, tel que ci-dessus décrit, permet ainsi au pilote d'un aérodyne de connaître simultanément et simplement deux informations, c'est-à-dire non seulement la ligne de site suivant laquelle il doit manoeuvrer pour atterrir comme cela était jusqu a maintenant le cas, mais également de rectifier a trajectoire d'atterrissage en gisement, ce qui åusqutalors ne l'était pas de cette manière simple. On a décrit, à titre d'exemple non limitatif, un projecteur muni de volets d'occultation mobiles et indiqué leur mode de déplacement et de commande, mais il est clair que tout autre dispositif et/ou tout autre mode de leur commande et de leur déplacement mis en application et aboutissant à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention rentre dans le cadre de celle-ci. I1 en est de même pour les différents types de pro jecteurs à une ou deux sources lumineuses permettant llobten- tion du même résultat. Plus généralement, il est bien entendu que la pré- sente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter des équivalences techniques à ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de ladite invention, tel que ci-après revendiqué. REVENDICATIONS 1. Procédé de signalisation et de balisage d'une aire d'atterrissage pour aérodyne et d'aide à cet atterrissage, caractérisé par le fait que l'on dispose, alignés perpendiculairement à la direction d'atterrissage, au moins trois projecteurs équipés chacun des trois secteurs colorés horizontaux identiques et dont les axes optiques parallèles entre eux ont une inclinaison sur l'horizontale de valeur prédéterminée et émettant trois faisceaux parallèles dirigés vers l'aérodyne à guider, que l'on occulte alternativement la partie ainsi vue la plus à droite et la partie ainsi vue la plus à gauche du faisceau émis par chacun des projecteurs, une zone médiane étroite du faisceau restant allumée en permanence, de telle manière que, d'une part, deux occultations successives de meme durée d'une même partie d'un même faisceau soient suivies d'un allumage de cette même partie d'une durée moitié de celle d'une occultation, et que, d'autre part, les allumages successifs des parties des trois faisceaux vues les plus à gauche en partant du projecteur le plus à gauche, soient séparés par une extinction d'une durée égale à celle d'un allumage, tandis que les allumages successifs des parties des trois faisceaux vues les plus à droite en partant du projecteur le plus à droite soient séparés par une extinction d'une durée égale à celle d'un allumage, le site ou angle de descente étant ainsi indiqué au pilote par les secteurs colorés tandis que la direction de descente l'est par un clignotement des projecteurs alors allumés successivement dans un ordre tel qu'il indique sans ambiguïté au pilote comment rectifier sa trajectoire. 2. Projecteur optique pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, du type comportant un écran à trois bandes colorées, caractérisé par le fait qu'il comporte un objectif dans le plan focal objet duquel est disposé l'écran formé par trois secteurs de verre colorés de trois couleurs différentes et juxtaposés, de manière que leurs lignes de séparation soient orthogonales à l'axe optique de ltobjectif,paral- lèles entre elles et horizontales, un condenseur placé immédiatement en arrière dudit écran et de même axe optique que l'ob- jectif, une source lumineuse placée sur l'axe optique de manière que le condenseur en forme l'image dans l'objectif, et un ensemble de deux volets d'occultation disposés devant l'écran coloré, symétriques l'un de l'autre par rapport au plan axial perpendiculaire aux lignes de séparation desdits écrans colorés, munis de moyens pour les rendre mobiles entre deux positions extremes, la première dans laquelle il se trouve en position d'occultation de la partie correspondante de l'écran et la seconde laisse entièrement découverte la partie correspondante de l'écran coloré,-la largeur desdits volets étant telle que la zone médiane du projecteur ne soit jamais recouverte ni par l'un ni par l'autre, les moyens pour rendre mobiles chacun desdits volets en rotation coopérant avec un mécanisme de commande de leur ouverture et de leur fermeture pendant des durées de valeur prédéterminées selon une loi périodique. 3. Projecteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte deux sources lumineuses séparées par un écran opaque axial et dont les images se forment à travers le condenseur dans l'objectif, les deux dites sources coopérant avec un dispositif de modulation de leurs émissions lumineuses et de leurs extinctions suivant une loi périodique prédéterminée.