Brevet FR2478825A1 — publié le 19810925

L'invention a pour objet un appareil de contrôle du positionnement d'un observateur mobile dans un plan en un point de stationnement (P) placé à une distance (d) d'un point de repère fixe (o). L'invention s'applique eécialement au positionnement d'un avion sur une aire de stationnement. Dans les aéroports, il est nécessaire de placer les avions en des points de stationnement bien déterminés. C'est le cas notamment lorsque l'aérogare comporte des satellites équipées de passerelles télescopiques qui viennent se placer contre la porte de l'avion. En effet, même s'il est possible de règler la position de l'extrémité de la passerelle ceci ne peut-être fait que dans des limites assez étroites. D'autre part, on pla- ce souvent plusieurs avions autour d'un mêmesatéllite et dans ce cas, il est bien évident que les positions de stationnement des avions doivent- 8tre respectées avec beaucoup de précision. Jusqu'à présent pour guider les pilotes jusqu'à leur point de station- nement, on a utilisé des méthodes très simples mais relativement impréci- ses. L'une de ces méthodes couramment utilisées consistent à guider l'a- vion le long d'une ligne d'approche jusqu'au point de stationnement qui est indiqué au pilote par un moyen de repérage. Par exemple, la ligne d'ap- roche est une droite passant par le point de stationnement (P) et par un point de repérage (0), et qui peut 9tre matérialisée soit sur le sol, soit par l'alignement de deux repères écartés l'un de l'autre, par exemple des feux. Le pilote se maintient sur cette ligne en observant l'alignement et s'arrête lorsqu'un second alignement lui indique qu'il est arrivé au point de stationnement. Par conséquent, le pilote doit regarder dans deux direc- tions, ce qui est assez gênant. D'autre part, les deux alignements sont ma- térialisés par des repères qui, noimalement, ne peuvent être très éloignés les uns des autres et par conséquent l'alignement donnant la position de stationnement fait un angle assez faible avec la ligne d'approche. Il en résulte qu'une erreur d'appréciation du pilote peut se traduire par un é- cart assez important par rapport à la position de stationnement (P)Xixée. L'invention a pour objet un nouvel appareil destiné à équiper les postes de stationnement desaéroports et qui, sans être exagérément encom- brant ni coûteux permettra auxpilotesde positionner leurs appareils avec une grande précision. Conformément à l'invention, l'appareil est constitué par un ensemble optique centré sur le point de repère 0 et susceptible de donner à un ob- servateur se déplaçant avec le mobile deux images d'un point de repère pla- cé sur le mobile, lesdites images étant superposées-lorsque le point de re- père du mobile est à la verticale du point de stationnement P. Dans un mode de réalisation préférentiel l'ensemble optique comprend une glace fixe semi-transparente placée dans un plan passant pa'r le point fixe de repérage 0 et faisant un angle de 450 avec la ligne d'approche P0 0, un dispositif de réflexion susceptible de renvoyer parallèlement à eux- mêmes dans la direction opposée les rayons lumineux venant de l'observateur et ayant rencontré la glace semi-transparente au point 0 et un miroir plan faisant avec la glace semi-transparente un angle A tel que le rayon lumi- neux venant du point P et passant par le point 0 après réflexion sur ce mi- roir soit renvoyé dans la direction P 0 après réflexion sur la glace semi- transparente. De préférence, le miroir plan est monté orientable autour d'un axe perpendiculaire au plan de déplacement de l'observateur et est associé à un dispositif d'orientation permettant, par variation de l'angle A de rè- gler la distance (d) du point de stationnement P au point de repérage 0. L'invention va maintenant être décrite en se référant à un mode de réalisation particulier et à des variantes données à titre d'exemple et re- présentées sur les dessins annexés. La figure 1 est une vue très schématique en perspective, d'une aire de stationnement d'avion équipée d'un dispositif selon l'invention. Les figures 2, 3 et 4 représentent respectivement un schéma optique et deux variantes du dispositif. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un satellite 1 d'aé- rogare auprès duquel doit venir se positionner un avion 2. D'une façon classique, l'avion s'approche du point de stationnement en se maintenant le long d'une ligne d'approche matérialisée par exemple par une mire. L'appareil de contrôle selon l'invention se compose d'un ensemble op- tique 3, qui est placé sur le satellite 1 et dont le fonctionnement est re- présenté schématiquement sur les figures 2, 3 et 4. Dans le mode de réalisation représenté, l'appareil se compose de deux miroirs 31, 32 et d'une glace semi-transparente 33. Le centre de la glace 33 sert de point de repérage 0 car c'est par rapport à lui que sont effectués les mesures de distance. Le point P de stationnement est placé à une distance (d) du point O. La mire 11 matérialise la ligne d'approche qui est située dans le plan ver- tical passant par les points O et P. Le miroir 31, dans le cas des figures 2 et 3 est perpendiculaire à la droite OP. Par conséquent, il renvoie sur eux-mêmes les rayons venant de l'oeil de l'observateur étayant traversé la glace semi-transparente 33 qui fait un angle de 450 avec la ligne P O et par conséquent avec le miroir 31. Le miroir 32 fait un angle A avec la glace 33. Ce système donne d'un observateur se déplaçant suivant l'axe xx' pas- sant par les points P et 0 et perpendiculaire au miroir 31 deux images de lui-même dont l'écart apparent est fonction de la distance de l'observatetr au miroir 31. La première de ces deux images est donnée par le miroir 31, la deuxième étant le résultat des trois réflexions sur le miroir 32, la glace semi-transparente 33 et le miroir 31. L'angle A est choisi de-telle sorte que les deux images paraissent confondues pour l'observateur se trouvant au point P. Dans ce cas, comme on l'a représenté sur la figure, les rayons rencontrant la glace 33 au point O, soit directement suivant la droite x'x soit après réflexion sur le miroir 32 font entre eux un angle 2A. Un observateur se déplaçant le long de xx' voit donc les deux images de lui-même se rapprocher l'une de l'autre au fur et à mesure qu'il se rap- proche du point P pour lequel les images lui apparaissent confondues. Un tel système renseigne donc l'observateur à la fois sur la distance au point P par l'appréciation de l'écart entre les deux images et sur la vitesse de rapprochement à ce même point P par l'appréciation de la vites- se de variation de cet écart. Le positionnement peut-être fait avec une grande précision si le pilote prend soin de faire coïncider les images de points particuliers comme par exemple un feu clignotant 21 placé sur l'a- 3O vion. La distance d'arret d = OP peut être règlée en faisant varier l'angle A au moyen d'un dispositif étalonné 35 qui fait tourner le miroir 32 au- tour d'un axe vertical. On notera qu'un écart (e) par rapport à la ligne d'approche (xx') se traduit dans le système de l'invention par une erreur (dl) moins grande sur la distance (d) à respecter.. On peut montrer en effet, que (dl = etg A,) et donc que la distance d'arrêt (d) est faiblement influencée par la précision latérale (e) (figure 2) de la trajectoire suivie par l'avion dais 24788?5 le cas o A est petit. Sur la figure 2, on.voit que si l'observateur s'ap- proche selon la ligne (xîx., il va s'arrêter en Pl, l'erreur (dl) sur la distance d'arrêt étant a-sez faible. Au contraire, si par exemple le point de stationnement P avait été défini par un alignement (yy') l'avion se se- rait arrêté en P2, l'erreur (d2) étant beaucoup plus importante. En effet, en pratique il est difficile de définir des alignements transversaux don- nant une bonne précision d'arrêt et qui en outre obligent le pilote à tour- ner sensiblement la t9te pour les observer. Pour faciliter la superposition des deux images, il est préférable, comme on-l'a représenté sur la figure 3 de placer un filtre coloré 34 sur le trajet entre le point O de la glace 33 et le point I d'incidence sur le miroir 32. Cependant, on peut à cet effet, utiliser d'autres systèmes con- nus. Par exemple, il est possible de basculer le miroir 32 en l'inclinant légèrement par rapport à la verticale. Ainsi, on donne un léger décalage en hauteur entre les deux images données par le système et il est plus fa- cile d'aligner les deux images que d'en réaliser la coïncidence. Comme on l'a indiqué plus haut, le pilote peut s'observer lui-même ou bien choisir un point de repère 21 sur l'avion, qu'il placera à la vertica- le du point de stationnement P. Il suffit en effet de choisir le point de repère 21 et de dimension- ner l'ensemble optique de façon telle que les-deux images du point de repè- re viennent se superposer dans l'oeil du pilote. - D'ailleurs,ltinvention ne se limite évidemment pas aux détails du mo- de de réalisation qui vient d'être décrit car on pourrait imaginer des va- -riantes en utilisant des moyens équivalents. A titre d'exemple, sur la figure 4, on a montré une autre disposition du miroir 31 qui, dans ce cas, est parallèle à la ligne d'approche PO. L'in portant est en effet que le miroir 31 renvoie sur eux-mêmes les rayons ayant rencontré la glace semi-transparente 33 au point 0, et il suffit pour cela qu'ils fassent un angle de 450 avec la face réfléchissante de la gla- ce 33 qui, dans ce cas, est traversée sans réflexion par les rayons rencon- trant le miroir 32. Pour que le même système soit utilisable par des avions de taille très différente, on pourrait être obligé de donner au miroir des dmensions trop iportantes. C'est pourquoi, comme on l'a représenté sur la figure 1, il peut être intéressant de remplacer le miroir 31 par un dièdre à 900 310 ayant son arate horizontale et orientée à 450 par rapport à la glace 33. On sait en effet, qu'un tel dièdre est un invariant optique qui renvoie dans une direction parallèle à eux-mêmes tous les rayons se trouvant pla- cés dans un plan perpendiculaire à son arête. Ainsi l'observateur pourrait se trouver placé au-dessus ou en-dessous du système et il verrait les deux images se former l'une au-dessus de l'autre comme dans le cas exposé pré- cédemment. On voit que grâce au système selon l'invention le pilote de l'avion se trouve à tout moment renseigné sur sa distance au point d'arrêt sans avoir besoin de tourner la t9te, les deux images apparaissant en face de lui. On notera que l'appareil peut également être utilisé d'une façon gé- nérale, pour guider le pilote suivant une trajectoire rectiligne. Il suffit pour cela de tracer un repère sur le miroir 31 dans le plan vertical pas- sant par la ligne d'approche PO. Le pilote aligne alors l'image donnée par le miroir avec ce repère en même temps qu'il observe la distance entre les deux images données par le système. Si l'appareil a été mis au point pour le positionnement des avions sur les aires de stationnement, il est évident qu'il pourrait aussi être utili- sé dans d'autres applications et, d'une façon générale, chaque fois que l'on doit placer un mobile soit en un point déterminé le long d'une ligne d'approche déterminée. REVENDICATIONS 1) Appareil de contrôle du positionnement d'un engin mobile dans un plan en un point de stationnement (P) placé à une distance (d) d'un point de repère fixe (0), le mobile s'approchant du point (P) en suivant sensi- blement la ligne (PO) dans la direction de (0), caractérisé par le fait qu'il est constitué par un ensemble optique (3) centré sur le point de re- père (0) et susceptible de donner à un observateur se déplaçant avec le mo- bile (2) deux images d'un point de repère (21) placé sur le mobile, lesdi- tes images étant superposées lorsque le point de repère (21) du mobile (2) est à la verticale du point de stationnement (P). 2) Appareil de contrtle de positionnement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ensemble optique (3) comprend une glace fi- xe (33) semi-transparente placée dans un plan passant par le point fixe (0) et faisant un angle de 45 avec la ligne d'approche (PO), un disposi- tif de réflexion (3) susceptible de renvoyer parallèlement à eux-mêmes dans la direction opposée les rayons lumineux venant de l'observateur et ayant rencontré la glace semi-transparente au point (O) et un miroir plan (32) faisant avec la glace semi-transparente un angle A tel que le rayon lumineux venant du point (P) et renvoyé sur le point (0) après réflexion sur ce miroir (32) soit renvoyé dans la direction (OP) après réflexion sur la glace semi-transparente (33). 3) Appareil de contrôle de positionnement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le miroir plan (33) est monté orientable au- tour d'un axe perpendiculaire au plan de déplacement de l'observateur et est associé à un dispositif d'orientation (35) permettant, par variation de l'angle (A), de règler la distance (d) du point de stationnement fixé (P) au point de repérage (0). 4) Appareil de contrôle de positionnement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif de réflexion est un miroir plan (31) faisant un angle de 45 avec la face réfléchissante de la glace semi- transparente (33). ) Appareil de contrôle de positionnement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif de réflexion est un dièdre à 90 formant un invariant optique et dont l'arête (310) est parallèle au plan de déplacement de l'observateur et fait un angle de 45 avec la face ré- fléchissante de la glace semi-transparente (33). 6) Appareil de contrÈle de positionnement selon l'une des revendica- tions 2 à 5 caractérisé par le fait qu'un filtre coloré (34) est placé sur le trajet des rayons allant du miroir orientable (32) à la glace semi- transparente (33). 7) Appareil de contrôle de positionnement selon l'une des revendica- tions 2 à 5 caractérisé par le fait que le miroir orientable (32) est très légèrement incliné par rapport à la perpendiculaire au plan de dépla- cement du mobile. 8) Appareil de contrMle de positionnement selon l'une des revendica- tions précédentes et caractérisé par le fait qu'un repère placé sur le dispositif de réflexion (31) permet le guidage suivant une trajectoire rectiligne du déplacement de l'observateur.