Brevet FR2508161A1 — publié le 19821224

- DISPOSITIF DE VISUALISATION POUR SUIVRE LES MANOEUVRES D'UN VAISSEAU SOUS-MARIN La présente invention concerne un dispositif de visualisation comportant un écran d'affichage pour afficher des informations concernant les ma- noeuvres d'un vaisseau sous-marin. Actuellement, les informations relatives aux performances et aux manoeu- vres d'un vaisseau sous-marin sont représentées sur des unités d'affi- chage séparées Par conséquent, il est nécessaire de disposer d'écrans d'affichage individuels destinés à afficher les informations suivantes profondeur réelle et profondeur théorique, l'avance réelle et théorique, l'angle du nez du vaisseau, les angles des ailerons avant et arrière, l'angle du gouvernail, la vitesse de changement de l'angle du nez du vaisseau, la vitesse, la vitesse angulaire réelle et théorique de l'ar- bre de l'hélice Pour surveiller un nombre aussi important d'écrans, il est en toute objectivité nécessaire de faire appel à plusieurs person- nes. Un objet de la présente invention est de réaliser un dispositif d'affi- chage pouvant être utilisé pour afficher plusieurs des informations sus- mentionnées, de telle manière qu'elles puissent être interprétées par un seul opérateur. Dans ce but, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un générateur d'image qui engendre une représentation graphique du faisceau sur l'écran, et des organes d'entrée qui reçoivent des in- formations relatives à l'attitude du vaisseau ou de ses surfaces de con- trôle, le générateur d'image étant agencé pour modifier ladite représen- tation graphique ou sa disposition sur l'écran en fonction desdites in- formations. Selon une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le générateur d'image peut engendrer un premier symbole représentant la profondeur réelle du vaisseau et un second symbole représentant la profondeur à la- quelle il devrait se trouver,appelée profondeur théorique, le générateur 34 effectuant le déplacement relatif desdits symboles en fonction des -2- changements dans la différence entre la profondeur réelle et la profon- deur théorique du vaisseau Le générateur peut effectuer le déplacement du second symbole sur l'écran lorsque la profondeur réelle du vaisseau change, le premier symbole restant stationnaire sur l'écran tant que la profondeur réelle se trouve dans un secteur prédéterminé voisin de la profondeur théorique. Selon un autre aspect de la présente invention, le dispositif de visua- lisation comportant un écran d'affichage pour afficher des informations - concernant les manoeuvres d'un vaisseau sous-marin est caractérisé en ce qu'il comporte un générateur d'image qui engendre un premier et un se- cond affichage numérique correspondant respectivement à une valeur réelle et à une valeur théorique, et en ce que le générateur d'image effectue à la fois le changement de la valeur de l'affichage numérique et de la disposition des nombres affichés les uns par rapport aux autres selon le changement qui s'opère dans les valeurs effectives ou théoriques. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation et du dessin annexé, dans lequel: La figure 1 représente schématiquement le dispositif de visualisation selon l'invention, et Les figures 2 à 5 représentent l'écran d'affichage dans différentes con- ditions. En référence à la fig 1, le dispositif selon l'invention comporte une unité de commande 1 et une unité d'affichage 2 L'unité de commande 1 reçoit des signaux d'entrée analogiques sur les lignes 10 et des signaux d'entrée numériques sur les lignes 11, et est agencée pour fournir des signaux de sortie vidéo sur les lignes 12 pour commander la génération de signaux d'affichage émis par l'unité d'affichage 2. L'unité de commande 1 comporte un système intermédiaire 14 auquel sont transmis les signaux analogiques d'entrée transmis par la ligne 10, et qui fournit des signaux de sortie numériques sur la ligne 15 vers un-gé- 37 nérateur vectoriel 16 Le générateur vectoriel 16 reçoit directement les -3- signaux d'entrée numériques transmis par la ligne 11 Les signaux d'en- trée transmis par les lignes 10 et 11 sont dérivés d'un compas, d'un dé- tecteur de position du vaisseau 21, d'un profondimètre 22, d'un dispo- sitif de mesure 23 de l'angle des ailerons antérieurs, d'un dispositif de mesure 24 de l'angle des ailerons postérieurs, d'un dispositif de me- sure de la vitesse du vaisseau ou loch 25, d'un dispositif de mesure an- gulaire 26 de l'arbre de l'hélice et d'un dispositif de mesure 27 de l'angle du gouvernail L'unité de commande 1 reçoit également les si- gnaux d'entrée en réponse à la profondeur commandée ou théorique, l'a- vance commandée et la vitesse angulaire commandée de l'hélice. Le générateur vectoriel 16 est de type connu en soi et est programmé de façon appropriée pour engendrer des signaux vidéo sur la ligne 30 re- présentant les différents symboles destinés à être affichés Ces signaux sont transmis à un système intermédiaire 31 pour produire des signaux de sortie sur la ligne 12 qui est raccordée à l'unité d'affichage 2. L'alimentation en puissance des systèmes intermédiaires 14 et 31 et du générateur vectoriel 16 est fournie par une unité d'alimentation 32, qui en fait reçoit l'énergie par la ligne 33 depuis les générateurs du vaisseau. L'unité d'affichage 2 est de construction conventionnelle et comporte un tube cathodique 40 contrôlé par un amplificateur et un circuit de ba- layage 41, qui reçoit les signaux d'entrée par la ligne 12 Le tube ca- thodique 40 comporte de préférence un écran 42 à phosphore rouge et est monté et protégé de telle manière qu'il ne puisse pas être endommagé par des vibrations ou des chocs Il est à noter que le tube cathodique pourrait être remplacé par une grille constituée par exemple d'élé- ments photoémetteurs ou réflecteurs. Des unités d'affichage auxiliaires 2 ' peuvent également être associées au dispositif selon l'invention. Les fig 2 à 5 représentent différents affichages pouvant être perçus sur l'écrant 42 Cet affichage peut être fait sous forme d'écritures 37 directes ou par l'intermédiaire d'un balayage de grilles. -> 4 - A gauche de l'écran 42 se trouve une ligne verticale 100 et deux blocs 101 et 102 disposés de part et d'autre de la verticale 100, ces deux blocs contenant tous deux la représentation numérique " 065 ". Le bloc 101 indique la vitesse angulaire effective de l'hélice, tandis que le bloc 102 représente la vitesse angulaire théorique ou commandée de cette hélice Les deux blocs 101 et 102 peuvent être déplacés verti- calement le long de la ligne 100 selon les vitesses enregistrées Les deux blocs 101 et 102 fournissent ainsi à la fois une représentation analogique et numérique de la vitesse de rotation de l'hélice, tandis que la ligne de séparation verticale fournit la différence entre les vitesses réelle et théorique. A l'extrémité supérieure de la ligne 100 est représenté un autre bloc 105 qui représente la vitesse du loch, c'est-à-dire la vitesse du vais- seau par rapport à l'eau Le loch est représenté par trois chiffres " 043 " présentés sous la forme de chiffres d'un compteur à rouleaux, le dernier chiffre pouvant être déplacé vers le haut ou vers le bas dans le bloc 105 selon les variations du loch De cette manière, la vitesse réelle apparaît de façon très précise. Le long du bloc 105, on peut afficher d'autres informations sous forme d'inscriptions codées ou non. A la base de l'écran 42 se trouve une échelle graduée horizontale 106, calibrée en degrés de O à 3600 et correspondant à l'orientation du vaisseau Seule une partie de cette échelle 106 (environ 300) apparaît sur l'écran, l'échelle étant déplacée sur l'écran lorsque l'inclinai- son change Sous l'échelle 106, au centre de l'écran 42, apparaît une ligne de référence 107 qui indique l'orientation précise du vaisseau sur l'échelle 106 Au-dessus de l'échelle 106 est disposé un bloc 108, dans lequel est représentée l'inclinaison commandée du vaisseau en de- grés. Un petit symbole 109 de forme ovale représente la position du gouver- nail et se déplace au-dessus du bloc 108 Ce symbole est tourné vers la 37 gauche ou vers la droite, en fonction de la position réelle du gouver- 2 508161 nail A gauche du symbole 109 se trouvent deux indications numériques qui fournissent l'angle du gouvernail. Une ligne horizontale 110, composée de petits cercles juxtaposés, tra- verse l'écran 42 de la ligne verticale 100 à gauche de l'écran, jusqu'à l'échelle verticale 111 à droite de l'écran La ligne horizontale 110 représente la profondeur commandée et se déplace vers le haut ou vers le bas de l'écran en fonction des modifications de cette valeur, en même temps que l'échelle de profondeur 111 qui se déplace également vertica- lement A droite de l'échelle de profondeur 111 se trouve un bloc 112 contenant une représentation numérique de la profondeur commandée. Approximativement au centre de l'écran se trouve le symbole 200 repré- sentant le sous-marin, qui peut être tourné autour d'un axe à angle droit par rapport à l'axe du symbole et le plan de l'écran 42 Le sym- bole 200 a la forme générale d'un sous-marin et est pourvu de deux sym- boles 201 et 202 rotatifs, qui représentent respectivement l'angle des ailerons avant et arrière, c'est-à-dire des surfaces de commande par lesquelles on détermine la position du vaisseau par rapport au plan ver- tical Un symbole vectoriel 203 s'étend depuis l'arrière du symbole 200 jusqu'à une faible distance dépassant son extrémité antérieure La par- tie du symbole vectoriel 203, qui se projette à l'extérieur du sous-ma- rin 200, est courbée pour indiquer la vitesse de changement de l'angle de pointe Une marge de référence 204 est alignée avec l'axe du symbole représentant le sous-marin. Une représentation numérique de l'attitude du sous-marin est représentée sous le symbole 200, sous la forme d'un affichage numérique du type compteur à tambour, indiquant le dixième de degré ainsi que l'inscription "bas" ou "haut" Les indications correspondant aux angles des ailerons sont portées au-dessus des symboles 201 et 202 accompagnés des lettres "D" ou "R" correspondant respectivement à "plonger" ou "émerger". Une ligne horizontale interrompue 210 s'étend à travers l'écran 42 et le symbole 200 illustrant le sous-marin Cette ligne représente la profon- deur réelle du vaisseau et se termine à son extrémité droite par un bloc 37 212 disposé à gauche de l'échelle de profondeur 111, et contenant une 6- indication numérique correspondant à la profondeur effective Le bloc 212 montre la profondeur réelle au dixième de mètre près. Lorsque le vaisseau est en plongée à une profondeur déterminée, par e- xemple à trente mètres comme le montre la fig 2, la ligne de profondeur commandée 110 est fixée à trente mètres et se déplace vers le haut de l'écran 42 lorsque le navire plonge On notera en outre que l'échelle 111 et le contenu du bloc 212 changent également au moyen d'une modification de la profondeur du bâtiment. Lorsque le navire atteint la profondeur commandée, la ligne de profon- deur correspondante 110 se superpose à la ligne de profondeur réelle 210 comme le montre la fig 3 A ce moment, on règle les surfaces de com- mande, c'est-à-dire les ailerons, pour maintenir cette profondeur alors que le navire se trouve en position horizontale La fig 3 représente le vaisseau et ses ailerons à zéro degré On notera que la position réelle du bateau a changé vers la position correspondant à environ 1240, et que le gouvernail a été déplacé à 30 à tribord pour compenser cela et ra- mener la direction à 1500 Il est à remarquer qu'alors que l'échelle de direction 106 a été déplacée de telle manière qu'elle n'inclut pas la valeur du cap commandé à 1500, le bloc 108 reste affiché à l'extrême droite de l'écran. Lorsque le bateau a atteint ou arrive dans un secteur proche de la pro- fondeur commandée, le mode de présentation du symbole 200, ainsi que l'échelle des profondeurs théoriques, ont changé, Le symbole correspon- dant à la profondeur théorique ou commandée reste fixé sur l'écran 42, tandis que tout changement de la profondeur réelle du bateau est repré- senté par le déplacement du bateau lui-môme vers le bas ou vers le haut de l'écran Sur la fig 4, le bateau est représenté après être remonté au- delà de la profondeur commandée jusqu'à environ vingt mètres, de sorte qu'il devient apparent d'effectuer les manoeuvres de correction sur les organes de commande du bateau. Des déviations trop importantes par rapport à la profondeur commandée du bateau amènent le symbole 200 vers les bords supérieur ou inférieur 37 de l'écran Lorsque cela se produit, l'écran revient à son mode origi- -7- nal dans lequel la ligne de profondeur commandée est déplacée Le sym- bole 200 est déplacé vers le centre de l'écran, la ligne de profondeur théorique étant également déplacée de telle façon qu'il reste écarté de la ligne de profondeur théorique jusqu'à ce qu'il touche à nouveau le bord de l'écran. D'autres fonctions peuvent être affichées sur l'écran comme le montre la fig 5 Sur cette figure, deux lignes verticales 301 et 302 sont affi- chées en-dessous du bloc 212 d'affichage de la profondeur réelle Ces lignes indiquent la profondeur qui sera atteinte respectivement dans une et trois minutes, et sont tracées par le générateur vectoriel 16 grâce au calcul approprié de la vitesse de plongée. La présente invention a été décrite en référence à une forme de réalisa- tion particulière Toutefois, elle peut subir différentes modifications et se présenter sous différentes variantes évidentes pour l'homme de 17 l'art. -8 - Revendications 1 Dispositif de visualisation comportant un écran d'affichage pour af- ficher des informations concernant les manoeuvres d'un vaisseau sous-ma- rin, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur d'image ( 1) qui en- gendre une représentation graphique ( 200) du faisceau sur l'écran ( 42), et des organes d'entrée ( 14, 16) qui reçoivent des informations relati- ves à l'attitude du vaisseau ou de ses surfaces de contrôle, le généra- teur d'image étant agencé pour modifier ladite représentation graphique ( 200) ou sa disposition sur l'écran ( 42) en fonction desdites informa- tions. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gé- nérateur d'image ( 1) engendre un premier symbole ( 210) représentant la profondeur réelle du vaisseau, et un second symbole ( 110) représentant la profondeur à laquelle devrait se trouver le vaisseau, et en ce que le générateur ( 1) effectue le déplacement relatif des symboles ( 210, ) selon des variations de la différence entre la profondeur réelle et la profondeur théorique. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le géné- tateur ( 1) effectue des déplacementssur l'écran ( 42) du second symbole ( 110) lorsque la-profondeur réelle du vaisseau change, le premier sym- bole ( 210) restant stationnaire sur l'écran ( 42) sans que la profon- deur réelle se situe dans un secteur déterminé voisin de la profondeur théorique. 4 Dispositif selon' la revendication 3, caractérisé en ce que le géné- tateur ( 1) effectue le déplacement du premier symbole ( 210) en fonc- tion des changements de la profondeur effective du vaisseau lorsque cette profondeur effective entre dans le secteur prédéterminé voisin de la profondeur théorique. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un chan- gement de la profondeur réelle, par rapport à la profondeur théorique, entraîne le générateur ( 1) à maintenir le premier symbole ( 210) sta- tionnaire, et à effectuer le déplacement du second symbole par rapport -9au premier symbole, lorsque ce dernier ( 210) se trouve à proximité du bord de l'écran ( 42). 6 Dispositif de visualisation comportant un écran d'affichage pour af- ficher des informations concernant les manoeuvres d'un vaisseau sous-ma- rin, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur d'image ( 1) qui en- gendre un premier et un second affichage numérique ( 101 et 102, 212 et 112) correspondant respectivement à une valeur réelle et à une valeur théorique, et en ce que le générateur dimage ( 1) effectue à la fois le changement de la valeur de l'affichage numérique et de la disposition des nombres affichés les uns par rapport aux autres selon le changement qui s'opère dans les valeurs effectives ou théoriques. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les va- leurs effectives et théoriques représentent la vitesse de l'arbre de l'hélice du vaisseau. 8 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les va- leurs effectives et théoriques représentent la profondeur du vaisseau. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le générateur ( 1) engendre une représentation graphique ( 201, 202) des ailerons avant et arrière du vaisseau, et en ce que le générateur modifie l'orientation de la représentation gra- phique de ces ailerons en fonction des changements de la position an- gulaire de ces ailerons. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le générateur ( 1) engendre des signaux pour pro- duire un symbole linéaire ( 203) dont la courbure représente la vitesse 31 de la variation de l'angle du nez du vaisseau.