INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Ce dispositif présente également l'avantage de fonctionner à fréquence constante, le circuit logique engendrant des signaux de sortie de forme parfaitement calibrée et dont la somme présente une fréquence constante.
Selon une particularité de l'invention, le générateur comprend au moins un condensateur aux bornes duquel sont engendrées des charges électriques calibrées positives ou négatives, ce condensateur étant périodiquement chargé et déchargé dans l'intégrateur grâce au circuit de commutation, ce dernier sélectionnant en fonction des signaux de sortie du dispositif, soit la charge positive, soit la charge négative, suivant que l'impulsion provient respectivement de la première ou de la seconde sortie.
Grâce à la forme des signaux de sortie du dispositif, le circuit de commutation est commandé de manière à ce que les durées de charge et de décharge du condensateur du générateur soient constantes. De cette manière, les quantités d'électricité appliquées à 1'intégrateur sont parfaitement maîtrisées.
Ce dispositif procure en outre une excellente linéarité et son facteur d'échelle est facile à maîtriser.
Un mode de réalisation du dispositif selon l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 représente schématiquement un convertisseur de type "SIGMA DELTA" à sortie différentielle selon l'invention ; la figure 2 montre un exemple de réalisation du circuit comprenant l'intégrateur, le générateur de charges calibrées et le circuit de commuta tion ; la figure 3 représente schématiquement un filtre numérique permettant d'obtenir les valeurs numériques correspondant au signal analogique en entrée du dispositif, à partir des signaux de sortie du schéma de la figure 1 la figure 4 montre la forme des signaux transi tant en différents points du dispositif.
Sur la figure 1, le dispositif de conversion analogique 7 numérique selon l'invention comprend un multiplexeur 2 permettant de sélectionner le signal analogique X à traiter, lequel traverse auparavant un filtre antirepliement 1 constitué par un simple filtre passe-bas dont la fréquence de coupure correspond à la fréquence maximum susceptible d'être traitée par le dispositif de conversion.
La sortie du multiplexeur 2 est ensuite appliquée à un intégrateur 5 puis à un comparateur 6 délivrant un signal logique D1 au niveau 1 ou 0 suivant que le signal en entrée est respectivement positif ou négatif.
Ce signal D1 est traité par un circuit logique comprenant une horloge 9, deux bascules D 7,8 et deux portes ET 10,11.
Dans ce circuit, l'horloge 9 délivre un signal g de fréquence constante permettant de cadencer une première 8 des deux bascules D dont la sortie complémentée Q2' est rebouclée sur son entrée D2 de manière à réaliser un diviseur de fréquence par deux de la fréquence de l'horloge. La sortie Q2 de la première bascule D 8 permet de cadencer la seconde bascule D 7 sur laquelle est appliqué en entrée le signal logique D1. Les deux portes ET 10,11 comprennent chacune trois entrées, les deux premières de chacune d'elles étant reliées respectivement à l'horloge 9 et à la sortie complémentée Q2' de la première bascule 8, tandis que les troisièmes sont respectivement connectées à la sortie non complémentée Q1 et complémentée Q1' Les sorties I+,I de ces deux portes ET 10,11 constituent la sortie différentielle du dispositif.
Par ailleurs, ce dispositif comprend un générateur 3 de charges calibrées de type connu apte à délivrer des charges électriques positives +Qo ou négatives -Qo de même valeur absolue, et un circuit de commutation 4 contrôlé par les impulsions issues des sorties 1+ ,I des deux portes ET 10,11. Ce circuit de commutation a pour rôle de sélection ner parmi l'une ou l'autre des charges électriques calibrées +Qo,-Qo, celle qui est retranchée à l'intégrale du courant imposé par le signal X' en entrée de l'intégrateur 2. Plus précisément, il permet de sélectionner la charge positive +Qo ou négative -Qo en fonction du signal, respectivement I+ ou I d'où provient la dernière impulsion qu'il détecte.
Sur la figure 2, l'intégrateur 5 comprend par exemple un amplificateur opérationnel A en parallèle avec un condensateur C1. Cet intégrateur 5 est connecté par son entrée E d'une part, à la tension X à mesurer par l'intermédiaire d'une résistance R1 et du multiplexeur 2, et d'autre part, à un condensateur de calibrage C2, par l'intermédiaire d'un circuit de commutation. Ce circuit de commutation fait intervenir de façon classique deux paires d'interrupteurs S1 à S4, l'une des paires S1,S2 étant destinée à assurer la connexion dans un premier sens de l'intégrateur 5 au condensateur C2, tandis que l'autre paire S3,S4 permet d'effectuer cette connexion en sens inverse.
Le condensateur de calibrage C2 est, quant à lui, relié à une source de courant GTR à tension constante Vz par l'intermédiaire de deux interrupteurs synchrones Ss,S6.
La figure 2A représente, toujours schématiquement pour comparaison, un profil porteur suivant l'invention, élastique et doté à l'extrados d'une aspiration naturelle de couche limite, tandis que la figure 2B illustre un détail, vu de l'aval, du profil de la figure 2A.
Les figures 3A et 3B sont, en élévation d'épaisseur exagérée, et en vue par dessus de la structure seule, une variante de profil élastique à soufflage naturel.
La figure 4 montre en demi-coupe une carène élastique (soufflée).
La figure 5 est une élévation schématique coupée de l'appui avant d'une cellule d'avion tandem ultra-léger.
L'extrados amont est à flexion élastique alors que l'extrados aval comme l'intrados sont de simples films tendus avec reprise externe d'efforts, par la cellule.
La figure 6 donne un détail de réalisation possible du longeron macro-composite et précontraint correspondant.
En référence à la figure 1, on peut voir en demicoupe un profil d'apparence classique et symétrique pour simplifier. Son bord d'attaque A est arrondi - les rayons de courbure usuels valant de 1 à 3% de la corde AF -; le bord de fuite F présente un dièdre léger; le matre-couple M c se situe généralement entre 30 et 50% de la corde, la valeur supérieure correspondant aux profils dits "laminaires.
On note que la courbure locale décroît de A à F et, notamment, à l'extrados EA r EF . D'ailleurs, un V élastique à sommet arrondi ou "pince de photographie" (représenté en pointillés), dont on force les deux extrémités à se rejoindre en F, stavère très proche des profils NACA mais s'écarte des laminaires. Quel que soit son mode de réalisation et notamment par déformation, coulée et/ou usinage, un tel profil est réputé clos, à quelques évents près, aux fins d'équilibrage des pressions externe et interne et d'évacuation de toute entrée d'eau intempestive. Il est réputé solide ou indéformable, le revêtement étant généralement raidi par des nervures rigides (non représentées, mais parallèles au plan de figure et en nombre suffisant en envergure).
La figure 2 montre comparativement et toujours schématiquement un exemple de profil suivant l'invention.
Ses particularités essentielles et distinctives sont les suivantes - la portion d'extrados amont EA, dépassant légèrement le maître-couple M c vers 11 aval, présente une courbure continûment croissante (et non plus décroissante) à partir d'un éventuel arrondi en A, et la tangente la plus aval T E de cette portion d'extrados passe sous F; - la portion aval d'extrados EF présente une courbure réflexe ou inverse, tant par sa concavité vers le haut que par sa décroissance continue dans le sens de 1 'écoulement; - l'intrados I est également à courbure continûment variable, et ici décroissante à partir d'une tangente T1 voisine du bord d'attaque A;; - la structure est réduite à un longeron 2, de section générale trapézoïdale pour fixer TE, et à des nervures planes 3 équicontraintes joignant respectivement les zones Mc, A et F. Les modes d'assemblage avec le revêtement, de raideur appropriée à sa flexion purement élastique, sont de tout type classique ou détaillé plus loin sur des exemples, ce qui n' exclut toutefois nullement une consolidation du revêtement, notamment par moussage interne sans pression de tout matériau à pores ouverts;; - enfin, un léger redan peut être situé à l'extrados, juste en aval du maître-couple Mc et/ou du point de courbure maxima de EA I1 est alors constitué avantageusement par une bande transversale 1 à double peau (qui ressemble à une embouchure d'harmonica comme le montre la figure 2B), combinant des fonctions structurales et aérodynamiques.
Du point de vue de la résistance des matériaux, cette bande 1, qui peut s'obtenir par filage ou injection sous pression d'alliages ou tous polymères rigides et légers, sert à relier au longeron 2 les portions amont EA et aval E F du revêtement d'extrados, avec reprise des moments de flexion correspondants. Cela, par tous procédés d'assemblage continu ou discontinu comme : clipsage avec bord tombé, collage, épinglage par rivets ou boulons,soudage par points ou haute fréquence, etc..
Aérodynamiquement, sa peau supérieure étant solidarisée avec EA et l'inférieure avec EF, elle crée un léger redan. Celui-ci peut être mis à profit pour améliorer la stabilité de la couche-limite d'extrados, selon deux modalités classiques dont la figure 2 représente la première, par aspiration. Dans ce cas, l'écoulement externe pariétal orienté selon T E est supposé assez énergétique pour induire une dépression interne et pour stabiliser définitivement la couche limite d'extrados, de façon connue en soi, via des perforations ou toute porosité de EF (voire de EA).
Les figures 3A et 3B apportent des précisions d'ordre structural, mais illustrent également un soufflage tangentiel et surtout naturel de couche limite, en aval de la bande 1.
Cette fois-ci, c'est l'écoulement interne qui est inducteur et vient souffler naturellement EF, parachevant ainsi la déviation angulaire le long de E A - exagérée sur la figure mais pouvant être considérable -, étant entendu que la variation continue de la courbure propre aux revêtements élastiques et surtout sa croissance tout au long de E A contribue pour une bonne part à la stabilité de la couche limite d'extrados.
Les passages internes de la bande 1 (en échelle vu de l'aval) sont globalement tangentiels. Encore peuventils avantageusement et sans trop de complication de fabrication présenter une section variable d'amont vers l'aval, que ce soit par existence d'un dièdre entre les peaux supérieure et inférieure de ladite bande (en élévation), et/ou par variation d'épaisseur en plan des cloisons joignant ces deux peaux, de manière à former des tuyères élémentaires bidimensionnelles genre Venturi.
Ainsi, le fluide ambiant capté en 4 dans une zone de surpression relative, notamment grâce à une fente transversale du revêtement d'intrados, dont les deux lèvres sont reliées par un compas à toute charnière d'axe 41 déporté en aval, met en surpression une chambre interne au profil, avant d'être éjecté tangentiellement à l'amont de E F via 1.
Suivant l'invention, un profil - qualifié dans ce qui suit d' "élastique" en raison de son mode d'obtentionest caractérisé en ce que la courbure locale de sa portion d'extrados amont EA, située grosso modo entre bord d'attaque A et maître-couple Mç et plus exactement encore à quelques pourcents de la corde du profil en aval de ces deux points-clé, croît continûment, ce qui est immédiatement obtensible par flexion élastique d'un revêtement ou marouflage de raideur appropriée.On notera qu'en ce cas la tangente au revêtement au point de courbure maxima, légèrement en aval de Mc, passe avantageusement sous le bord de fuite F, et que la structure résistante de la surface portante peut se voir simplifiée : la forme d'EA étant naturelle, des demi nervures amont ne sont plus nécessaires pour la définir, mais seulement pour reprendre éventuellement une partie de la portance au voisinage de A, afin de transmettre les efforts correspondant au longeron de cette surface, par exemple.
En outre, à partir de la tangente-limite ci-dessus et sur la matérialisation de laquelle on reviendra, le même mode de réalisation peut s'étendre à la partie aval d'extrados EF On note alors l'intérêt d'une courbure locale, cette fois-ci décroissante, quoique toujours continûment, et d'une inflexion, car si les filets fluides ou lignes de courant s'écartent les uns des autres dans cette zone de recompression, leur inertie les dirige vers le revêtement. Ces considérations phénoménologiques locales n'enlevant rien à celles, plus globales, qui tablent sur la continuité fluide tout autour du profil.
En accord avec les spécialistes de la théorie de l'aile et notamment von Karman, l'écoulement restera sain dans toute la zone d'extrados EA + EF' où la déviation angulaire du fluide porteur se trouve accusée selon l'invention. Toutes proportions gardées, la zone du bord d'attaque A est beaucoup moins sensible que le voisinage du maître-couple Mc. Rien n'empêche donc de prévoir un rayon en A suffisant pour en faciliter le contournement fluide et le déplacement du point d'arrêt amont suivant l'incidence, de façon usuelle.
Les moments de flexion du revêtement étant maxima au voisinage de Mc où se trouve la tangente d'inflexion entre E A et EFR sa réalisation appelle des précautions structurales. Mais cette zone se prête également à une action - toujours naturelle et c'est là l'originalité de l'invention - sur la couche limite d'extrados, que ce soit par soufflage ou par aspiration, mais au moyen d'un léger redan d'extrados créé par dédoublement de son revêtement.
Une telle combinaison de fonctions s'obtient avantageusement en intercalant entre E A et E F une bande transversale à deux peaux, reliées par de multiples cloisons perpendiculaires et définissant des tuyères tangentielles, ces peaux pouvant former un léger dièdre longitudinal.
Suivant un premier mode de réalisation, une prise de pression dynamique située dans la portion amont du profil, près de A ou un peu en aval à l'intrados, vient alimenter lesdites tuyères en échelle (vu de l'aval). Bien entendu, la section d'entrée est de préférence réglable par tous moyens classiques, dont un exemple est donné plus loin.
En variante et supposant que la survitesse liée à la courbure d'extrados soit suffisante, l'écoulement externe en aval du redan induit un flux interne auxiliaire, puisé par toutes perforations de E F et remis en vitesse au travers des tuyères.
L'intrados n'a jusqu'ici pas été précisé, tant dans son architecture que dans ses fonctions locales. Il sera, avantageusement aussi, à courbure continue à partir du bord d'attaque.
I1 est tout, sauf évident, qu'une telle famille de profils à zone de survitesse concentrée autour du M c - au demeurant définie par trois points : A, M c et F, et une tangente ou deux seulement - soit aussi sensible à l'incidence et aux rafales que les profils classiques, mais elle se prête également, dès lors qu'on a admis la possibilité d'un écoulement interne naturel ou non motorisé, à divers autres modes de pilotage de portance par réglage manuel ou automatisé du débit interne (dûment dégivré, thermiquement par exemple) agissant sur la couche limite en EF et/ou sur la courbure instantanée de sa ligne moyenne. La constitution élastique des profils est en effet compatible avec un "gauchissement", aussi dépassé que ce dernier ait pu paraître un temps.
Par exemple, l'intrados flexible et la structure interne de la surface portante peuvent se prêter à la réalisation d'une chambre inférieure dont la pression soit régulée. Le seul inconvénient est de superposer à la courbure décroissante, dans les limites d'élasticité du matériau, une seconde courbure avec flèche maxima à miportée.
Dans le cas des cellules d'avion à deux appuis aérodynamiques plus ou moins spécialisés - aile générant l'essentiel de la portance et empennage aux fonctions primordiales de stabilisation/gouverne -, on peut penser qu'une aile perfectionnée suivant l'invention pourrait voir son maître-couple reculer jusqu a mi-corde et sa traînée de frottement réduite d'autant. Il s'agit ici des cellules "à la Blériot", dont l'allongement de l'aile avant porteuse est primordial.
Pour les "canards", éventuellement "tandems", si l'envergure de leur aile arrière est égale à celle de l'avant les deux surfaces actives sont porteuses ; si l'arrière est aussi stabilisatrice (il y a analogie patente avec le cas du guidage des automobiles). Aussi on peut concevoir que les gouvernes se situent sur l'une et/ou l'autre surface. Une commande fluidique par demiaile avant paraît de ce point de vue particulièrement avantageuse : différentielle en roulis et simultanée en tangage (selon le brevet français N" 2.255.211 du 20 décembre 1973 du demandeur, par exemple).
Le cas des ailes volantes et autres deltas non empennés est plus complexe et ne sera cité ici que pour mémoire.
En matière de tuyères - qu'on peut considérer découler de profils porteurs, par symétrie plane ou de révolution -, il est du domaine public également de préconiser une "divergence croissante" de leur portion aval d'extrados (voir brevet français N" 1.254.416 de BERTIN & Cie). S'il existe d'évidence d'autres spirales mathématiques à courbure continûment variable que celles construites par flexion élastique, si donc rien n'empêcherait de mettre aussi celles-là en oeuvre, il reste que l'obtention immédiate et naturelle des profils élastiques leur confère un avantage de simplicité et de coût notable. Cela est probablement dû au passage, via la résistance des matériaux. du domaine de la géométrie abstraite à celui de la mécanique des fluides réels, ou d'une trajectoire à la paroi, imposée, aux accélérations normales du fluide ambiant influencé.On notera enfin que la notion de profil hydro- ou aéro-dynamique, ici plus mécanique que géométrique, a été étendue à tous mâts carénés et carènes navales, aux éjecteurs femelles et même mâles dérivés de la tuyère de Venturi etc..
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, ainsi que les revendications, permettront à l'Homme de l'Art de réaliser l'invention avec les moyens de sa spécialité.
La figure 1 schématise un profil classique, avec ses divers points-clé.
Le portier électronique 2, qui est situé, de la manière habituelle, à l'extérieur, à distance du local où se trouve placé le dispositif d'intercommunication 1, comprend un bouton d'appel 4, un haut-parleur 5 et un microphone 6. Tous ces composants sont connectés, par l'intermédiaire d'un câble commun 7, au dispositif d'intercommunication 1.
Le dispositif 1 peut être raccordé au réseau de télécommunication 3, comme il a été indiqué précédemment, et aussi à un interphone, à un clavier codé extérieur et à un combiné téléphonique sans fil. Il peut être utilisé également pour la transmission d'un signal vidéo, le portier électronique 2 étant alors équipé d'une minicaméra alors que le dispositif 1 comporte un lecteur-enregistreur vidéo.
Le dispositif d'intercommunication 1 comprend divers composants raccordés entre eux et un microprocesseur 8 qui gère l'ensemble des fonctions du dispositif. Ce microprocesseur peut être par exemple un microprocesseur MOTOROLA 68HCll.
Les liaisons du dispositif 1 avec le portier électronique 2 et le réseau de télécommunication 3 sont assurées respectivement par l'intermédiaire d'un module d'interface portier 9 et d'un module d'interface ligne 11.
A cet effet, le microprocesseur 8 est connecté aux modules d'interface 9 et 11, par l'intermédiaire de conducteurs respectifs 12 et 13.
Le module d'interface portier 9 assure l'adaptation des niveaux et des impédances, et il transforme le signal électrique résultant de l'enfoncement du bouton d'appel 4 en une information électronique transmise au microprocesseur 8 par l'intermédiaire du conducteur 12.
Le module d'interface ligne 11 assure la protection du dispositif 1 contre les surtensions et l'adaptation des niveaux et des impédances. Il délivre et reçoit deux types de signaux à savoir des signaux à basse fréquence qui sont essentiellement des signaux entrants ou sortants, et des signaux logiques qui sont les ordres ou informations relatifs à l'état de la ligne ou à ce que l'on doit y faire (prise de ligne, raccroché, etc...).
Le dispositif d'intercommunication 1 comprend également un lecteur-enregistreur portier 14 et un lecteur-enregistreur ligne 15, lesquels sont respectivement connectés au microprocesseur 8, par l'intermédiaire de conducteurs 16 et 17 et aux modules d'interface portier 9 et ligne 11, par l'intermédiaire de conducteurs respectifs 18 et 19. En outre le lecteurenregistreur portier 14 est connecté au module d'interface ligne par un conducteur 20. Les modules lecteurenregistreur 14 et 15 assurent l'enregistrement de messages provenant du portier électronique 2 ou du réseau de télécommunication 3. Le conducteur 19 entre le module d'interface ligne 11 et le lecteur-enregistreur 15, assure une liaison bidirectionnelle dans le cas d'une interrogation à distance du dispositif 1.Ces lecteursenregistreurs sont commandés par le microprocesseur 8 auquel ils sont reliés par les conducteurs 16 et 17.
Le dispositif d'intercommunication 1 comprend aussi un lecteur-enregistreur messager 21 qui est connecté au microprocesseur 8 par un conducteur 22 et qui est relié au module d'interface ligne 11 par un conducteur 23 assurant une liaison bidirectionnelle. Ce lecteur-enregistreur 21 permet d'enregistrer un message et de l'envoyer sur le réseau de télécommunication 3 en différé, à l'aide d'une horloge programmable comme on le verra plus loin.
Dans le dispositif d'intercommunication 1 sont également prévues deux mémoires 24 et 25 permettant d'enregistrer des sons numérisés correspondant à deux annonces prévues respectivement pour le portier 2 et le réseau de télécommunication 3. A cet effet les deux mémoires 24 et 25 sont reliées, d'une part, au microprocesseur 8, par l'intermédiaire de conducteurs respectifs 26 et 27, et, d'autre part, respectivement au module d'interface portier 9, par l'intermédiaire d'un conducteur 28, et au module d'interface ligne 11, par l'intermédiaire d'un conducteur 29 assurant une liaison bidirectionnelle. La mémoire 24 est en outre reliée au module d'interface ligne 11 par l'intermédiaire d'un conducteur 30.
Le dispositif 1 comprend également un décodeur de tonalité 31 qui est connecté au module d'interface ligne 11, par l'intermédiaire d'un conducteur 32, et au microprocesseur 8, par l'intermédiaire d'un conducteur 33.
Ce décodeur de tonalité permet l'interrogation et la commande à distance du dispositif d'intercommunication 1, à l'aide des touches vocales téléphoniques, et il assure également le raccroché lorsque cela est nécessaire. En outre, il permet de modifier à distance les annonces enregistrées sous forme numérique dans les deux mémoires 24 et 25.
Une horloge programmable vocale 34 qui donne la date et l'heure de chaque enregistrement ou de messager est connectée, d'une part, au microprocesseur 8, par l'intermédiaire d'un conducteur 35, et, d'autre part, à un clavier de commande vocale 36, par l'intermédiaire d'un conducteur 37. L'horloge 34 permet de déclencher le lecteur-enregistreur de messages 21 à une heure prédéterminée. Le clavier de commande vocale 36 est connecté au microprocesseur 8, par l'intermédiaire d'un conducteur 38, afin de commander le microprocesseur 8, ainsi que la programmation de l'horloge 34. Un autre clavier de commande 39 est également relié au microprocesseur 8, par l'intermédiaire d'un conducteur 41, afin de commander manuellement le dispositif d'intercommunication 1.Un afficheur 42, à cristaux liquides ou à diodes électroluminescentes, est relié au microprocesseur 8, par l'intermédiaire d'un conducteur 43 et il assure l'affichage des fonctions du dispositif d'intercommunication 1.
On décrira maintenant le fonctionnement du dispositif suivant l'invention, dans le cas de différentes applications.