La présente invention concerne un variomêtre perfectionné, d'un type similaire à celui faisant l'objet du brevet prin¬ cipal.

On rappelle que le variomêtre selon le brevet principal comprend essentiellement un quadrant comportant de façon classique une graduation représentative d'une vitesse ver¬ ticale, une aiguille indiquant sur ladite graduation la vi¬ tesse verticale instantanée de l'aérodyne, un index repré- sentatif de la vitesse verticale potentielle, mobile autour du quadrant et dont la position par rapport à l'aiguille indique instantanément l'accélération sur la trajectoire de l'aérodyne, et éventuellement une indication par affichage numérique de la pente de l'avion.

Dans un tel variomêtre, le signal représentatif de la vites¬ se verticale instantanée est obtenu au moyen d'un organe de calcul réalisant l'équation

h*° = équation dans laquelle h£° est le signal de vitesse verticale instantanée de 1'aérodyne ; h°A est un signal de vitesse verticale pouvant pro¬ venir d'une centrale anémométrique ; ^" C-. est une constante de temps ; T. ₂ est une constante de temps ; s est l'opérateur de Laplace ; j _ est la composante de l'accélération sur l'axe ver¬ tical pouvant provenir d'une centrale inertielle.

Par ailleurs, le signal représentatif de la vitesse verti- •

OMPI

cale potentielle h° de l'aérodyne est obtenu en réalisan au moyen d'un organe de calcul, une équation de la forme :

formule dans laquelle h_fc° est la vitesse verticale instantanée de l'aé rodyne ; g est l'accélération de la pesanteur ; V est la vitesse sol fournie par une centrale inertielle. •

En raison de la nature des paramètres qu'il utilise, et e particulier de la vitesse sol V Λ et de la composante jZ d l'accélération, le variomêtre selon le brevet principal s'applique essentiellement sur des aërodynes équipés d'une centrale inertielle.

L'invention a donc plus particulièrement pour objet un va- riomëtre dont le principe général est similaire à celui du brevet principal, mais pouvant utiliser les paramètres dis ponibles sur les aérodynes-ne comprenant pas de centrales inertielles.

Pour parvenir à ce résultat, selon l'invention, la valeur de la vitesse verticale instantanée indiquée par l'aiguill du variomêtre est obtenue en adjoignant à la vitesse ver¬ ticale filtrée, une avance de phase qui est fonction de l'accélération suivant l'axe vertical avion j , calculée à partir de l'accélération verticale mesurée selon des axes liés à l'aérodyne et de l'angle de roulis (J) de l'aé¬ rodyne.

L'expression de cette vitesse verticale instantanée est donc de la forme :

h*° = - g cos ( ,])) formule dans laquelle : j est la composante de l'accélération sur l'axe vertical lié à 1'avion ; g est l'accélération de la pesanteur ;

Φ est l'angle de roulis de l'avion.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la vitesse vveerrttiiccaallee ppootteennttiieellllee hh" ⁰ _T dce l'aérodyne est fournie à par tir de la formule, suivante :

dans laquelle :

I : h*° est la vitesse verticale instantanée de l'aérodyne (qui est obtenue comme précédemment indiqué) ;

II : V„ est une vitesse hybride qui a pour expres- sion :

V = : -j, _- gg ss _i innQl) ^a î+t' _j S ι+ τ_' ₂ s - ι ⁺ t' ₂ ^{s η} l'expression TAS désignant la vitesse propre de l'aérodyne (TRUE AIR SPEED) ;

^" C' , et ¹ _j étant des constantes de temps ;

Q étant l'assiette longitudinale de l'aérodyne ; j étant la composante de l'accélération sur l'axe ^x l longitudinal de 1'aérodyne ; s étant l'opérateurde Laplace ;

III : -jτ_— consiste en un mélange de la dérivée de la vitesse propre de l'aérodyne et de l'accélération longitu¬ dinale compensée de la pesanteur, l'expression -rr— étant de la forme :

O PI_ IPO

dans laquelle ^" ^_ est une constante de temps.

Un avantage important du mode de détermination de la vi¬ tesse verticale potentielle précédemment décrit, consiste' en ce qu'il permet d'obtenir, en cas d'un gradient de ven un comportement valable quelle que soit la vitesse air de l'aérodyne, et ce, sans qu'il soit nécessaire d'effectuer d'autres corrections, comme cela était le cas dans le va¬ riomêtre selon le brevet principal.

Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci- après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence au dessins annexés dans lesquels :

La figure 1 est un schéma-bloc du système de cal cul de la vitesse verticale instantanée de l'aérodyne ;

La figure 2 est un schéma-bloc du système de cal cul de la vitesse verticale potentielle h ⁰ _ de l'aérodyne

La figure 3 est un bloc-diagramme permettant d'il lustrer le principe de la commande du variomêtre perfectio né ;

La figure 4 représente schématiquement la face avant d'un variomêtre perfectionné.

Avec référence à la figure 1, le circuit permettant d'obte nir le signal de vitesse verticale instantanée de l'aéro¬ dyne et qui commande la position de l'aiguille (figure 4) du variomêtre comprend essentiellement :

- une chaîne directe, dont l'entrée 1 reçoit un si gnal représentatif de l'expression j - g cos , cette chaîne directe comprenant un additionneur 2, un intégra¬ teur 3 (fonction de transfert _ ) , à la sortie duquel est prélevé le signal h_fc° de vitesse verticale instantanée ;

- une boucle de contre-réaction comprenant un pre mier soustracteur 4 recevant le signal hx° et un signal h° (entrée 5) de vitesse verticale provenant de la centrale

anémométrique de l'aérodyne, et dont la sortie est reliée, à un intégrateur 6 de foncti et

à un amplificateur 7 de gain nts étant disposés en parallèle et reliés, par leur sortie, aux deux entrées d'un additionneur 8, l'additionneur 8 étant lui-même relié à ^» l'additionneur 2 en amont de l'inté¬ grateur 3.

En ce qui concerne le signal représentatif de la vitesse verticale potentielle h°_ de l'aérodyne, à partir duquel est généré l'index mobile 11 (figure 4) du variomêtre, ce signal est élaboré au moyen du circuit représenté figure 2, à partir :

- d'un signal représentatif de la composante j de l'accélération, fourni par un boîtier accelerometriqu ^x el12 ;

- d'un signal représentatif de l'assiette longitudi¬ nale , fourni par une centrale de verticale 13 ; - d'un signal représentatifde la vitesse propre de l'aérodyne TAS, émanant ^• d' ne centrale anémométrique 14 ;

- et d'un signal représentatif de la vitesse verti¬ cale instantanée h*° de l'aérodyne, fourni par un circuit du type de celui représenté figure 1.

Le signal issu du boîtier accelerometrique 12 est transmis à un soustracteur 15, qui reçoit, sur son autre entrée, un signalΘfourni par un générateur de fonction sinus 16, qui reçoit le signal représentatif de l'assiette© fourni par la centrale de verticale 13.

Le soustracteur 15 est, quant à lui, relié par sa sortie : - d'une part, à un filtre complémentaire du second ordre 17, qui reçoit également un signal représentatif de la vitesse propre de l'aérodyne TAS émanant de la centrale anémométri-

., WIPO

que 14 et qui transmet un signal représentatif de la vite hybride V telle que précédemment définie à un multiplieu 18, et

- d'autre part, à un additionneur 19 par l'intermédiaire d'un filtre 20 de fonction de transfert- -3s ι+τ ₃ s

L'additionneur 19 reçoit en outre un signal représentatif de la dérivée par rapport au temps de la vitesse propre d l'avion, qui est fourni par un dérivateur 21 de fonction de transfert , relié à la sortie de la centrale

1 1 - ₊ t ₃ s anëmométrique 14

Il est à noter que, pour obtenir un fonctionnement correc les constantes de temps _ du dérivateur 21 et du filtre 2 doivent être identiques.

Le signal — = — (j - g sin θ ) + - TAS dt ι+τ ₃ s 1 ^1+τ 3 ^s fourni par l'additionneur 19 est transmis à la seconde en¬ trée du multiplieur 18.

La sortie de ce multiplieur 18 est reliée, par l'intermé¬ diaire d'un filtre 22 de fonction de transfert ., ,—— , à ¹⁺ V l'une des deux entrées d'un sommateur 23, qui reçoit par sa deuxième entrée 24, un signal représentatif de vitesse verticale instantanée, h*° , provenant du circuit représen sur la figure 1.

Le signal fourni par ce sommateur 23 est le signal de vi¬ tesse verticale potentielle h° , qui permet de générer l'index 11 du variomêtre (figure 4).

D'une façon générale, l'élaboration des signaux représen-

tatifs de h*° , h° et du paramètre affiché numériquement sur le variomêtre, affichage numérique 25 , tel que la pente )fι, = θ -OC ou la pente o~ = est une pseudo-pente air/sol, peut être effectuée par un organe de calcul selon le bloc-diagramme représenté figure 3.

Cet organe de calcul peut comprendre une unité centrale 26, qui reçoit : - d'une centrale anémométrique 27, les signaux re¬ présentatifs de la vitesse propre de l'aérodyne TAS et de la vitesse verticale de l'aérodyne h°A ;

- d'une centrale de verticale 28, des signaux repré¬ sentatifs de l'assiette longitudinaleθet de l'angle de roulis φ de l'aérodyne ;

- d'un bloc accelerometrique 29, les signaux j et j qui sont des composantes de l'accélération liées à ^z l

1'aérodyne ; - d'un détecteur d'incidence 30, un signal représen¬ tatif de 1'incidenceOC de l'aérodyne.

Il est à noter que, à partir de ces différents paramètres, l'unité centrale peut fournir une information sur la pente

totale o' _m = l j et sur la pente aérodynamique

a =θ-θC, informations pouvant être utilisées par de nom¬ breux instruments à bord de l'aérodyne, tels que des systè- mes de pilotage automatique, des horizons directeurs de vol.

Cette unité' centrale peut également être conçue pour effec¬ tuer la détection rapide d'un gradient de vent, par exemple en surveillant les variations d'une grandeur » _

et délivrant ^' un signal d'avertissement lorsque cette gran¬ deur, éventuellement combinée à 1'incidenceθ( de l'aérody¬ ne au moment où se produit le gradient de vent, s'élève au dessus du seuil prédéterminé.

Dans le cas où l'aérodyne dispose d'un tel système de dé¬ tection de gradient de vent, l'invention propose d'utilise comme signal d'avertissement, un voyant lumineux 31, dis¬ posé sur le quadrant du variomêtre ou à proximité immédiat de celui-ci, de manière à ce que, dès qu'il se produit un gradient de vent, l'attention du pilote soit attirée sur le variomêtre, qui indique, notamment grâce à l'écart entr l'aiguille et l'index 11, la nature des manoeuvres qu'il doit effectuer.