Dispositif de commande séquentielle de feux à éclats

Abstract

 Un système dans lequel les circuits d'allumage individuels (1) des feux à éclats sont connectés au central de commande (2) uniquement par une ligne de distribution d'énergie (100) qui sert elle-même à transmettre les ordres de séquencement d'allumage des feux et de commande du niveau énergétique des éclats lumineux. Dans le central de commande (2) les alternances de la tension d'alimentation sont détectées et comptées afin de produire sur la ligne de distribution d'énergie (100) des séquences d'ondes de tension pulsées qui contiennent les ordres d'allumage des feux. Ces ondes de tension pulsées sont interprétées dans chaque circuit d'allumage individuel de feu (1) afin d'en dériver de façon non ambiguë et avec fiabilité le signal d'allumage propre au feu correspondant.

Description

[0001] La présente invention concerne un système pour commander plusieurs feux à éclats en séquences répétées.

[0002] Les feux à éclats sont des projecteurs qui émettent des éclats lumineux très brefs. De tels feux sont utilisés notamment comme balises lumineuses pour le guidage- visuel des aéronefs vers les pistes d'atterrissage. Ces feux sont installés au niveau du sol ou près du niveau du sol de manière à indiquer la route à suivre vers la piste ou l'approche finale. Les feux de chaque groupe de feux sont placés et orientés de manière qu'ils puissent être facilement repérés à partir du groupe précédent et qu'ils puissent être suivis par un aéronef en approche dans des conditions égales ou supérieures aux minimums d'approche considérés. Le dispositif peut être curviligne, rectiligne ou une combinaison des deux,selon les besoins.Le balisage lumineux de guidage vers la piste peut se terminer là où commence un balisage lumineux d'approche approuvé ou à une distance du seuil d'atterrissage qui soit compatible avec des minimums de visibilité autorisés pour permettre un repérage visuel par rapport à l'environnement de la piste. La portion initiale consiste en des groupes de feux pour marquer les segments de la trajectoire d'approche en commençant en un point facilement visible à partir d'un repère de position d'approche finale. Ces groupes peuvent être placés à des intervalles suffisamment rapprochés (environ 1600 mètres, c'est-à-dire 1 mille) pour fournir un guidage continu. Un groupe comprend au moins trois feux à éclats disposés en ligne ou en groupe et peut être renforcé par des feux fixes à incandescence, selon les besoins.Si possible, les groupes de feux doivent émettre séquentiellement des éclats en direction des pistes.

[0003] Jusqu'à présent, l'allumage des feux à éclats de balisage est commandé par un système organisé pour transmettre des impulsions de commande aux différents feux par l'intermédiaire d'une ou plusieurs lignes de commande spécialement prévues à cet effet, distinctes de la ligne de distribution d'énergie. Chaque feu est muni d'un coffret individuel comprenant un dispositif d'allumage répondant aux impulsions de commande et un dispositif de stockage d'énergie haute tension(condensateurs haute tension) raccordé à la ligne d'apport de puissance. La répétition positive éventuelle du bon fonctionnement des feux exige une ligne de transmission spéciale entre les feux et le central de commande. Le niveau énergétique des éclats lumineux se trouve réglé à partir de la tour de contrôle par l'intermédiaire d'une autre ligne de transmission spéciale. Un tel système de commande est d'une installation compliquée et coûteuse par le fait qu'il requiert l'installation de plusieurs lignes de transmission entre la tour de contrôle, le poste de commande et les feux et qu'il requiert l'installation de dispositifs de stockage d'énergie haute tension faisant appel à des condensateurs spéciaux. Entre deux éclats successifs d'un même projecteur, le condensateur correspondant se recharge progressivement en prélevant du courant sur la ligne d'apport de puissance. Au moment où se produit l'éclat, le condensateur se décharge instantanément à travers la lampe,produisant ainsi un éclat lumineux très bref mais très intense.

[0004] L'invention résout le problème de procurer un système de commande séquentielle de l'allumage de feux à éclats, qui soit plus simple et notablement moins onéreux que le système connu. Elle vise une organisation originale du central de commande et des circuits d'allumage grâce à laquelle le système ne nécessite plus que l'installation de la seule ligne de distribution d'énergie entre le central de commande et les feux à éclats afin de transmettre les ordres d'allumage des feux.

[0005] Le système de commande suivant l'invention comprend un central de commande dans lequel des moyens sont prévus pour détecter et compter les alternances de la tension d'alimentation afin de produire sur la ligne de distribution d'énergie des séquences d'ondes de tension pulsées qui contiennent les ordres d'allumage des feux.Chaque circuit d'allumage individuel de feu comprend des moyens pour interpréter ces ondes de tension pulsées afin d'en dériver de façon non ambiguë et avec fiabilité le signal d'allumage propre au feu correspondant.

[0006] L'avantage du système suivant l'invention est qu'il élimine l'installation des lignes de commande et de signalisation traditionnelles,toute la commande de séquencement et de niveau énergétique des éclats lumineux ainsi que la répétition positive du bon fonctionnement des feux se trouvant centralisée au central de commande. De plus, les condensateurs haute tension usuellement prévus pour le stockage d'énergie ainsi que les circuits de charge et de protection y relatifs sont également supprimés.

[0007] Un exposé plus détaillé de l'invention est fait dans ce qui suit sur un exemple de mode de réalisation illustré sur les dessins joints dans lesquels :

- la figure 1 est un schéma d'ensemble du système suivant l'invention,

- la figure 2 est un schéma d'un exemple de mode de réalisation du sous-ensemble de logique du central de commande suivant l'invention,

- la figure 3 est un schéma d'un circuit d'allumage individuel de feu suivant l'invention.

[0008] Le système est schématisé dans son ensemble à la figure 1. Les différents feux à éclats P sont raccordés à la ligne de distribution d'énergie 100 par l'intermédiaire de coffrets individuels 1 contenant chacun le circuit d'allumage du feu associé.La ligne de distribution 100 relie les coffrets 1 à un central de commande 2 lui-même raccordé à une source de tension d'alimentation Vo par la ligne 110 d'une part, et à la tour de contrôle TC par la ligne 200 d'autre part. Le but du système suivant l'invention est de commander le séquencement d'allumage des feux, de façon sûre et fiable, en ne se servant que de la ligne de distribution elle-même. C'est pour réaliser ce but que sont organisés le central de commande et les circuits d'allumage individuels.

[0009] Le central de commande est organisé pour commander le séquencement d'allumage des feux P en synchronisme avec certaines des alternances positives de la tension d'alimentation. Le central comprend un thyristor 4 connecté en série avec la ligne de distribution 100 en sorte que, chaque fois qu'il est amorcé il laisse passer une alternance positive de la tension. Un second thyristor 5 se trouve connecté en dérivation sur la ligne de distribution avec sa cathode reliée à la cathode du thyristor 4. Lorsqu'il est amorcé, le thyristor 5 débite un courant limité par la résistance R, ce qui permet le court-circuit de la ligne 100, mais pas celui de la source Vo. En amont du thyristor 4 se trouve connectée l'entrée d'un sous-ensemble d'une unité de logique 20 ayant pour fonction d'engendrer deux trains d'impulsions MNSP et MNSN pour la commande de l'amorçage des thyristors 4 et 5 en synchronisme rigoureux avec certaines alternances de la tension Vo.

[0010] La figure 2 est un schéma du sous-ensemble de l'unité de logique 20 spécialement.organisé suivant l'invention. Les autres sous-ensembles affectés à l'exécution de tâches classiques sortant du cadre de l'invention, ne sont pas représentés. Le transformateur abaisseur de tension 21 a son primaire connecté sur la tension Vo et son enroulement secondaire 22 à prise centrale 23 a ses bornes connectées aux bases de deux transistors 24, 25 à travers une diode et une résistance en série, respectivement les éléments 26, 27 pour le transistor 24 et les éléments 28, 29 pour le transistor 25. Les bases de ces transistors sont ainsi attaquées en opposition de phase. Les collec_- teurs des transistors 24, 25 sont connectés à deux circuits inverseurs 31, 32; aux sorties de ceux-ci apparaissent des impulsions MNSP et MNSN qui sont des images respectives des alternances positives et négatives de la tension Vo. Les capacités 33, 34 composent avec les résistances 27, 29 des circuits à constante de temps qui assurent avantageusement aux impulsions MNSP et MNSN un déphasage faible, par exemple 15° et 105° respectivement, par rapport à la tension Vo. On reviendra sur la question de ce déphasage plus loin.

[0011] Le train d'impulsions MNSP est appliqué par la ligne 310 à la gâchette du thyristor 4 à travers un élément amplificateur 30. Dans le système simple ainsi décrit, le thyristor 4 se trouve ainsi amorcé pendant la durée de chaque impulsion MNSP en synchronisme avec les alternances positives de la tension Vo. Dans un système plus complexe où il est demandé de pouvoir éteindre certains des feux installés, le train d'impulsions MNSP est également traité dans l'unité de logique 20 pour détecter parmi l'ensemble des alternances positives de la tension Vo, les alternances actives durant lesquelles les éclats doivent se produire. Cette fonction de traitement est symbolisée sur la figure 2 par le bloc en pointillé noté 40, qui consiste en un sous-ensemble de traitement relevant de la compétence de l'homme de l'art.

[0012] La ligne de distribution se trouve donc être le siège d'ondes de tension pulsées qui contiennent les ordres d'allumage des feux. Ces ondes sont interprétées dans le circuit d'allumage individuel de chaque feu, comme on le verra plus loin, afin d'en dériver le signal de commande d'allumage propre à ce feu.

[0013] Le train d'impulsions MNSP actionne un compteur binaire 35 auquel sont associés deux comparateurs 36, 37. Ceux-ci reçoivent chacun le contenu du compteur 35 afin de comparer ce contenu à un seuil distinct. Le seuil NI fixé au comparateur 36 représente le nombre de feux commandés en séquence; le seuil N2 au comparateur 37 représente le rapport de l'intervalle entre le début de deux séquences successives à la période de la tension d'alimentation Vo (N2 est toujous supérieur à N1).

[0014] Les comparateurs 36 et 37 sont connectés pour produire trois signaux: un signal A lorsque le contenu du compteur 35 est inférieur à N1, un signal B lorsque le contenu du compteur est supérieur à N1 et un signal C lorque le contenu du compteur est égal à N2.

[0015] Le signal A indique qu'une séquence active - est en cours, le signal B indique un intervalle de repos entre deux séquences, et le signal C indique que le premier feu doit être rallumé dans la séquence suivante. Les signaux B et C sont combinés dans une porte-ET 38 pour remettre le compteur 35 à zéro par la ligne 380.

[0016] Le circuit composé des éléments 41-43 sert de témoin "hors séquence" en phase avec les alternances négatives de la tension Vo. L'inverseur 41 reçoit le signal A et applique son inverse A à une entrée de la porte-ET 42. La seconde entrée de celle-ci reçoit les impulsions MNSN présentes sur la ligne 320 venant de l'inverseur 32. Le signal apparaissant à la sortie de la porte 42, amplifié dans l'amplificateur 43, est appliqué à la gâchette du thyristor 5. Ainsi, pendant les intervalles de repos entre séquences successives, le thyristor 5 se trouve-t-il amorcé et court-circuite la ligne de distribution 100 pendant les alternances négatives. Ce court-circuit a pour effet de remettre à zéro tous les circuits d'allumage individuels des feux comme on le verra ultérieurement.

[0017] Le rectangle noté 6 sur la figure 1 représente une impédance série connectée pour servir de limiteur d'intensité de courant sur la ligne de distribution 100. Cette impédance 6 est connectée pour être commutable sous la commande d'un signal appliqué à la ligne 210 par l'unité de logique 20 en réponse à un ordre de niveau énergétique reçu de la tour de contrôle sur la ligne 200.

[0018] Sur la figure 1, le dispositif 50 est un interrupteur de circuit commandé à partir de la tour de contrôle TC par l'intermédiaire de la ligne 220, et les dispositifs noté F sont des fusibles de protection usuels.

[0019] L'organisation du central de commande suivant l'invention permet, par simple modification des seuils N1 et N2 fixés aux comparateurs 36 et 37, d'adapter aisément le système aux conditions d'exploitation:

a) nombre de feux à éclats commandés dans une séquence active,

b) intervalle entre deux éclats successifs à l'intérieur d'une séquence active, en multiples entiers de la période de la tension d'alimentation,

c) intervalle entre deux séquences actives.successives, en multiples entiers de la période de la tension d'alimentation.

[0020] L'organisation du central de commande suivant l'invention permet également de centraliser la fonction de répétition positive du bon fonctionnement du système dans son ensemble sur la base des informations suivantes, disponibles au central de commande lui-même : les impulsions MNSP et MNSN, le contenu du compteur 35 et un signal V-_r représentant l'amplitude du courant dans la ligne de distribution, mesurée par un organe de mesure de courant représenté par le bloc M sur la figure 1. Ces informations combinées constituent une source de données particulièrement riche puisqu'elle permet l'exécution des fonctions suivantes :

a) établissement de la concordance entre le niveau réel du courant de ligne et l'ordre présent sur la ligne 200,

b) établissement de la concordance entre le courant de ligne instantané et l'ordre d'allumage du thyristor 4,

c) la localisation géographique de feux défectueux,

d) la détection d'un court-circuit de la ligne 100

e) le comptage du nombre de feux défectueux et la détermination de ce que des feux défectueux sont des feux successifs ou non.

[0021] On se référera à présent à la figure 3 pour décrire l'organisation du circuit d'allumage individuel de feu compris dans chaque coffret 1. Ainsi qu'on l'a vu plus haut, les ordres d'allumage des feux sont transmis sur la ligne de distribution par des séquences répétées d'ondes pulsées et ce sont donc ces ondes pulsées que doit interpréter chaque circuit d'allumage individuel de feu afin d'en dériver de façon non ambiguë et avec fiabilité, le signal d'allumage propre au feu à éclats correspondant.-Chaque circuit d'allumage 1 comprend, connectée en dérivation sur la ligne de distribution 100, une logique d'allumage 10 ayant pour fonction de détecter et compter, durant chaque séquence, les alternances positives de la tension sur la ligne de distribution. Le dispositif 11 est un compteur binaire, le dispositif 12 est un comparateur connecté pour comparer le contenu du compteur 11 à un seuil codé N correspondant à la position géographique du feu auquel est associé le coffret. Le comparateur 12 produit un signal d'allumage sur la ligne 120 lorsque le contenu du compteur 11 est égal au seuil fixé N, c'est-à-dire lorsque le contenu du compteur 11 est l'image de la position géographique du feu à commander à cet instant.

[0022] Le compteur 11 démarre à zéro à chaque nouvelle séquence et il progresse sous la commande d'impulsions générées dans un générateur d'impulsions comprenant essentiellement les transistors 13 et 14 montés en série. Lorsque la tension de ligne V100 est positive, cette tension se trouve appliquée à la base du transistor 13 à travers le circuit d'entrée 15-17 : le transistor atteint la saturation et provoque le blocage du transistor 14. Ainsi donc, lorsque la tension V100 est positive, le collecteur du transistor 14 (signal VLSP) est à l'état haut. Lorsque la tension V100 est négative, le transistor 13 se trouve bloqué et le transistor 14 est saturé : le signal VLSP est alors à l'état bas ou niveau logique 0.

[0023] Les éléments du circuit sont choisis en sorte que le signal VLSP présente à la montée une phase faible, par exemple 15°, par rapport à la tension V100, ce qui garantit une plus grande fiabilité et un meilleur rendement d'allumage des feux étant donné que l'amorçage est alors moins sensible à l'instant d'amorçage.Cela élimine la nécessité d'un réglage individuel comme dans les dispositifs connus.

[0024] Le dispositif 18 est une porte ET-NON recevant le signal VLSP et un signal INFR indiquant que le contenu - du compteur 11 est inférieur au seuil N fixé au comparateur 12. Ainsi, avant d'attaquer le compteur 11 le signal VLSP est soumis à la condition d'être concommitant à la présence d'un contenu du compteur 11 inférieur à N, ce qui a pour effet d'empêcher tout allumage intempestif du feu. En cas de faute, le feu cesse de fonctionner.

[0025] Chaque feu se trouve donc amorcé par l'impulsion de commande respective dans chaque séquence. Entre deux éclats successifs, un condensateur de mémorisation 7, connecté en série avec une résistance 8 sur la-tension de ligne V100, se charge progressivement à la valeur de crête et il reste chargé par la présence de la diode 9. De la sorte, au moment de l'amorçage du feu, celui-ci se trouve allumé sous la tension maximum et cela assure les avantages suivants :

a) fiabilité maximum de l'amorçage et grande insensibilité aux variations de l'angle d'amorçage,

b) condensateur de mémorisation de très faible valeur (typiquement 0,5 microfarad); cette valeur doit être juste suffisante pour entretenir la conduction du feu à éclats entre l'instant d'amorçage et celui où la tension de ligne atteint une valeur égale à la tension d'arc,

c) possibilité de choisir un angle d'amorçage faible et de garantir simultanément la constance de l'énergie lumineuse des éclats sans exiger de précision et de stabilité excessives de l'angle d'amorçage.

[0026] La remise à zéro du compteur 11 se fait par la détection de l'absence des alternances négatives de la tension sur la ligne de distribution 100. On rappellera que les alternances négatives sont présentes sur la ligne 100 pendant chaque séquence active, lorsque le thyristor 5. du central de commande 2 (Figure.l) n'est pas amorcé. Pendant les intervalles de repos entre séquences successives, par contre, le thyristor 5 amorcé supprime les alternances négatives sur la ligne 100. La présence ou l'absence des alternances négatives sur la ligne de distribution 100 est détectée par un coupleur optique 44 comprenant, ainsi qu'il est connu en soi, une diode luminescente couplée à un transistor. Les alternances négatives de la tension V100 saturent le transistor du coupleur optique 44, ce qui a pour effet de maintenir le condensateur 45 pratiquement déchargé. L'entrée de l'inverseur 46 est alors à l'état 0, sa sortie est à l'état 1 et la sortie de la porte ET-NON 47 est à l'état 0. L'entrée de remise à zéro RS du compteur 11 est dès lors inactive.

[0027] A la fin d'une séquence active, lorsque les alternances négatives sont supprimées par le thyristor 5 du central de commande, le transistor du coupleur optique 44 se trouve bloqué et le condensateur 45 se charge à travers la résistance 48. L'inverseur 46 et la porte 47 basculent, portant la sortie de la porte 47 à l'état 1, ce qui active ainsi l'entrée RS du compteur 11 et celui-ci se trouve remis à zéro. Dès que réapparaissent les alternances négatives, le condensateur 45 se décharge instantanément à travers la résistance 49, la sortie de la porte 47 se trouve ramenée à l'état 0 et le compteur 11 peut démarrer pour un nouveau cycle de comptage. La résistance 51 et le condensateur 52 servent à forcer le compteur 11 à zéro pendant un court intervalle de temps après la mise sous tension afin d'éviter un démarrage aléatoire du compteur.

Revendications

1. Système de commande séquentielle de plu_- sieurs feux à éclats (P) connectés à une ligne de distribution d'énergie (100) par l'intermédiaire de circuits d'allumage individuels(1), la ligne de distribution d'énergie étant connectée à une source de tension alternative par l'intermédiaire d'un central de commande (2),
caractérisé en ce que le central de commande comprend: un premier thyristor (4) connecté en série avec la ligne de distribution (100) de manière à laisser passer une alternance positive de la tension d'alimentation chaque fois qu'il est amorcé par une impulsion appliquée à sa gâchette, ladite impulsion correspondant à un ordre d'allumage d'un feu distinct; un second thyristor (5) connecté en dérivation sur la ligne de distribution avec sa cathode reliée à la cathode du premier thyristor, de manière à court-circuiter la ligne de distribution vers les circuits d'allumage individuels de feux (1) lorsqu'il est amorcé par une impulsion appliquée à sa gâchette;
un dispositif de détection des deux alternances de la tension d'alimentation (20), ce dispositif étant connecté pour recevoir la tension d'alimentation et produire un premier train d'impulsions(MNSP) dans lequel chaque impulsion correspond à une alternance positive de la tension d'alimentation, et un second train d'impulsions (MNSN) dans lequel chaque impulsion correspond à une alternance négative de la tension d'alimentation, les impulsions du premier train d'impulsions étant appliquées à la gâchette du premier thyristor (4);
un dispositif de comptage (35,36,37) connecté pour recevoir le premier train d'impulsions du dispositif de détection afin de compter le nombre d'impulsions d'alternances positives jusqu'à un nombre égal au nombre de feux à éclats à commander en séquence, le dispositif de comptage produisant un signal de commande lorsque le nombre d'impulsions d'alternances positives est égal au nombre de feux à commander en séquence;
un circuit de transfert (42) connecté pour recevoir le second train d'impulsions du dispositif de détection d'alternances et répondant au signal de commande généré par le dispositif de comptage pour appliquer les impulsions dudit second train d'impulsions à la gâchette- du second thyristor (5) afin de court-circuiter la ligne de distribution et y supprimer les alternances négatives de la tension d'alimentation pendant les intervalles entre séquences actives successives.

2. Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque circuit d'allumage individuel de feu (1) comprend un dispositif de détection (10) des alternances positives de la tension sur la ligne de distribution (100). provenant du central de commande, ce dispositif étant connecté en dérivation sur la ligne de distribution pour produire un train d'impulsions correspondant chacune à une alternance positive;
un dispositif de comptage (11,12) connecté à la sortie dudit dispositif de détection pour compter les impulsions produites jusqu'à un nombre prédéterminé (N), distinct pour chaque circuit d'allumage de feu, et pour produire un signal de commande d'allumage de feu lorsque le nombre d'impulsions est égal audit nombre prédéterminé;
un dispositif de détection (44-52) des alternances négatives de la tension sur la ligne de distribution provenant du central de commande, ce dispositif étant connecté en dérivation sur la ligne de distribution pour produire un signal de remise à zéro (RS) pour le dispositif de comptage lorsque les alternances négatives sont absentes sur la ligne de distribution.

3. Système selon la revendication 2 , caractérisé en ce que chaque circuit d'allumage
individuel de feu (1) comprend en outre, connecté en parallèle avec la lampe du feu à éclats (P), un circuit de mémorisation de la valeur de crête de la tension sur la ligne de distribution (100), ce circuit comprenant d'une part, un ensemble résistance-condensateur en série (7,8), monté en parallèle sur la lampe du feu à éclats, et d'autre part, une diode (9) connectée en série avec la lampe.

Dessins