Brevet FR2003457A1 — publié le 19691107

i 2003457 L'invention se rapporte, d'une façon générale, à un appareil porteur de cargaisons du type adapté pour lever, supporter et mouvoir une charge au-dessus d'une surface. L'invention se rapporte plus particulièrement à un appareil de levage de charge du type véhicule à coussin d'air ou à effet 5 de sol où la charge est supportée par une couverture, soulevée et supportée par un coussin d'air au-dessus de ladite surface. On a suggéré d'utiliser dans l'art antérieur un appareil à effet de sol ou à coussin d'air en combinaison avec des dispositifs de levage de charge. Un tel appareil de l'art antérieur utilise généralement un véhicule 10 rigide supporté par un coussin d'air sur lequel on place la charge à transporter, ou l'appareil utilise un coussin d'air pour supporter ou pour gonfler une pièce flexible sous laquelle la charge est suspendue. On a en outre proposé dans l'art antérieur d'utiliser plusieurs véhicules interconnectés supportés par coussin d'air et de faire supporter une charge ou une cargaison entre 15 les véhicules sur un bâti ou une plate-forrae rigide. Ces véhicules exigent cependant que la charge ou la cargaison à transporter aient une forme susceptible d'être supportée par une surface plane ou soit au moins capable d'être suspendue seulement par un nombre limité de pièces de suspension. Ainsi, un cargo comportant une forme géométrique très irrégulière et une structure 20 rigide sur toute sa surface présente de sérieux problèmes lorsque l'on essaye de le soulever, de le supporter ou de le transporter par un appareil de l'art antérieur. La présente invention pallie les inconvénients de l'art antérieur en utilisant une couverture flexible ou membrane sur laquelle on place la 25 charge ou la cargaison à soulever et en prévoyant un coussin d'air au-dessous de la couverture et à une pression suffisante pour gonfler la couverture et soulever la charge qu'elle supporte. En raison de la nature flexible de la membrane ou de la couverture et du coussin d'air se trouvant en-dessous, la charge ou la cargaison sont 30 supportées d'une manière uniforme tout au long de leur surface de contact avec la couverture. Ainsi, la cargaison peut avoir une forme géométrique très irrégulière et une structure rigide sur toute sa masse et être supportée uniformément sur toute sa surface de contact avec la couverture gonflée. La présente invention prévoit une paire de pièces latérales de bâti 35 espacées rigidement entre lesquelles est suspendue une couverture ou membrane flexible gonflable. Lorsqu'une charge est positionnée sur la couverture, un gaz préssurisé ou comprimé est admis au-dessous de la couverture à une pression suffisante pour former un coussin d'air capable de soulever et de supporter la charge au-dessus de la surface se trouvant en dessous de 40 l'appareil. Ce coussin d'air pressurisé déforme la couverture de telle sorte 69 03656 2 2003457 qu'elle se conforme à la géométrie de la surface de la charge en contact avec elle et qu'elle fournit ainsi une pression uniforme de levage et de support au-dessous de la charge tout au long de la surface de contact avec la couverture. En maintenant le coussin d'air au-dessous de la couverture, une fois 5 que la charge a été soulevée, l'appareil peut être déplacé au-dessus de toute surface relativement uniforme telle que le sol cru l'eau, la charge entière étant supportée verticalement par le seul coussin d'air. En outre, les pièces du bâti de l'appareil peuvent être soit capables de supporter par des moyens entrant en contact avec ladite surface, tels que des roues ou des moyens 10 similaires, ou peuvent être supportées indépendamment par quelques formes de moyens indépendants à coussin d'air ou à effet de sol. Ainsi, lorsque la charge est supportée indépendamment par son coussin d'air, l'appareil entier comportant la charge supportée peut être déplacé d'un point à un autre par tout moyen, soit indépendant, soit incorporé. 15 Sur les dessins, la figure 1 est une vue en perspective d'un appareil de la présente invention telle qu'elle est employée pour le transport d'un navire, la figure 2 est une vue en coupe de l'appareil illustrant la position relâchée et gonflée de la couverture flexible, 20 la figure 3 est un diagramme de force illustrant la force en tonne pour la moitié de l'appareil lorsqu'il est utilisé pour le transport d*un navire d'une dimension donnée. Afin de faire seulement ressortir l'une de la vaste variété d'applications possibles de l'appareil de la présente invention transportant 25 une cargaison, l'invention est décrite en se rapportant à l'utili3ation de l'appareil transportant une charge extrêmement importante et de forme géométrique non uniforme telle qu'un navire de transport ou un cargo. Si l'on se réfère en particulier aux figures 1 et 2, l'appareil selon la présente invention, comporte un bâti périphérique renfermant une 30 aire centrale. Le bâti consiste fondamentalement d'une paire de pièces latérales de bâti 10 et 12 séparées, d'une pièce de bâti arrière 14 et d'une pièce de fermeture frontale 16. Une membrane ou couverture 18 flexible et imperméable au gaz, est connectée au moins aux pièces latérales 10 et 12, La couverture possède une force suffisante pour supporter le cargo. 35 Les pièces latérales du bâti 10 et 12 ont respectivement des parois latérales internes 20 et 22 s'étendant verticalement et longitudinale-ment, lesquelles forment des surfaces de soutènement pratiquement imperméables au gaz sous pression. Le reste des pièces latérales du bâti 10 et 12 peuvent être de toute géométrie et construction convenables et ont pour 40 fonction de loger la machinerie de levage, les réservoirs de combustible, etc. \ 5 10 15 20 25 30 35 40 03656 3 2003457 corne on l'exposera ci-dessous. Chaque pièce latérale de bâti 10 et 12 est en outre pourvue d'un appareil 24 supportant une entretoise réglable horizontalement et verticalement . Les pièces latérales du bâti peuvent être pourvues de roues 26 comportant une surface d'engagement, d'un type adapté pour supporter l'appareil dans son déplacement au-dessus d'une surface plane ou sur des rails. La pièce de bâti arrière 14 et la pièce de fermeture frontale 16 ont pour but de séparer latéralement les pièces latérales 10 et 12. Les pièces de bâti arrière et de fermeture frontale 16 et 14, de mime que les pièces du bâti latéral, ont des surfaces internes pratiquement imperméables aux gaz et permettant de résister à la pression. La pièce de fermeture frontale 16 peut être composée d'une paire de portes basculant vers l'extérieur 32 et 34 qui peuvent être sélectivement ouvertes ou fermées par tout moyen convenable tel qu'un système hydraulique non représenté. La membrane ou couverture 18 imperméable aux gaz est fixée le long de ses côtés à la partie supérieure et interne des pièces de bâti latérales 10 et 12. La superficie de sa surface est substantiellement supérieure à celle de la superficie définie par le bâti de sorte qu'à l'état libre, tel qu'illustré par les lignes continues de la figure 2, la couverture ressemble à une courroie suspendue entre deux pièces latérales. Les longueurs des côtés de la couverture 18 sont sensiblement égales à la longueur de chaque pièce de paroi latérale interne 20 et 22 de façon que les bords frontal et arrière de la couverture 18 soient à proximité étroite de la surface interne des pièces : de fermeture frontale 16 lorsque celle-ci est fermée et de la surface intérieure de la pièce de bâti arrière 14. Ainsi, l'appareil définit un volume sensiblement clos limité sur ses côtés par les pièces de bâti latérales 10 et 12, par la pièce de bâti arrière 14 et la pièce de fermeture frontale 16, et limité au sommet par la couverture flexible 18 et sur le fond par la surface au-dessus de laquelle 1*appareil est à transporter. Afin de mieux saisir les particularités de l'appareil selon la présente invention, on se référera au diagramme de force illustré à la figure 3 et à l'exemple non limitatif suivant. Etant donné qu'un navire possède une structure plutôt complexe, requérant un support au-dessous de la plus grande partie de son fond, si ce n'est toute, le composant principal de l'appareil de transport est la couverture 18 sur laquelle doit reposer le navire. La grandeur de la couverture est considérablement supérieure à celle du plan du pont du navire et est déterminée par la pression d'opération en fonction du poids combiné. Par exemple, la couverture 18 peut être constituée par un réseau de câbles métalliques de 69 03656 4 2003457 3 mm (l/8 de pouce) à maille d'un pied, soit 30 cm, ayant une force de rupture de 50 tonnes par pied, soit 16,6 tonnes par décimètre, et un revêtement convenable pour produire une couverture totalement imperméable aux gaz. Si l'on considère un navire ayant une longueur de 152,5 m (500 5 pieds), le long .de la ligne de flottaison, un déplacement de 20.000 tonnes et une largeur de 24,4 m (80 pieds), et si la longueur totale des pièces latérales 10 et 12 de l'appareil est de 213,5 m (700 pieds), la largeur du véhicule de 91,5 m (300 pieds) et son poids de 10.000 tonnes, le poids net du navire 2 et de l'appareil de transport combiné pour 929 cm de surface de véhicule 10 (un pied carré) est de l/7 de tonne, soit 15 kgs par dm . Si cette pression est appliquée sur le fond du navire, l'appareil pourra soulever 5.720 tonnes. Ainsi, afin de supporter le reste du poids du navire, aussi bien que le poids de la couverture sous le bateau, une force additionnelle de 14.500 tonnes doit être supportée par la tension de la 15 couverture. Distribuée tout au long de la ligne de flottaison, cette force engendre une tension dans la couverture de 14,5 tonnes tous les 30 cm (14,5 tonnes par pied). De plus, pour supporter le poids excédentaire du navire et de la couverture, la couverture 18 doit aussi soulever le poids des deux pièces 20 latérales 10 et 12 du véhicule. Dans un tel cas, la couverture doit soulever par côté un peu plus de 12.000 tonnes en supposant que le poids des pièces latérales soit de 4.500 tonnes chacune et que le poids total de la couverture soit de 1000 tonnes. Ceci exige que la tension de la couverture sur le bateau soit égale par côté à 7250 tonnes et qu'au point de fixation des pièces 25 latérales 10 et 12 elle soit égale à 4.500 tonnes. Pour que cette condition soit totalement remplie, il est nécessaire que les angles de fixation de la couverture aux pièces latérales soient réglables. Ceci peut être accompli en utilisant un couplage flexible convenable entre la couverture et les pièces latérales ou en étendant la couverture à l'intérieur des pièces latérales de 30 telle sorte que la flexibilité de la couverture puisse être utilisée en elle-même pour régler l'angle que doit faire la couverture avec des pièces latérales. Si l'on suppose que la couverture est verticale par rapport au navire, afin de remplir les conditions précédentes, l'arc de la couverture 35 doit rejoindre les pièces latérales en faisant un angle de 38,5*. Lorsque cette condition est remplie, la composante horizontale de la tension de la couverture est égale à 5.700 tonnes, qui doivent être compensées pair la pression sur les surfaces internes 20 et 22 des pièces latérales 10 et 12 respectivement. Si l'on choisit l/7 de tonne par pied carré, soit 15 kgs par 2 2 40 dm , ceci exige une surface de 40.000 pieds carrés, soit 3.716 m , ce qui 69 5 10 15 20 25 30 35 40 03656 5 2003457 signifie que les parois latérales doivent avoir 57 pieds de haut, soit 17,4 m, si elles ont 700 pieds de long, soit 213,5 ni. Puisque cette condition correspond à une hauteur inadéquate, la pièce support d'entretoise latérale 24 est prévue pour réagir en sens inverse contre toute ou partie de cette charge. La pièce support d1entretoise latérale fonctionne également pour compenser tout moment basculant agissant sur les pièces latérales. Afin de fournir la pression d'air nécessaire sous la couverture 18, le véhicule peut employer un ou plusieurs moteurs de production de gaz, tels que des moteurs industriels de turbine à gaz qui sont adaptés pour délivrer leur puissance à l'échappement et avec de 1'air pressurisé. Les moteurs 36, montés dans les pièces de bâti latérales 10 et 12, délivrent le gaz pressurisé par les ouvertures d'air 38 sous la couverture flexible 18. Une élévation de pression sous la couverture flexible 18 entraîne le gonflage de la couverture et le soulèvement de la charge qui y est supportée, comme le montre les lignes en pointillés de la figure 2. En maintenant la pression sous la couverture, le coussin d'air supporte complètement la charge transportée sur la couverture flexible. En cours d'opération, si l'on suppose qu'il est désirable de transporter un grand navire d'un point d'eau à un autre, l'appareil transporteur peut être déplacé au voisinage du bateau. On ouvre les portes frontales 32 et 34 et la couverture non gonflée est mise en place sous la coque du navire en déplaçant l'appareil vers le bas à l'aide d'une rampe ou d'un moyen similaire de façon à servir de berceau au navire. Les portes frontales sont alors fermées et l'excès d'eau au-dessus de la couverture est pompé vers l'extérieur par tout moyen convenable. La machinerie de levage peut alors être actionnée pour élever la pression d'air sous la couverture jusqu'à un point suffisant pour soulever et supporter le navire. L'appareil et la charge supportés par le coussin d'air qu'il renferme peut être alors déplacé sur une surface relativement unie jusqu'à sa destination. Bien que l'exemple ci-dessus ait été donné en se référant seulement à un seul navire de poids et de dimension donnés, l'appareil de la présente invention peut être utilisé avec des navires présentant une variété de dimensions et de poids. Si le navire à transporter est trop lourd, les parties latérales de la couverture flexible 18 s'élèvent avant que le navire soit hors de l'eau. On peut facilement remédier à cette situation en pompant l'eau du ballast et en l'évacuant sur les parois latérales de la couverture. Si, d'autre part, le bateau est trop léger, il flottera avant que las parois latérales n'aient été vidées et continuera jusqu'à ce que l'angle de la couverture avec les parois latérales forme un angle droit. Dans cette situation, si le navire est très léger, la position de soulèvement peut être 03656 6 2003457 incommodèrent élevée ; dans ce cas, il suffit de réduire simplement sa légèreté en ajoutant un ballast additionnel d'eau dans les réservoirs du navire ou autour du navire sur la partie supérieure de la couverture. Afin de déplacer l'appareil transporteur chargé ou déchargé, tout moyen convenable tel que des moyens indépendants ou contenus directement dans l'appareil peuvent être utilisés. Par exemple, si l'appareil doit être déplacé sur un système de rail, on peut employer un ensemble de moteurs diesels poussant ou tirant l'appareil. De même, un ou plusieurs véhicules au sol peuvent être utilisés pour déplacer l'appareil au-dessus d'une route plane ou similaire. Tout appareil de puissance convenable logé à l'intérieur de l'appareil peut être également prévu à l'intérieur des parois latérales du véhicule 10 et 12 pour entraîner les roues entrant en contact avec la surface 26 afin de fournir un véhicule auto propulsé. Afin de prévoir une stabilité longitudinale pour la charge transportée, il peut être souhaitable de subdiviser les surfaces au-dessous de la couverture flexible 18 de façon que les compartiments subdivisés puissent être utilisés à des pressions légèrement différentes et puissent être ajustés selon les besoins de la charge transportée. Ceci peut être facilement obtenu en contrôlant l'air pressurisé fourni aux divers compartiments et en utilisant plusieurs moteurs de production de gaz opérant à des pressions différentes. 69 03656 7 2003457 REVENDICATIONS 1°) Appareil de transport de cargaisons utilisant un coussin d'air pour transporter la cargaison au-dessus d'une surface comportant : un bâti périphérique entourant une aire centrale, une couverture flexible suffisamment 5 imperméable aux gaz pour fonctionner comme paroi contenant un coussin d'air, la couverture étant au moins reliée aux bords opposés du bâti et ayant une force suffisante pour supporter la cargaison sur la partie supérieure de sa surface et des moyens producteurs d'un gaz transportés par l'appareil pour fournir le gaz au-dessous de la couverture, en volume et en pression suffi-10 santé pour former un coussin d'air dans l'espace de l'aire centrale contenu à l'intérieur du bâti et au-dessous de la couverture, de façon que la couverture fléchisse pour fournir un fond et au moins un support latéral partiel pour la cargaison, tandis que le coussin d'air maintient la cargaison au-dessus de ladite surface. 15 2#) Appareil de transport de cargaisons tel que revendiqué en 1 comportant en outre des moyens pour supporter l'appareil de transport de cargaisons en vue de son mouvement au-dessus de la surface. 3#) Appareil de transport de cargaisons tel que revendiqué en 1 comportant en outre des moyens s'étendant du bâti au-dessus de la couverture 20 pour entrer en contact avec ladite cargaison afin de lui fournir un support latéral. 4*) Appareil de transport de cargaisons tel que revendiqué en 1 dans lequel des moyens sont prévus pour régulariser la pression du gaz fourni au-dessous de ladite couverture de telle sorte qu'une pression de levage 25 sélectionnée puisse être maintenue tout au long de la surface entière de contact entre ladite cargaison et ladite couverture. 5*) Appareil de transport de cargaisons tel que revendiqué en 1 dans lequel lesdits moyens de production de gaz comportent un ensemble de moteurs de production de gaz. 30 6*) Appareil de transport de cargaisons tel que revendiqué en 2 dont les moyens,permettant de supporter !•appareil portant ladite cargaison en vue de son déplacement au-dessus de la surface, comportent des roues entrant en contact avec le sol,montées sur des pièces latérales et adaptées pour supporter et mouvoir ledit appareil. 35 7a) Appareil de transport de cargaisons tel que revendiqué en 1 rfang lequel le bâti latéral comporte line pièce frontale, une pièce arrière ainsi que des pièces latérales espacées, ladite pièce frontale comportant en outre une paire de portes s*ouvrant vers l'extérieur. 8*) Appareil de transport de cargaisons tel que revendiqué en 1 40 dans lequel ladite cargaison est un navire et la couverture est sensiblement 69 03656 8 2003457 plus grande que le fond de la coque du navire. 9°) Appareil de transport de cargaisons tel que revendiqué en 5 comportant en outre des moyens pour l'entraînement dudit appareil de transport de cargaisons supporté par ledit appareil.