Brevet FR2042614A1 — publié le 19710212

"Engia submersible à grande profondeur et rapidité de mise en oeuvre ou "Bathydynascaphe"" 10-1. Mon invention concerne des engins submersibles, à mise en oeuvre rapide, pouvant servir à des fins stratégiques, tactiques. logistiques, pouvant lancer des torpilles et qui présentent des avantages particuliers pour les transports sous-narins sans pour autant être limités à cela. Le terme nengin submersiblen ou "sous-marin" est utilisé ci-dessous pour désigner tous les engins marins pouvant atteindre par leurs propres moyens des vitesses élevées, à la fois en surface et en immersion, la vitesse étant dans ce cas plus importante en règle générale 10.2.Dans le passé, l'architecture classique des sousmarins retenait des formes circulaires ou cylindriques pour la section transversale de la coque résistante, formes qui visaient à obtenir un rapport résistance/poids acceptable, l'optique de base de 3'exploitation était que de tels navires avaient ua rtle exclusivement tactique ou stratégique, l'aspect logistique de rapidité de mise en oeuvre et de transport sous-sarin rapide ne retenaient que peu l'attention. 10t3. J'ai découvert un sous-marin à géométrie variable, dont les formes du type elliptique/parabolique permettent un écoulement laminaire sur la majeure partie de la carène. 'l'écoulement caractéristique qui se produit autour de la partie supérieure arrière et qui s'explique par l'interaction entre les diux mises en-mouvement de l'eau à la fois dans le plan vertical et dans le plan horizontal, permet à l'engin d'atteindre en immersion les vitesses les plus élevées pour une puissance donnée exprimée en termes de puissance effective : c'est la solution du phénomène naturel connu sous le nom de paradoxe de Gray". 10.4. Un objet de la presente invention est de fournir un navire sous-marin de volume donné, contenu dans la surface utile minimale compatible avec ses opérations en mer c'est-à-dire environ 2/3 du contenu volumétrique d'une sphère de surface équivalente ou, réciproquement, environ 1,5 vois la surface d'une sphère de volume équivalent; il y a lâ la possibilité d'un rendement volumétrique plus grand que ceiir des navires submersibles de tout autre type. 10.5. Un autre objet est. d'assurer à un tel sous-marin ane stabilité en jouant sur les plans horizontaux et vertical du centre de gravité, un plan perpendiculaire, le centre de enrèn@ en immersion les hauteurs de l'avant et de l'arrière du plan perpendiculaire, la distance verticale entre les plans ori- zontaux du centre de gravité et du centre de carène en sion n'étant pas inférieure au dixième du creux total de la coque (hors bordé), 10.6.Un autre objet est d'assurer à un tel sous-marin une manoeuvrabilité par l'utilisation de un ou plusimlrs appendices de gouverne, tels que ailerons et/ou gouvernailc avec les mécanismes correspondants, tout en assurant une inter-dépendance entre la manoeuvrabilité et la stabilit par des appendices stabilisateurs, tels que voilures, hydroplans, volets de quille, aileron dorsal et aileron arrière de quille tels qu'ils seront énumérés dans ce texte. 10.7. Un autre objet est de fournir à un tel sous-marin une réserve définie de flottabilité déterminant un franc Dora de surface autorisé par les autorités et servant de base aux calculs des lignes de charge pour déterminer l'enfoncement maximal légalement possible. 10.8. D'autres objets sont la limitation des régions de turbulence autour de la coque et la réduction de la résistance résiduelle ci-après définie, au minimum permettant en immersion les vitesses maximales à puissance donnée. 10.9.1 Ces buts sont atteints par l'adoption d'une forme de coque elliptique/parabolique, les sections par le plan vertical du centre de gravité (V.C.G.) et les plans parallèles étant du type elliptique les rayons de courbures étant plus faibles dans les régions supérieure s que dans les régions inférieures. 10.9.2 De telles sections verticales peuvent être définies par la réunion danszltZou aux environsYdplan du centre de gravité (H.C.G.) * de deux contours elliptiques ayant un aie commun dans le plan de réunion. Une telle définition sera dans la suite désignée par le qualificatif elliptique/ parabolique. 10.10 Deux variantes sont possibles en prenant comme référence la section transversale de la carène par un plan vertical passant par le centre vertical de gravité. 10.11 Dans la première, le grand axe de la section elliptique composée est vertical; dans la seconde, le rapport B/d (largeur/creux) est inversé de sorte que le grand axe est horizontal, le petit axe étant alors vertical. En aucun cas le petit axe n'est inférieur au dixième de la longueur entre perpendiculaires. 10.12.1 Par suite, une possible extension de l'invention est un sous-marin dont la coque du type elliptique ou parabolique est- allongée suivant la ligne horizontale passant par le centre horizontal de gravité et pour lequel les sections transversales par le V.C.G. et les plans parallèles sont symétriques par rapport à la droite passant par le centre horizontal de gravité mais assymétriques par rapport au H.C.G. les rayons de courbures étant plus petits dans les régions supérieures. 10.12.2 Dans toutes les variantes, les sections transversales du type elliptique/parabolique du navire par des plans horizontaux sont assymétriques par rapport au V.C.G. 10.13 Le sous-marin faisant l'objet de l'invention est également pourvu d'un plan dorsal assurant la stabtttédireeeonnelle * N.d.T. plan muni d'un carénage profils destiné b dégager la partie supérieure de la region de turbulence. 10. 14 En outre, la coque'est dans sa partie située en dessous du H, C. G. dotée d'une surface hydrofoil mobile capable de pro duire une force ascensionnelle positive et/ou négative qui assure au navire une assiette nulle lors de ses remontes ou plongées, en balançant l'effet frontal du plan dorsal dans le plan vertical au-dessous de la ligne du H. C. G. en cas d'instabilité structurelle de la constructim 10. 15 Dans la partie cargaison et ballast, le navire peut être doté d'un système à flot libre, les emménagements et le compar timent machines étant logés dans des locaux pressurisés. 10.16 Il peut etre avantageux de munir la partie cargaison du bâtiment d'un système d'égalisation hydro-statique de pression au moyen de citernes à toit (ou fond) flottant avec diaphragmes mobiles ou enveloppes repliables absorbant et transmettant directement la pression hydro-statique envi- ronnante, ce qui permet d'égaliser les pressions 8 l'intérieur et b l'extérieur de la coque et entre les cloiso@@s; ; les ballasts cômmuniquent sous l'effet de la pression hydre-statique environnante à travers les ballasts babord et triberd entre le pont supérieur et le pont intermédiaire portant les toits flottants (ou fonds flottants), ou les diaphragmes mobiles, ou les enveloppes repliables de La mFme façon que dans la partie cargaison, permettant ainsi une galisation de pression. 10.17.1 La propulsion est assurée pat un ou plusieurs hélices convenablement placécs dans le plan H. C. G. et conduisant dans un plan vertical. 10. 17. 2 Le navire peut être muni par exemple d'un aileron vertical supportant à l'arrière de la poupe des paliers de butée extérieurs et capables de supporter egalement des hélices en tandem uni directionnelles ou contra-rotatives, c'est-à dire r un système libre d'asymétrie de poussée ou de réaction défavorable du couple assurant le rendement propulsif maxi mum pour tout type de propulsion choisi. 10. 18. I Un tel système de propulsion comprend de préférence un jeu d'arbres contrarotatifs coaxiaux entraîné à travers un presse étoupe par une réduction secondaire montée à l'arrière, placée sur un arbre principal à vitesse intermédiaire sortie dtune réduction primaire placée à la partie AR de la machine Cette solution permet de choisir les rapports de réductions primaire et secondaire afin de permettre une contre rotation sans perte par frottements additionnels et ceci sur la plus courte longueur possible de l'assemblage coaxial. 10. 18. 2 Dans un autre système, la conduite des arbres coaxiaux peut être assurée par l'intermédiaire d'un presse-étoupe à la sortie d'une réduction directe à ltarrière placée sur un arbre principal, tournant å l'allure de rotation des hélices et sortant d'une réduction placée à 1'AR de la machine. 10. 19 La solution à plusieurs hélices peut s'accommoder d'hélices en tandem uni directionnelles à nombre égal de pales et dans le cas d'hélices contra-rotatives (solution pour laquelle l'hélice avant décharge constamment l'hélice arrière, pour laquelle elle agit généralement comme un accélérateur) d'un jeu d'hélices dont l'hélice arrière porte une pale de moins que l'hélice avant. 10.20 De plus et toujours dans le même but, les hélices peuvent - être entourées d'une tuyère type venturi qui a pour objet d'accélérer le flux d'arrivée d'eau i l'hélice au delà de la quantité de mouvement réel du navire; les hélices peuvent être à pas fixe ou à pas variable actionnées hydrauliquement. 10. 21 L'aileron externe peut comporter, actionné électro-hydrau- obliquement, un cbne er deux moitiés renfermant le palier externe, c8ne dont la base située à l'intérieur de la tuyère venturi, mais qui peut en position monter ou descendre dans un angle compris entre O et 22, 5 ' afin d'accroftre l'induction de flux provenant de la tuyère. 8. PRESENTA TION ET INTERPRETATION 8. 01 Les termes et expressions utilisés dans cette spécification doivent être pris dans un sens descriptif non limitatif et il ne faut pas induire du contenu du texte l'absence de défi nitions ou de références, qui auraient pu y être autrement jointes. Quant aux conclusions des différentes parties, elles forment un tout qui constitue l'ensemble du brevet. 8. 02 Ceci étant, référence est faite aux schémas explicatifs joints, qui stappuient sur les formules et expressions citées à savoir 101 - Ligne avant - arrière (dés ée par AV et AR) 102 - Couples 106 - Aileron inférieur stabilisateur 107 - Angle d'ouverture du volet de quille 108 - Volet de quille position rentré 109 - Volet de quille position sorti 110 - Ordonnée du bord de fuite du plan 111 - Ordonnée du bord d'attaque du plan 112-Aileron AR supérieur stabilisateur - 113 - Base du plan 114 - Coordonnée supérieure AR 115 - Aileron AR de support des paliers externes 116 - Coordonnée AR inférieure 117 - Montage des gouvernes de profondeur 118 - Propulseur d'étrave 119 - Montage des ailerons hydroplans 120 - Lignes d'eau théoriques dans le mouvement ascen sionnel de l'eau créé par le déplacement du navire 121 - Lignes d'eau théoriques dans le sens longitudinal 123 - Compartiment machine et emménagements 124 - Capacité de réserve de flottabilit. 125 - Coque résistante 126 - Citerne à toit flottant 127 - Tranche citerne 128 - Paliers de butée externes 129 - Pompe à huile 130 - Réduction planétaire 131 - Attaque venant du réducteur machine à 80/120 tpm 132 - Sortie vers les arbres contra-rotatifs à 80/120 tpm 133 - Palier radial principal 134 - Seconde reductionépicycIique attaquant les arbres coaxiaux 135 - Butée principale 136 - Boute de presse étoupe 137 - Tuyère type venturi 138 - Bulbe adaptable produisant un flux induit 139 - Montage du gouvernail latéral hydroplan 143 - Zone de transition laminaire - turbulent entre les deux systèmes 144 - Région turbulente avec sa zone circonférencielle de trainée 145 - Zone de turbulence dans le plan d'hélice le long de la ligne de pousse. 146 -Région laminaire 147 - Seconde zone de transition 8. 02. 1 Les figures l(a), 1 (b), 1 (c) montrent la forme de base de la variante 1 (cylindre elliptique) dans les vues verticales, longitudinales et horizontales et définissent le coefficient de remplissage vertical. 8. 02. 2 Les figures 2 (a), 2 (b)-, 2 (C) montrent le développement hori zontal de la coque en forme de cylindroide elliptique et définis sent le coefficient de remplissage horizontal. 8. 02. 3 Les figures 3. 1 (a), 3. 1 (b), 3. 1. (c) montrent le développement des profils de la coque sans appendices, en forme d'ellipsoide modifié et définissent le coefficient de remplissage longitudinal. 8. 02. 4 Les figures 3, 2/3 (a), 3. 2/3 (b), 3. 2/3 (c) représentent dans les mêmes vues la coque et le plan dorsal et le volet de quille (quand il y en a un) en position sorti et rentré. 8. 02. 5/6 Les figures 3. 4-1 (a), 3.4-1 (b), 3. 4-1 (c) montrent 1-e plan dorsal en position de pivot, compensé par les ailerons ståbi- lisateurs AR dorsal et de quille. 8. 02. 7 Les figures 3. 4-2 (a), 3. 4-2 (b), 3. 4-2 (c) montrent le plan dorsal en avant du VCG, toujours compensé par les mêmes ailerons mais avec la réduction du creux entrarnée à l'avant. 8. 02. 8 Sur les figures 3. 5 (a), 3. 5 (b), 3. 5. (c) le plan dorsal est représenté dans la position préférée de contre pivot; son carénage étant alors en avant du bord d'attaque, la compensa tion se faisant par le seul volet de quille (représenté ici- en position rentré. 8. 02. 9 Les figures 4. 1 (a), 4. 1 (b), 4. 1 (c) montrent dans les mêmes vues que celles des figures 3.4-1 et 3. 4-2 le montage addition nel de l'aileron AR, des-hélices et des appendices de gouverne, dans le cas du plan dorsal en position de pivot. 8. 02. 10 Les figures 4. 2/3 (a), 4. 2/3 (b), 4. 2/3 (c) sont les mêmes que celles de la figure 3. 5 avec le montage additionnel de l'aileron AR, des hélices et des appendices de gouverne dans le cas du plan dorsal en position de contre-pivot. 8. 02. 11 Sur les figures 5 (a) et 5 (c) sont tracées en élévation et vue en plan les lignes d'eau théoriques de la coque dans les deux systèmes, dérangement vers le haut dans le plan vertical et écoulement longitudinal dans le mouvement de translation en avant. 8. 02. 12 Sur les figures 8 (a) et 8 (b) sont illustrées en longitudinal et horizontal les zones laminaires de transition, le creux, autour de la coque d'une bathydynascaphe et en particulier "l'anneau critique " de traînée qui natt a lrAR du V. C. G. 8. 02. 13 Les figures 7.1 (a), 7. 1 (b) et 7 1 (c) indiquent le mode de calcul, par les méthodes des incréments géométriques, du volume interne de tout ou pairie de la coque obtenue en décomposant en tranches par des plans horizontaux et verticaux le volume hors bordé délimité par les plans Bd et @ - Td, et les perpendiculaires avant, arrière. Cette même méthode est employée pour positionner les cloisons longitu dinales et transversales Fig. 7.4. Une représentation analyti que pour calcul automatique de la surface externe de la coque est donnée parla Fig. 7.1. 2. 8. 02. 14 Les vues en vertical et longitudinal de la figure 7. 2 détermi nent la relation entre la coque résistante et la partie interne, qui définissent dans l'espace annulaire compris entre elles la capacité de poussée, les symboles correspondant B ceux apparaissant dans les sections 3. 11(a).et 3.11 (e). 8. 02. 15 Dans la même disposition la Figure 7. 3 définit les symboles et termes apparaissant dans les sections 3.11 (b), (c) et (d). 8. 02. 16 Les Figures 7. 4 (a), 7. 4. (b) et 7. 4. (c) représentent schéma- tiquement une installation de citernes de cargaison et de ballasts avec deux cloisons ajourées longitudinales et un système dégalisation de pression avec toits flottants, dans le cas où le navire est utilisé en navire pétrolier, 8. 02. 17 Sur la figure 6 sont schématiquement représentées les installations des arbres contra-rotatifs, et des hélices ainsi q::- celles du palier externe monté dans l'aileron de support; Les Figures 6(b), 6 (c) et 6 (e) sont des variantes d'installa- tion d'hélices en tandem ou contra-rotatives. 8. 02. 18 La Figures 9 (a) est une vue éclatée de la structure de l'aileron AR des paliers externes et du presse-étoupe; sur la Figure 9 (b) apparat le montage dans ce même aileron de la réduction-planétaire directe qui attaque les arbres coaxiaux contra-rotatifs avec les paliers supports extérieurs. La Figure 9 (c) est l'illsutration dynamique de la réduction de la figure 9 (b) (lélices, tuyère et caréna ge du cône enlevé ); la figure 9 (d) est semblable à la figure 9 (b) mais montre un train de réduction épicyclique secon daire. Enfin la figure 9 (e) est semblable à la figure 9 (a) mais montre en plus le montage sur 1 a coque de l'aileron AR. 8. 02. 19 Les Figures 10 (a), 10 (b) et 10 (c) sont respectivement une vue de dessous, une vue de l'arrière et une vue perspective en coupe qui permettent de voir la structure support, les hélices, la tuyère type venturi et le c8ne rbglable. 8.02.20 Les Figures Il (a), 11 (b) et 11 (c); 12 (a), 12 (b) et 12 (c); 13 (a), 13 (b) et 13 (c) et 15 (a), 15 (b) et 15 (c) représentent respectivement dans les mêmes conditions que les vues l(a), 1 (b) et 1 (c); 2 (a), 2 (b) et 2 (c); 3 (a), 3 (b) et 3 (c); 4 (a), 4 (b) et 4 (c) une extension de l'invention désignée par variante 2, pour laquelle les Figures 14 (a), 14 (b) et 14 (c) correspon dent aux vues 13 (a), 13 (b) et 13 (c) de la première variante. 2. DEFINITION DES TERMES 2.01. T-2 : pétrolier standard d'environ 16.500 DWT 2. 02. DWT : deadweight (tons de 2240 lbs) représentant la capacité de transport du navire 2.03. LWT (NL) : navire lège (tons de 2240 ib3) : poids de la coque métal lique, des appendices, de la machine et des vivres. 2. 04. déplacement : deadweight + navire lège : volume de l'eau de mer à 35 pieds par tonne (densité moyenne 1. 027-1. 030) 2. 05. HCG : position horizontale du centre de gravité. 2. 06. VCG : position verticale du centre de gravité. 2. 07. tirant d'eau : distance entre la quille et la surface de flottaison 2. 08. FP : (PP AV) : perpendiculaire AV 2. 09. AP : (PP AR) : perpendiculaire AR 2. 10. navire lège navire ayant ses compartiments cargaison et ballast vides, incapable de manoeuvrer sans aide. 2.11. condition de navire sur ballast en surface : citernes cargaison vides - ballasts pleines. 2. 12. condition de navire chargé en surface : citernes cargaison pleines - ballasts vides. 2. 13. condition de navire en immersion citernes cargaison plei nes - ballasts pleines. 2. 14. ellipse : section d'un cône par un plan faisant avec la base un angle plus petit que le demi-angle au sommet; la surface est donnée par 11 ab 2. 15. cylindre elliptique : cylindre droit de section elliptique, volume surface où a = 1/2 axe vertical b = 1/2 axe horizontal L = longueur entre perpendiculaires c = 1/2 axe longitudinal (ces symboles a, b, L et c garderont par la suite des significations) 2. 16 ellipsotde : corps qui vu sous n'importe quel angle présente un aspect elliptique. volume : 4 #abc 3 surface: 4 # (ca + cb + ab) 3 2. 17 navire : espace clos défini par des paramètres dérivant de coordonnées mathématiques et caractérisant par référence un bateau 2. 18 sous-marin: navire capable de se mouvoir par ses propres moyens en surface ouen plongée; 2. 19 ligne de charge : ligne définissant le tirant d'eau maximal auquel le navire peut être également enfoncé (cf Intl load line Convention 1930/1966 US Coast Guard load line legulations CG.176 Board of Trade Rules 1908 US load line act 19029 et leurs amendements. 2. 20 franc-bord : distance mesurée verticalement le long du flanc du navire entre le livet supérieur du pont et la ligne de charge. 2. 21 stabilité : déterminée par la section équatoriale prise dans le plan V. C. G. qui passe par le plan du C. G. et du C. B. 2.22 poussée : force verticale directement opposée à la pesanteur et équivalente au poinds de fluide déplacé. 2. 23 CB : centre de poussée, centroide du volume immergé situé au-dessus de la quille; CBl est la position navire immergé e t CB2 navire en surface. 2, 24 hydrofoil : forme d'une section plane principale par un plan parallèle au plan de symétrie; surface critique inferieure d'un hydroplan ou surface verticale d'un plan vertical en relation avec le fond de la mer. 2. 25 équateur ligne de circonférence maximale tracée sur un corps cylindrique, sphérique, elliptique ou parabolique. 2.26 résistance de flottement : résistance de traînée exercée sur la surface mouillée du navire, en relation directe avec la vitesse de c dernier 2. 27 résistance residuelle : somme de la résistance de vague, de la résistance de remous, de la résistance de l'air sur la partie émergée. 2. 28 EMP : puissance effective nécessaire pour dépasser la somme des rési stances de frottement et résiduelles du navire se déplaçant en eau calme 2. 29 coefficient sphérique : rapport de la surface mouillée d'une carène immergée à la surface de la sphère équi valente ( 4# r2) de même volume intérieur (4# r3) 3 2. 30 coefficient de section verticale : rapport de la surface ae la section de coque par le plan Y. C.G. ( t ab) à celle du cercle circonscrit 5 r2 (où r r a) 2.31 coefficient radial : rapport du creux maximal au rayon de la sphère équivalente de rrême volume intérieur 2. 32 bouge : courbure du pont supérieur en travers du navire (direction perpendiculaire d la ligne AV-AR) tonture : courbure du pont supérieur suivant la ligne AV-AR virure : assemblage de toles placé le long de la coque. 2. 33 écoulement laminaire : filets d'eau pratiquement parallèles à la surface d'un corps immergé, région libre de tourbil lons située en avant du plan V. C. G. et/ou au-dessous du plan H. C. G. d'un corps immergé. 2. 34 écoulement turbulent : schéma d'écoulement autour de la surface d'un corps immergé, région pleine de petits tourbillons en arrière du plan V. C. G. et/ou au-dessus du plan H. C. G. caractérisée par le nombre de Reynold's Re = Vitesse x longueur x densité viscosité 3.01 La conception génerale est celle d'une coque de forme essentiellement ellipsoidale (offrant une régidit inter médiaire entre la forme spherique et la forme cylindri que) forme dont le petit axe transversal n'est pas inférieur au 1/10 du grand axe longitudinal. 3. 02 Creux maximal (désigné par-D sans appendices). Distance hors bordé de la quille au pont supérieur de la coque. La coque est de section verticale alliptique, asymé trique; la ligne passant par le H. C. G. est située entre la quille et la ligne passant par le C. B. 1, le rapport entre les distances de H. C. G. à la quille (désignée par g) et au pont supérieur (gl) est également de 2 : 1 (domaine de variation possible 3 : 2 à 3 : 1 inclus),. ces variations sont rapportées a la ligne passant par le H. C. G. dans le plan de largeur externe, le creux est un paramètre fondamental dans l'élaboration du projet. 3. 03-1 Largeur hors tout (désignée par B sans appendices) Dans la variante 1 la largeur h. t est une dimension secon daire, prise dans le plan éguatorial V. C. G. et rapportée a@ creux D; le rapport D/B est généralement de 3/2 (domaine de variations possibles 2/1 à 5/4 frontières comprises), le creux étant toujours la dimension la plus grande. La largeur ne peut pas être supérieure (toutefois pouvant être inférieure) à deux fois la distance g entre H. C. G. et la quille, de sorte que l'aspect hydrodynamique d'une section transversale ou d'une vue en dessous du plan H. C. G. apparat semi-circu laire ou rappelle un bulbe semi-elliptique finement incurvé. 3. 03. 2 Monter le plan H. C. G. aura pour effet d'agrandir la distance "g", réciproquement, baisser le plan H, C. G. diminuera la courbure, permettant d'ajuster le moment de redressement. (désigné par ml et m2) par rapport à la position ("CB1") du centre de carène en immersion, lors de l'étude de stabilit@ ce déplacement ne devra pas réduire la distance verticale m 1/1 entre les plans H. C. G. et D/2 à moins d'un 1/10 du creux hors bordé. 3. 04-1 Longueur entre perpendiculaires (désignée par L sans appen dices) Il est fondamental que cette longueur entre perpendicuIaires ne dépasse pas dix fois le petit axe de la coque (hors bordé) afin de satisfaire aux caractéristiques des solutions ellipti ques paraboliques propres à cette configuration. 3.04-2 HGG et VCG La verticale du VCG est toujours prise dans le plan du creux maximal, et coupe l'horizontale du HCG dans le plan de largeur maximale (équatoriale) . par suite la position de la ligne VCG sur l'axe AV-AR, repérée par rapport à la perpendiculaire AV sera donné par la formule Lx g = VCG à partir de PP AV D (domaine de variations possible 25 à 40% de L); dans les navires où le VCG est situé en arrière du milieu("M") Lx gl = VCG à partir de PP AV D Ceci détermine l'aspect général du navire puisgue le rap port VCG /FP - VCG/AP est toujours égal à g/gl (figures 3, 7. 2, 7. 3, 13.14). 3. 5-1 Etant donné le type elliptique/parabolique des fonctions étudiées, il est possible de mettre au point un programme automatique qui à l'intérieur d'un domaine de variations dé finies, déterminera la configuration optimale correspondant aux entrées (L, B, D, L1 position du plan dorsal, ou, autre po sibilité, rapport L/D, capacité & poussée) et qui au moyen de dispositifs digitaux automatiques sortira les plans géné raux nécessaires ainsi que les devis de détail. 3. 05-2 Le programme de calcul se fera par carte perforée, bandes magnetiques ou perforées, comme suit a/1ère étape. Génération du nombre requis des des solutions elliptiques par rapport aux plans H. C. G. et V. C. G. définissant les sections de base verticales/ transversales. b/ 2ème étape Génération du nombre requis de coordonnées des solutions elliptiques/paraboliques dans une section horizontale définie comme partie d'une grille à trois dimen sions. c/3ème étape. Génération du nombre requis des coordonnée des solutions elliptiques/paraboliques dans une section longitudinale définie comme partie d'une grille à trois dimensions. d/4ème étape. Génération des coordonnées elliptiques/ paraboliques nécessaires à la détermination de la charpente de la coque résistante, du pont intermédiaire et des cloi sons à partir de la meme grille. e/5ème étape. Génération du volume interne, de la réserve de poussée, de la surface mouillez et du rendement volu métrique exprimé en " coefficient sphérique f/ 6ème étape. Génération des appendices navire. g/ 7ème étape. Génération des contours de la coque et des lignes d'eau mettant en évidence l'influence sur la surface mouillée de l'anneau circonférentiel de trafnée autour de la coque. Le programme pouvant être initié à partir de la première ou de la cinquième étape. 3. 06-1 La première étape définit les lignes externes babord et tribord qui en vue arrière apparaissent elliptiques asymé trique s : la quille bien arrondie, le pont supérieur très cambré, ces sections présentent un aspect caractéristique en forme de poire. La coque est don c essentiellement un cylindre elliptique dont la forme hydrodynamique est étudiée pour prendre en compte le mouvement vertical théorique de l'eau autour de l'axe vertical, caractéristique essentielle de cette spécification. 3. 06-2 La seconde étape du programme définit en plan les lignes externes babord et tribord dans une seconde dimension asymétriquement elliptique/parabolique par rapport à la carène à l'origine de forme ellipsoidale ;les rapports définis dans le plan VCG sont les mêmes que ceux définis dans la 1ère étape, la largeur hors bordé dans le plan VCG étant l'axe transversal commun et a/ le 1/2 axe longitudinal avant étant la partie du segment avant arrière compris entre HCG/VCG et la perpendiculaire avant (PP AV) b/ le 1/2 axe longitudinal arrière étant la partie du segment avant-arrière entre SCG/VCG et la perpendiculaire arrière ( PP AR). Ceci est une caractéristique essentielle de la spécification, assurant sur 1'AR un écoulement théorique parallèle A la carène lors de la propulsion en avant du navire. 3. 07,il En vue longitudinale la coque présente d'abord l'aspect d'un parallélipipède rectangle. La 3ème étape du calcul modifie cette forme en celle ellipse paraboloide : les sections se composant d'arc en 1/4 d'ellipse ou paraboliques avec une tangente horizontale du pont supérieur et sur la quille dans le plan VCG et des tangentes verticales aux ordonnées hautes et basses de l'avant et de l'arrière. Le plan dorsal et les autres appendices sont définis par réfé rence à ces lignes. Ces formes assurent ainsi l'écoulement oblique de l'eau par-dessus la partie dorsale AR du navire 3. 07-2 La profondeur de carène à I'arrière(désignée par " " a diminue proportionnellement au fur et à mesure que la ligne VCG s'éloigne de la PP AV ou, réciproquement, augmente proportionnellement lorsque cette ligne se rapproche de la PP AV; cette profondeur de carène à la PP AR est donnée par rapport à la L. p. b. par D ( VCG / PP AV x,D) = a5 VCG / PP AR c'est-à-dire que a - contrairement aux précédents brevets, plus la ligne VCG est placée en avant, plus sont parallèles la quille et lede de pont, dans la région AR, dont le profil apparaft alors de plus carré.La conséquence en est une verticalisation des lignes de courant, en vue verticale; un profil plus fin aurait nécessité un accroissement du plan vertical, et entraidé pour le navire des mouvements de lacet. b - le profil AR est une ligne verticale cobcidant avec la PP AR, le creux mesuré au-dessus et au-dessous du plan HCG@étant défini par le rapport gl /g (appelé par la suite ordonnée supérieure AR "USO " et ordonnée inférieure AR "LSO "). 3. 07-3 La profondeur de carène à la PPAV (désigné@par a2) diminue proportionnellement à la distance entre la ligne VCG et le milieu du navire (référé "M") ou réciproquement augmente lorsque la ligne VCG se rapproche de la PP AV ; cette distance a2 est donnée en fonction de la Lpp. par L a) D - (@/L x D) = a2 , lorsque le plan dorsal est situé en AR du plan VCG c'est-à-dire enposi.tion de contre pivot; la surface longitudinale avant 1/4 (L1a1 + L1a3) + L1 a2 balançant alors la surface longitudinale AR 4 (L2 a4 + L2 a6) + L2a5 + surfaceéquatoriale du plan dorsal : g a, dans le rapport des longueurs :L - L1 (Fig 3-1 - 3 4 5) @@ b) a2 ~ a5, c'est-à-dire que la profondeur de carène AV est égale à la profondeur de carène AR, lorsque le plan dorsal est situé à cheval sur le plan VCG c'est-à-dire en position de pivo (sec, 3@09. 3), la surface equatoriale du plan ga, étant alors compensée entre les surfaces longitudinales AN 1/4 (L1a1 + L1a3) + L1a2 et AR=1/4 (L2a4 + L2a6) + L2a dans le rapport des longueurs L - L1 (Fig 3-1-3-4-3-4-1) L1 L1 c) a2 = D - ( L/2 x D) lorsque le plan dorsal est placé en avant du plan VCG (sec. 3. 09. 5), la compensation des surface@ 1/4 (L1a3 + L1a3) + L1a2 + surface du plan g a et 1/4 (L2a4 + L2a6) + L2a5 se faisant dans le rapport (Fig 3-1-3-4-2) d) le profil AV est vertical et coincide avec la PP AV, les profondeurs de carène repérées par rapport au plan HCG sont dans le rapport gl/g et sont dans la suite désignées par : ordonnée supérieure AV OU UBO et ordonnée inférieure AV ou LBO. 3. 07-4 Les ponts AV et AR sont définis par des lignes elliptiques ayant une tangente horizontale commune au point supérieur du pont dans le plan VCG et se terminait à USO et UBO par des tangentes verticales a) une droite horizontale à partir de l'ordonnée supérieure avant jusqu'à son intersection avec le plan VCG sert de référence commue 1/2 axe longitudinal pour la construction du pont AV @b) une droite horizontale tracée à partir de l'ordonnée supé rieure AR jusqu' son intersection avec le VCG sert de référence comme 1/2 axe longitudinal pour la construction du pont AR c) pour faire pendant au profil de la quille (Fig 3-1-13) 3. 08 HYDRODYNAMIQUE 3. 08. 1 Un point essentiel de cette déposition tient dans le fait que la propulsion d'un corps immergé entraxe un dérangement de l'eau qui l'entoure aussi bien vers la surface libre que vers l'arrière (en mouvement relatif). Un bathyscaphe sphérique dont les mouvements se limitent à des descentes ou remonte verticales met ce phénomène parfaitement en évidence. En d'autres termes, si l'on imprime à Un corps immergé un mouvement de descente vertical, un dérangement de l'eau prendra naissance autour de l'axe vertical et la remontée de ce même corps engendrera en surface une vague de pression.De la même façon, un bathydynascaphe lors de sa propulsion en immersion créera les mêmes phénomènes même s il se déplace parallèlement ou obliquement par rapport au fond 3. 08. 2 Avec l'hypothèse d'une telle mise en mouvement de l'eau lors de la propulsion du navire, on observera tout autour de la coque à partir de l'avant un écoulement laminaire de direction moyenne parallèle à l'axe longitudinal du navire; cet écoulement obliquera alors au dessus de la partie arrière du navire, les lignes de courant étant des courbes paraboliques projetées à partir du VCG (donc accessibles par le calcul et susceptibles de construction), formant un courant de séparation passant au-dessus du pont supérieur entre le milieu du navire et le point de contre pivot. 3. 08. 3 au-dessus du plan HCG, les lignes d'eau peuven t être théori quement tracées parallèles à l'axe longitudinal du navire (de puis l'avant)jusqu'au plan VCG où elles deviennent des para boles passant obliquement au-dessus de la partie arrière en- tre le milieu du navire et le point de contre pivot.Au dessous du plan HCG, un dérangement vertical de l'eau se produit en fait entre l'étrave et le plan VCG,mais ne dépasse pas le plan HCG car il est annulé par l'écoulement arrière plus rapide sans doute à cause du grand rapport longueur/creux, l'écoule- ment est absorbé et reporté le long du plan VCG.Les lignes d'eau qui de fait peuvent être théoriquement tracées paraboli ques se réfléchissent deux fois à angle obtus et se confondent sans l'écoulementarrièrele longdu plan HCG jusqu' auplanVCG Le flux arrière plus potentiel ne peut contraindre le dérangement vertical de l'eau que pour des sections croissantes de-la coque, en avant du plan équa.torial VCG. n arrière du plan VCG, les sections de la coque vont en diminuant ; le dérangement vertical de l'eau se manifeste alors en entrarnant avec lui le flux arrière; l'écoulement peut être représenté parades courbes paraboliques ayant leur sommet dans le plan VCG (en longitudinal) et dans le plan correspondant HCG (en horizontal) de sorte que le flux résultant passe obliquement par dessus la partie arriere supé rieure de la coque entre le milieu du navire et la position de contre pivot. Ce tube d'écoulement turbulent ou " anneau " peut être détermine' sur modèle au moyen de jauges de pression ;t est une caractéristique du bathydynascaphe. 3. 08. 4 La région arrière située près de la position du contre pivot est évidemment zone de transition; le dérangement vertical de l'eau est modifié par l'avancement du navire; les deux écoulements se combinant harmonieusement sans turbulence obliquent au dessus de la région supérieure arrière du navire; la représentation théorique peut en être obtenue au moyen de paraboles partant de la quille et mettant en évidence un creux entre les deux systèmes d'écoulement; de ce fait, l'écoulement laminaire sous une forme ou sous une autre s'étend sur la plus grande partie de la carène à peu près 50 à 85 % de la longueur L suivant la configuration réellement choisie. 3, 08, 5 Lorsque, comme c'est le cas ici, les distances L1 et g sont liées par des relations analytiques elliptiques, le point de départ de la réfraction de la zone de transition turbulente peut être modifié. L'anneau circonférentiel qui en résulte dégage de turbulence le pont supérieur entre le milieu du navire et le point de contre pivot. Urn carénage raccorde le plan dorsal au pont supérieur de façon à éviter toute création de vortex. 3. 08. 6 En règle générale, plus la navire va vite, plus plate sera en fonc tion de L la réfraction du flux vers le haut, plus importante sera alors la zone de séparation turbulente, ce qui explique que la résistance résiduelle augmente comme le cube des dimensions linéaires lorsque la vitesse croit dans le rapport de leur racine carrée, c'est un paramètre controlable du schéma. Par exemple, le type 3. 11. 1 a un plus fable, et par là un plus favorable rapport de surface moyenne exposée à la transition à grande vitesse, que le type 3. 11. ld. 3. 08. 7 En comparant les différents aspects du type 3. 11. 1 a à un dauphin ou à une baleine tueuse, 3. 11.1 b ou 3.11.1 c à une baleine bleue, 3.11.1 d à une baleine , 3.11. le à une baleine , 4069 C à un requin baleine ou à un requin à queue blanche, etc.... on trouve une explication au paradoxe de Gray, les phénomènes zoologiques et géophy- Biques se recoupant. 3.08.8 Dans la variante 1, 1 a diffraction du flux se produit entière ment dans le plan vertical. Dans la variante 2, elle se produit. dans le plan horizontal en avant de la ligne VCG. Ceci explique le choix des lignes droites à l'avant et à l'arrière de la variante 1 et des lignes obliques à l'avant et droites à l'arrière de la variante 2. 3. 09 PLAN DORSAL (TOUR D'AMARRAGE) 3. 09. 1 Il reste maintenant a définir la position et la fonction du plan dorsal qui joue un rôle essentiel dans le schéma de l'écouIe- ment. Le carénage reliant le plan dorsal au pont, sert d'écran diviseur au confluent des deux systèmes de flux qui se combi nent pour passer à Bd et à Td obliquement au dessus du pont, grossièrement le long d'un axe joignant HCG/VCG à M au niveau du pont et au delà de cet axe; comme cet anneau va de la quille à la position du contre pivot, il y aurait formation du turbulence critique sur le pont, le plan et/ou son carénage ont alors pour effet de dégager le pont supérieur de cette zone de transition turbulente. (Fig. 3. 5/ 4. 1 / 42/3 - 5. 8. 15) 3. b9. 2 Le plan dorsal a essentieliement pour but d'assurer au navire. une stabilité directionnelle en virages inclinés, a) en position de pivot ou de contre pivot en exerçant une action diamétralement opposée par rapport à la ligne du MCG, à force d'inertie sur ta quille du navire c'est-à-dire sur la variante 1 en bai ançant g/a (Fig. 3.4-1, 3.4-2, 3.5 , 4.1, 4.2/3, 7.2, 7.3) bj par une action diamétralement opposée par rapport à VCG, la force centrifuge agissant sur l'arrière du navi@e; dans la position de contre pivot, le plan perpen diculaire (désignée par SP) coincide avec le centre de masse en arrière du plan VCG ou en autres termes compense la distance L1 par la distance équivalente L 1 mesurée à partir de la PP AR donnée par l'expression:: L x gl = SP / PP AV ou PP AR = L I D (Fig. 3.4-1, 3. 42, 3.5, 4, 4.2/3, 7.2, 7.3) 3, 09. 3 Dans le cas où le pian est s tué longitudinalement en position de pivot, S coincide avec VCG, cependant cet emplacement ne convient pas aux grands navires car il ne permet pas de compenser avec efficacité la force centrifuge sur l'arrière dan' les virages serrés, à moins que l'onh ajoute des ailerons stabi lisateurs arrières dorsaux et de quille. 3. 09. 4 On peut également placer le plan en position de contre pivot, SP coincide alors avec le plan de CP. Cette solution a ma préférence. 3.09.5 Si le plan est est placé en avant du VCG, la profondeur de carèi de section longitudinale à l'avant est diminuée de façon à com penser l'accroissement de surface du martre couple du plan donné par l'expression [1/4#(L1a4 + L1a6) + L1a5] - [1/4# (L1a1 + L1a3) + L1a2] la compensatIon de la section longitudinale à l'arrière de VCG se faisant dans le rapport principal L1 / L2. 3.09.6 Les paramètres principaux du plan sont pour la variante 1, les su@vants : a) hauteur du plan au dessus du pont supérieur g b) l longueur du plan à la base sur le pont supérieur : a c) largeur du plan à la base supérieure à 1/5ème de la hauteur, de sorte que la surface du plane et appendice au-dessus du plan HCG en vue de face compense la surface des appendices au-dessous du plan HCG dans la meme vue dans le rapport gl/g @@ d) d) section verticale par le plan SP | 1/2 ellipse dont le petit-- axe est la largeur de la base et le grand axe la hauteur du plan. e): Section horizontale : ellipse asymétrique à petit axe dans le plan SP et à grand axe confondu avec la droite AV-AR f) Scetion longitudinale le bord d'attaque cordonnée LEO) est à g ce que la distance des plans HCG et CBO est à gi. le bord de fuite (ordonnée tu TEO) est à g ce que la distance des plans HCG et USO est à-g 1. Le plan détermine alors un écoulement compatible avec celui autour de la carène du navire (Fig. 3.41, 3.4.2, 3.5, 4.1, 4.2/3, 5,8) 3. 09. 7 Le plan tout d'abord de forme rectangulaire est, en fonction de la coque déjà déterminée, modifié de façon à permettre un tel écoulement compatible avec celui autour de la carène, avec cependant a) le bord de fuite est dessiné droit et dans le cas où le plan est dans la position de pivot, un carénage rejoint sur l'arrière le CP, afin d'éviter la formation de vortex sur le pont arrière, la forme du carénage qui rejoint le bord de fuite du plan au CP est parabolique concave ou en 1/4 d'ellipse. b) le bord d'attaque est dessiné droit et dans le cas où le plan est en position de contre pivot, un carénage s'étend sur tout l'avant du plan VCG afin d'éviter la formation de vortex sur le pont supérieur. Le profil du carénage qui rejoint le bord d'atta que au plan VCG est parabolique ou en 1/4 d'ellipse avec une tangente verticale à l'ordonnée du bord d'attaque et une tangente horizontale au pont supérieur. c) La surface du marcre couple est en première approximation prise égale à a x g, se réduisant à une forme rectangulaire comme le font les ordonnées supérieure et inférieure de la poupe pour compenser longitudinalement. 3. 10 Le plan n'est qu incidemment un moyen d'accès et sur les na vires à compartiment machin e et emménagements situés à l'arrière un accès séparé de la machine est prévu à l'arrière indépendamment du plan dorsal. 3.11 Exemple Les paramètres principaux de ia variante 1 peuvent pour définir les différentes solutions possibles, s'exprimer en pourcentages à la L. P. P. (sans appendice) par exemple Tableau p 26. 6 - Traductions sur le tableau La configuration optimale correspond à une forme cylindrique elliptique ou d'ellipsoide dont le rendement volumétrique ou coefficient sphérique (désigné par SC) est équivalent à celui d'une sphère; l'idéal correspond à un corps sphérique (bathy sphère) qui contient un volume donné dans la surface externe minimale, le rendement volumétrique absolu est alors égal à 1 3. 11.2 Un bathyscaph sphérique n'a cependant pas de possibilité de déplacement en avant et doit concéder environ le 1/3 de son rendement volumétrique pour obtenir une capacité de mouvement dynamique suffisante et devenir alors le bathydynascaph dont le rendement volumétrique moyen s'établit aux environs des 2/3 de la valeur absolue. Ceci est une application d'une loi universelle des plus étendues (que nous appelerons la théorie de la symétrie et de l'asymétrie de l'espace). -3.11.3 Par suite, plus la capacité de mouvement sera élevée, plus le rendement volumétrique relatif sera inférieur à 0, 667 SC; inversement, plus faible sera cette capacité de mouvement, plus le rendement dépassera 0, 667 SC. Etant donné que le coefficient de bloc d'un navire de surface dépend de son tirant d'eau à 85% :Z qon creux minimum, et que pour un navire sous-marin ce tirant d'eau varie de façon continue jusqu'à être égal au creux, les règles applicables normalement e en navire de surface ne s'appliquent pas évidemment aux sous marins et il devient nécessaire d'introduire la notion de coefficie sphérique absolu pour pouvoir compléter les rendements volet. ques et capacité de mouvement qui sont développés ci-dessous 3. 12. 1 Le coefficient de section verticale CSV, rapport de la section verti cale par le plan VCG à celle du cercle circonscrit au cylindre elliptique, ab ou 5 (fig. 1) rZ D 3. 12. 2 Le coefficient de section horizontale CSH, rapport entre la section horizontale par le plan HCG au rectangle circonscrit donné par la constante# 1/4 (fig.Z ) 3. 12. 3 Le coefficient de section longitudinale CSL, rapport de surface respective de la section par le plan longitudinal arrière et du rectangle circonscrit 1/4#( L1a1 + L1a3 + L2a4 + L2a6 ) + L1a2 + L2a5 LSC := DL La valeur limite étant égaie à 1. (Fig. 3-1) 3. i? 4 Le volume de la coque ellipsoidale dans sa forme définitive après modification, une formule approximative peut être prise V = # abl x HSC x LSC mais une valeur plus précise devra être déterminée par voie géromé trique. 3. 12. 5 La surface de la coque ellipsoïdale dans sa forme définitive doit être déterminée géométriquement pour chaque navire car aucune formule approximative ne lui convient, la formule la meilleure pouvant être A = 4/3# # (ab + bc + ac LSC ) (Figures 7, 1. 1., 7. 1. 2. ) 1/4 3. 12. 6 Le coefficient sphère que de : la coque modifiée dans sa version défi nitive est à rechercher comme ci-dessus par voie géométrique; la valeur approximative la plus t::oche peut être trouvée par la formule La valeur limite de ce coefficient est 1 et sa valeur moyenne 0,667 3.12.8 Afin de pouvoir établir dans cette spécification quelques éléments de comparaison, un rapport possible entre la surface mouillée d'un navire de surface en charge et la surface immergée totale du sous-marin équivalent peut être pris égal à 2 15.6 \4T-dedéplacementxL/3(ab+bc+ac LsC) l/4,l 3. 13.Un engin sous-marin répondant aux définitions hydro-dynamiques et structurelles définies dans cette spécification est désigné par "bathydynas caph". 4. CORCLTAIRE 4. 01. Afin de prouver la validité des notions d'hydro dynamique sous-mar.ne incluse dans cette spécification. le rapport du creux de la largeur est inversé, le grand axe de section transversale devenant parallèle au fond, le petit axe étant maintenant vertical et perpendiculaire au fond. La position relative des lignes HCG et VCG respectivement par rapport à la quille et au pont et awr perpendiculaires avant et arrière est définie comme ci-dessus; cette nouvelle solution sera appelée variante 2. 4. 02; F Bien que le déplacement, la surface mouillée, la L. P. P., les dimensions principales restent pratiquement les mêmes, cette variante se révélera bien moins efficace que la variante I. Cela conduit à la conclusion que la vitesse du flux dans cette région du fond et aux environs du mattre-couple du VCG est plus élevé que sur le reste de la coque et que l'accroissement de surface de frottement ainsi que la réduction du plan diviseur avec le creux du navire sont les paramètres principaux. 4. 03. I Comme la variante 2 présente par son tirant d'eau réduit, certains avantages, les inconvénients inhérents à sa configuration peuvent être réduits en se servant de la réfraction des lignes d'eau dans la zone supérieure arrière, conséquence de l'interaction entre les deux systèmes d'écou lement, application de la présente invention. La transformation nécessaire de l'aspect ventru de la variante 2, en des formes plus hydrofoil se traduira par une coque de structure plus difficile à construire, mais permettra l'adaptation d'un plan diviseur assurant au navire des performances convenables de la façon suivante a/ En permettant dans le plan horizontal la diffraction du flux sur l'étrave et le pont avant jusqu'au VCG dont la surface mouillée est à compenser. b/ La diffraction dans le plan vertical - en arrière du VCG vers Ia poupe, en faisant de sorte que c/BL3 - (#L3b1) + #L1b2: 1/4#(L1g + L1g1)=L2 et L2a5+ 1/4 # (L2a4 + L2a6) : L1b6+1# L1b5= L2 : L1 2 2 sont respectivement proportionnés au rapport caractéristique - AV - AR du naivre, afin de compenser le navire dans sa totalité par la surface des appendices externes. en en permettant une réfraction oblique du flux sur l'arrière du VCG par reprise de la courbure au maftre-couple de la coque, en contours en 1/4 d'ellipse apparents en vue en plan et effectifs dans la vue longitudinale qui sont adaptés sur tribord et babord : ce navire est repéra 2 E. 4. 03. 2 Toujours afin d'éviter de reprendre la courbure du maitre- couple, des contours externes plus fins sont pris sur babord et tribord en arrière du VCG, courbures paraboliques convexes en vue en plan, à tangentes horizontales dans le plan du VCG leur apogée étant à la P. P AR; en longitudinal, les 1/4 d'ellipses sont remplacés par des paraboles à tangen te hori zontale dans Ie VCG ayant leur apogée à la P. P. AV de sorte que.: 2/3 L2B : 2/3 L1g1+ 2/3 L1g = L2 : L1, et L2a5 + 1/4 (L2a4 + L2a6) : L1b6+1 L1b5= L2L1 2 sont respectivement proportionnés au rapport caractéristique AV - AR du navire, ce qui permet de compenser le navire dans sa totalité par la surface des appendices externes. Cette confi guration sera repérée variante 2 P. 4.09.1 La profondeur de carène à la P.P. AR (désignée par a5) varie proportionnellement à la distanc entre le VCG et la PP.AV diminuant lorsque cette distance augmente ou inversement, aug mentant lorsqu'elle diminue; la valeur de a5 en fonction de la L. P. F étant donnée par la formule : 9 ~ (L1 x D) = a5 L2 Le bord de fuite du profil AR est une verticale correspondant avec la P. P. AR, les coordonnées supérieures ou inférieures étant repérées g1 et g par rapport au plan du HCG désigné dans la suite par ordonnée supérieure AR et ordonnée inférieure AR(fig. 13) 4. 04. Z La largeur de l'étrave à la P. P.AV (désignée par b6) varie proportionnellement en fonction de la distance qui sépare le plan VCG du milieu du navire repéré M diminuant lorsque cette distance diminue ou inversement, quand le plan du VCG se rapproche de la P. P. AV. Cette largeur est en fonction de la L. P. P. donné par l'expression B - L1x B) = b h min. 1/2 L B - (L1x B) = b 6 moy L2 B - (L1/L2 x B) = b 6 max a/l e bord d'attaque de l'étrave est situé dans le plan de la P, P. AV, est repéré dans le plan du HCG par rapport à la droite AV - OR'Far les coordonnées appelées ordonné d'étrave babord PEO et ordonné d'étrave tribord SBO. b/ Des quarts d'ellipse partant horizontalement du plan VCG et se raccordant aux 2 ordonnées Bd et Td de demi-axes LI et b5 achèvent la détermination de sections AV. 4.04. 3 Dans la variante V-ZE, la largeur moyenne dans le plan du contre- pivot (CP) dont la distance à la P. P. AR est L1, est prise égale à D, le plan AR étant alors défini au moyen de demi-ellipses - dont la base est CP, le demi-axe longitudinal L1 et de demi-axe transversal b5 (fig. 12) 4. 04. 4 La section milieu de la variante V-2E est définie par des quarts d'ellipses à tangente verticale dans le plan VCG, horizontale dans le plan du CP, à Bd et à Td, dont la base est CP, le demi axe longitudinal L3, le demi-axe transversal bl (fig. 12). 4. 05. 1 La variante Z étant plus large qu'elle n'est profonde et la plus grande partie de sa masse étant située au-dessus du plan HCG des problèmes de stabilité vont naître lors des virages inclinés. La force d'inertie qui incline le navire à l'intérieur et vers le bas par rapport à la verticale de HCG est corrigée par la force de poussée tendant à redresser le navire par l'axe " a " par rapport à la droite passant par CBl, et le poids de la quille-"g" donnant un moment de redressement " a + g 4. 05. 2 La hauteur du plan au-dessus du pont correspond donc à l'axe gl et sa base le long du pont à " a + g ". La voile étant conçue comme un corps de forme ellipsoidale, sa largeur à la base ne peut être inférieure au 10e de son axe longitudinal, en fait a + g, à moins que des ailerons stabilisateurs AR dorsal et de 5 quille ne soient rajoutés pour augmenter la section au maitre- couple et réduire ainsi leur proportion. @5. 3 Le pin est déterminé automatiquement ayec les autre appendices externes en balançant le navire de son ensemble et peut portér des élévateurs comme dns la variante 1, ae la façon suivante : a/ des ailerons AR stabIlisateurs dorsal et de quille sont obligatoires dans les deux variantes 2 E et 2 P. Ce plan dorsal comprend également le gouvernail latéral, ses principales dimensions sont - hauteur au-dessus de l'ordonnée supérieur AR à la P.P. AR = a + g - position au-dessous de l'ordonnée inférieur AR à la P. P. AR = a6 Ces ailerons sont du type de surface et de forme ellipsoidale, leur largeur à la base peut être inférieure au 1/10 de leur axe longitudinal, leur construction se termin e par un tracé parabolique joignant les sommets des ailerons respectivement au pont supérieur et à la quille pour les ailerons dorsal et de quille. b/ le fait de placer des ailerons à I'AR sur Bd et Td dispense du plan stabilisateur ae quille pourvu que la partie verticale de chaque aileron ne soit pas inférieure à 1/2 g. c/ Les ailerons sont censés faire déplacer le navire par l'axe a @ g, à la distance g 1 dans le plan horizontal. Autrement dit, le montage des ailerons et élévateurs par rapport au plan HCG, VCG est identique à ce qu'il est dans la variante V1. d/ Les surfaces de gouverne sont calculées ensemble. 4.04.6-1 L'@@@ersion des grands et petits axes avec des sections modi fie les calculs de la façon suivante : 4.04.6-2 Le coefficient de saction vertical répond maintenant à la formule : ab D VSC = ou @/B (figure 11). r2 4.04.6-3 Le coefficient de section horizontale répond maintenant à la formule : @@3 @@ @ @@ @ @@@@-@ @@ @@ HSC = variante 2E BL et 2/3 L2B + L1b6 + # L1b5 HSC = variante 2P BL 4.04.6-4 Le coefficient de section longitudinal répond maintenant à la formule: 1/4# (L2a4 + L2a6 + L1g + L1 g1) + L2 a5 LSC = variante 2E DL et L2a5 + 1/4# (L2a4 + L2a6) + 2/3 L1 g1 + 2/3 L1 g variante 2P LSC = DL 4.04.6-5 Le volume est approximativement donné par : V = # abL x HSC x LSC, @ mais une valeur plus poussée doit être déterminée par voie géomé trique. 4.04.6-6 La surface est déterminée de façon précise par géométrie (Sec 3.05-2f), une formule approchée en est : A = 4/3 (ab + bc HSC + ac LSC) 1/4# 1/4# 4. 06.7 Le coefficient sphérique est maintenant donné par où la valeur absolue est I; cette formule donne une idée approximative du rendement volumétrique du navire. 4. 06. 8 L'expression 3.12. 8 doit maintenant se lire Z 15. 6 V àéplacement de tonnes x L = > 4/3# (ab + bc HSC + ac LSC 1/4# 1/4# elle sert aux comparaisons entre les surfaces mouillées des navires de surface et sous-marins équivalents. 4. 06. 9 Exemple : Les dimensions principales de la variante 2 peuvent s'exprimer en pourcentages de la LPP (sans appendices), ainsi 5. EXPLOITATION 5.01 Alors qu'un bathyscaphe s'enfonce en perdant progressivement sa stabilité et remonte en c:ssant ses ballasts, c'est-à-dire se "gonfle" pratiquement à angle droite par rapport au fond, le - bathydynascaphe ne perd de sa flottabilité que pour atteindre un certain équilibre et ure trois immergé, descend ou remonte en surface par ses machines, c'est-à-dire obliquement par rapport au fond. 5.02 les manoeuvres d'immersion et de surface peuvent être faites navire à peu près en assiette nulle et à des vitesses en avant lente, ne dépassant pas 8 noeuds, le cycle de ces manoeuvres étant le suivant a/ Vitesse réduite à AV lente, volet de quille (s'il y en a) sorti (fig. 3.2/3); b/ Paire faire surface au plan dorsal, sortie des aides à la na vigation et au schnorchel; c/ Se préparer à faire surface et chasser les ballasts 3d et Td dans la région du centre de gravité au moyen de vapeur et/ou d'air comprimé; (fig. 7.1, 7.2, 7.3, 7.4); d/ Commencer à déballaster les ballasts du navire chargé et le peek avant; de plus, e/ Commencer à déballaster les citernes lorsque le navire appro- che du terminal de chargement, rentrer le volet de quille et augmenter la vitesse; f/ Vider les citernes de ballastage et peak AV lors du chargement au terminal; g/Prendre la r en surface jusqu' dépasser le plateau conti nental; h/ Vitesse réduite à rV lente rentrer les aices à la navigation, abaisser le volet de quille et remplir à nouveau les ballasts, à niveau (fig. 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 15); i/ En immersion, rentrer le volet de quille (quand il existe) tout en accélérant jusqu'à la vitesse AV toute. ,03 La réserve de flottabilité est d'environ 20 à 50 % du déplace ment, selon la densité de la cargaison transportée, qui fixe le franc-bord du navire en surface. Les critères opérationnels à appliquer pendant les manoeuvres sont ceux d'un navire immergé, tant que le franc-bord minimum n'est pas atteint, alors que le navire est considéré comme répondant aux conditions gouvernant les navires en surface lorsque ce lranc-bord est dépassé. 5.04 - APPENDICES STABILISATEURS 04- On trouve la coordonnée supérieure AR en joignant par une diago nale CB1/VCS au coin supérieur AR droit du rectangle circonscrit au profil, en prenant l'intersection avec le pont supérieur et en projetant ce point sur le plan. Pour construire aileron stabilisateur AR supérieur, on porte sur la perpendiculaire AR-à partir de USO la distance g pour la variante 1 et la distance g + a pour la variante 2. On joint alors par une parabole le point ainsi obtenu au pont supérieur. @4-2 On trouve la coordonnée inférieure AR en joignant par une diago nale HCG/VCG à l'angle inférieur droit du rectangle circonscrit au profil, en prenant l'intersection avec la quille et en proje- tant ce point sur le plan. Pour construire l'aileron stabilisateur inférieur AR (quand il existe), on porte sur la perpendiculaire AR à partir de LSO et vers le bas la distance "a6,,; on joint alors par une parabole l'apex à cette coordonnée qul devient le bord d'attaque. .04-3 Les appendices stabilisateurs sont du type de surface (fig. 3.1, 3.4-1, 3.4-2, 4.1, 13, 14). 5.05 - APPENDICES DE GOUVERNE .05-1 Les ailerons et/ou élévateurs sont fixés dans les hydroplans sur Bd et Td et offrent en immersion un contrôle des inclinai- sons dans le plan vertical et horizontal. a/ A l'avant, l'action se fait en avant du plan VCG (en plus de celle des parties déjà existantes); b/ A l'arrière, l'action s'exerce en arrière du CP et est direc tement opposé à celle des surfaces à l'AV; d/ Dans le plan supérieur, l'action est dirigée par dessus vers le plan CB1 (en plus de celle des parties déjà existantes); d/ Dans le plan inférieur, l'action est dirigée par dessous vers le plan HCG et est directement opposée à celle des surfaces placées au-dessus. Jes appendices sont combinés de façon à exercer la force maximale sur tout le navire à la fois dans les plans horizontaux et verti caux, et fonctionnent dans toutes les directions. En outre, les surfaces de gouverne sont placées de façon à recevoir le maximum de la circulation de l'écoulement qui passe au-dessus du sous marin; la disposition des hélices, complémentaire à la précédente, qui conduisent dans le plan HCG/VCG, contrebalance l'action hydro foil des plans de gouverne et de stabilisation. 5.05-2 Les ailerons placés à l'AV sont montés sous le plan HCG en avant du plan VCG, ils sont supposés avoir une action par l'axe "g" (projection du sommet à la base sur le plan HCG/VCG) à la distan ce "a" dans la variante 1, par l'axe "a + g" à la distance "D" dans la variante 2. les ailerons Bd et Td, qui fonctionnent in dépendamment et ont des ailerons directionnels opposds, sont gouvernés par le gyropilote (fig. 4.1, 4.2/3 et 1-5)., 5.05-3 les dimensions principales des hydroplans AV sont a/ longueur à la base Variante 1 = "g" Variante 2 = "D" b/ longueur au bord de fuite : : Variante 1 = "g" Variante 2 - = "a + g" d/ Inclinaison du plan HCG = négative (en vue de face) jusqu'à l'intersection avec le plan passant par la quille; f/. Epaisseur à la section maxi = 1/10 à 1/5 de la longueur du bord de fuite; g/ Ailerons mobiles = 1/3 environ de las surface hydroplane, angle variant de 2 x 22,50 à 0 ; h/ Les surfaces inférieures sont de section hydrofoil, c'est-à dire construites en 1/4 d'ellipses; i/ Les bords d'attaque sont inclinés en avant à partir de la ra cine en courbes convexes paraboliques; j'/ Les bords de fuite sont perpendiculaires à la coque. 5.05-4 Les élévateurs employés en liaison avec les ailerons avant et par suite placés dans ou au-dessus du plan CB1, sont censés avoir une action par l'axe "a" à la distance "g" pour V.1 et par l'axe "g + a" à la distance "D" pour V.2; ils n'ont une action que dans le plï vertical où ils fonctionnent en paral lèle et en opposition directe aux ailerons AV; ils sont synchro nisés par le gyropilote (fig. 4.2/3). 5.05-5 les dimensions principales des hydroplans placés au plan dorsal ou aux emplacements des ailerons stabilisateurs AR sont les sui vantes : a/ Longueur à la base Variante 1 = "g" Variante 2 = "3) b/ longueur au bord de Suite Variante i = " Variante 2 = "g1" d/ Inclinaison du plan HCG = O @/ Epaisseur à la section maxi = 1/10 à 1/5 de la longueur du bord de fuite; g/ Ailerons mobiles = 1/3 environ de la surface hydroplane, angle variant de 2 x 22,50 à 00: h/ les surfaces inférieures sont de section hydrofoil, c'est-à dire construites en 1/4 d'ellipses; i/ les bords d'attaque sont inclinés en avant à partir de la racine en courbes convexes paraboliques j/ Les bords de fuite sont perpendiculaires au plan ou aileron. 5.05-6 Les ailerons placés à l'AR fonctionnent en liaison avec les élévateurs AV et sont par conséquent montés au-dessous dans le plan HCG, habituellement à l'AR; ils sont supposés avoir une action par l'axe > "a" à la distance "a" pour la variante 1, et à l'axe > "a + g" à la distance "D" pour la variante 2. tes ailerons d et d fonctionnent indépendamment, sont opposé en direction l'un à l'autre et verticalement aux élévateurs AV, et sont synchronisés par le gyropilote (fig. 4.1). 5.05-7 Les dimensions principales des hydroplans situés généralement dans la poupe sont les suivantes a/ longueur à la base Variante 1 = "a" Variante 2 = "D" b/ longueur au bord de fuite Variante 1 = > "a" Variante 2 = > "a + g" d/ Inclinaison @u@plan HCG = négative (en vue de face) jusqu'à l'intersection avec le plan passant par la quille; f/ Epaisseur à la section maxi = 1/10 à 1/5 de la longueur du bord de fuite; g/ Ailerons mobiles = 1/3 environ de la surface hydroplane, angle variant de 2 x 22,50 à 00; h/ les surfaces inférieures sont de section hydrofoil, c'est-à dire construites en 1/4 d'ellipses; i/ Les bords d'attaque sont inclinés en avant à partir de la ra cine en courbes convexes paraboliques; j/ les boras de fuite sont; perpendiculaires à la coque (Vue en plan) ou en courbes convexes paraboliques. 5.05-8 Les élévateurs AV fonctionnent en parallèle avec les ailerons AR et par conséquent, sont placés dans (le) ou au-dessus (du) plan CB1, habituellement dans le plan dorsal, chacun d'entre eux est supposé exercer son action par l'axe "a" à la distance "g" pour la variante 1, et par l'axe "a + g" à la distance pour la variante 2; ils exercent une action dans le plan verti cal seulement, où ils fonctionnent en parallèle et sont opposés en direction aux ailerons AR; ils sont synchronisés par le gyro pilote (fig. 4.1 et 15). 5.05-9 Les dimensions principales des hydroplans AV situés dans le plan dorsal sont les suivantes t a/ Longueur à la base Variante 1 3 ne dépasse pas "g" Variante 2 = ne dépasse pas "g1"; la compensation avec les ailerons AR se faisant dans le rapport LI/L2. b/ Longueur au bord de fuite : Variante 1 = "a" Variante 2 = "a + g" d/ Inclinaison du plan HCG = O f/ Epaisseur à la section maxi = 1/10 à 1/5 de la longueur du bord de fuite; environ g/ Ailerons mobiles = 1/3/de la surface hydroplane, angle variant de 2 x 22,5 à 0 ; @ h Les surfaces inférieures sont de section hydrofoil, c'est-à dire construites en 1/4 d'ellipses; i/ Les bords d'attaque sont inclinés en avant à partir de la ra cine en courbes convexes paraboliques;; j/ Les bords de fuite sont perpendiculaires au plan. 5.06 Afin d'assurer une manoeuvrabilité à faible vitesse pendant l'immersion, ou la remontée en surface, ainsi qu'en condition de machines stoppées, par exemple pendant les opérations de déchargement, des hydroplans à surface réduite peuvent etre mis en mouvement par des hélices conduites par des moteurs noyés, placés dans des nacelles carénées en formes de bulbes dans les bords de fuite, ou du type interne articulé; les hé lices qui travaillent en phase avec les ailerons ou les z vateurs ou les gouvernails, peuvent etre à pas mariable, en tuyère et sont normalement freinées à grande vitesse. 5.07 Si les ailerons et/ou les élévateurs et/ou les goiwernails ne sont pas actifs, un pousseur latéral d'étrave placé dans le plan HCG, dans le peak avant, assure la manoeuvrabilité du na vire stoppé. Les tuyères 3d et Td sont fermées lorsque le navire est en route. Le diamètre du pousseur peut atteindre la 1/2 de celui des hélices. 5.08 Les appendices de gouverne sont du type de surface. 5.09- Dans le calcul des surfaces totales de gouvernes requises, les surfaces à leAY et à l'AR du plan VCG sont compensées dans les trois plans dans les rapports principaux L1:L2 et g:g10 5.10 - APPENDICES RETRACTABLES 5.10-1 Un bathydynascaphe sera stable de façon inhérente quelle que soit la vitesse et cela la sans charger les surfaces de gouverne. Ceci est obtenu dans la présente description par le montage sous le plan HCG d'une surface hydroplane variable réfractant l'écou lement à la CP, soulevant par là l'AR et maintenant le navire ei assiette nulle, il est facile de comprendre que des positions de portance intermédiaire peuvent être obtenues en allant du volet rentré au volet scrti, Ce système s'oppose à la tendance qu'on tous les sous-marins de prendre une assiette positive ou néga tive lors des accélérations cI décélérations, tendance due à une non-compensation en vue avant, causée par le plan dorsal aux faibles allures, lorsque le navire ne peut être parfaite@ compensé dès la conception. 5.10-2 Le volet de quille retractable est actionné électrohydrauliq ment, Il est sorti pour augmenter la portance à 1'AR lors de accélérations et décélérations en avant et agit comme un hyd@@@ frein lorsqu'il est totalement abaissé. Il peut pivoter autour d'une charnière à son bora attaque, le pivot étant convena blement fixé à une elcison transversale ou un élément de chaz-- pente. Le volet de quille peut également se rentrer en glissa@@ en AV dans la coque (fig. 3.2/3). 5.10-3 Les dimensions principales de ce volet sont a/ Grand axe en arrière du Cp : Variante 1 = "g" Variante 2 = "a + g b/ Largeur du petit axe Variante 1 = 2/3 "g" Variante 2 = 2/3 "a + g" c/ Largeur de la base au pivot Variante 1 = 1/3 "g" Variante 2 = 1/3 "a + g" d/ Forme du fond Parallélogramme ou losange. 5.10-4 Le volet de quille n'est pas du type à déplacement. 6. PROPULSION 6.01 Si un sous-marin possède an charge payante rapportée à son déplacement, une possibilité d'affrètement exprimée en ton/mille x nd, plus élevée que celle du navire de surface de capacité équivalente (Sec. 3.12.8 et 4.06.8)) il doit dans le même temps disposer d'une puissance de propulsion plus importante et pro- portionnée à cette charge payante; malheureusement, sauf dans le cas des très petits bateaux, cette puissance de propulsion ne peut être passée sur une hélice unique. 6.02 En outre, la disposition d'hélices latérales uniques ou multi ples, dans le plan HCG ne convient absolument pas aux sous-marina où toute asymétrie de poussée, aussi légère soit-elle, est déme surément amplifiée dans le milieu à trois dimensions et engendre des réactions nuisibles du couple avec perte de rendement propul sif, situation-qui ne peut être améliorée en faisant agir les surfaces de gouverne. 6.03 Ceci limite donc les installations propulsives à des systèmes d'action le long de l'axe longitudinal du navire, dans le plan HCG, hélices uniques,en tandem ou contrarotatives, tous systèmes @@-axiaux conduisant dans les plans itCG/VCG; l'augmentation de poids, des lignes d'arbres, des hélices,étant supportée longitu dinalement par des paliers à l'intérieur d'un aileron vertical arrière situé après la P.P. AR a/ HéLice unique à 4/9 pales (aileron externe facultatif), b/ 2 hélices à 5 pales montées en tandem sur un arbre unique, c/ 2 hélices à 5 et 4 pales contrarotatives montées sur des arbres co-axiaux, d/ 2 hélices à 4 et 3 pales contrarotatives montées sur des arbres co-axiaux, e/ 2 hélices à 5 et 6 pales contrarotatives montées sur des arbres cc-axiaux. Cette installation contrarotative n'entraînant pas de réaction néfaste sur le couple et s'accompagnant du rendement propulsif le plus élevé, permet de passer de 4 000 à 5 000 SEP par pale (fig. 6 et 9). 6.04 Les hélices peuvent être platées en tuyère, ce qui a pour but - d'accélérer l'écoulement autour des hélices au-delà de la quan tité de mouvement réeIleX navire, afin d'augmenter le rendement propulsif. 6.05-1 On peut obtenir un écoulement induit en envoyant l'écoulement à l'intérieur de la tuyère sur la base d'un bulbe ou le carénage d'un cône placé dans l'aileron support à-l'arrière des hélices et renfermant le palier de butée externe, coneSd'angle compris entre OC et 22,50 (fig. 10). 6.05-2 Le bulbe ou-cône consiste en deux- 1/2 moitiés enfermant le palier de-butée externe à Bd et Td de l'aileron support; il peut être de la sorte ajusté de façon précise à l'angle optimal prédéterminé d'écoulement ou asservi au gyropilote, la commande étant électro hydraulique (fig. 10). 6.06 La tuyère est montée en un seul bloc avec la partie arrière déta chable de l'aileron support et se détache avec lui; la tuyère peut aussi être en deux moitiés fixées sur Bd et Td une fois les hélices en place (fig. 9 et 10). 6.08 La contrerotation des hélices coaxiales est assurée par -un ensemble réducteur à planétaires et/ou épicyclique ou une transmission directe, à savoir 6.08-1 Une réduction primaire transmet par un arbre principal à la sortie des machines à environ 1 500, 1 800 tr/mn à un ensemble réducteur, situé à l'arrière, dont la sortie se fait sur les arbres coaxiaux contrarotatifs et; les paliers de poussée à en viron 2 x 80 ou 2 x 150 tr/mn,(ou ###### toute autre vitesse requise pour chaque cas particulier); la marche arrière se fera avec les moteurs principaux et/ou la réduction primaire située à l'arrière de la machine.Il nly a ainsi Sas de réduction sup plémentaire et par conséquent pas de pertes additionnelles par frottement dans la transmission sur le système contrarotatif, par rapport aux marges généralement admises exprimées en % de la puissance délivrée (fig. 9a, 9d). 6.08-2 Un arrangement du même type à adapter à des navires existants ou spéciaux pour lesquels il est souhaitable d'installer le système d'hélices contrarotatives sans modification à la machine et- à la réduction; dans ce cas la vitesse de rotation de l'arbre d'attaque dans le système de transmission s'établit à 80 ou 120 tr/mn (ou toute autre allure désirée); allure qui est conservée dans le système d'arbres coaxiaux contrarotatifs, Cét arrangement, par le réducteur supplémentaire ainsi introduit s'accompagne de frottements additionnels. 6.08-3 Toutes ces dispositions visent à assurer une longueur d'arbre minimale sur la partie contrarotative, compatible avec la présen ce des paliers internes et externes. Ces paliers sont de préfé- rence à rouleaux caa'les de supporter une force maximale de poussée de 150 ton ---- et des forces radiales de 35 ton. f à en viron 80 à 120 tr/mn (fig. 9a, 9b, 9c, 9d, 9e). 6.08-5 Les paliers sont antifrictionnés, les chaises lubrifiées à l'huile, avec des presse-étoupes aux extrémités internes et externes. Le palier de tube arbre est dans un presse-étoupe à ##### pression qui forme un tout avec cette partie de la coque. 6.09 Le lignage se fait dans le plan HCG le long de la ligne AV - AR, se termine dans un palier de poussée radial externe, par ex. une nacelle bulbeuse, dans l'aileron support. I1 porte des hélices en tandem ou contrarotatives, dont les pales s'inscrivent dans un contour rectangulaire de l'aileron support. La section des moyeux d'hélice correspond ainsi à la largeur maximale de l'ai- leron support en vue de face (fig. 6, 9). 6.10 Dans le système à hélices an tandem ou contrarotatives, l'aileron support arrière se définit ainsi : un quart d'ellipse à tangen te horizontale à l'ordonnée AR basse, remontant sur l'arrière, jusqu'à sa tangente vert cale à l'ordonnée inférieure de l'aile ron, perpendiculaire de la sorte à l'ordonnée supérieure de l'aileron, repartant ensuite en quart d'ellipse jusqu'à une tan gente horizontale à l'ordonnée supérieure arrière.Les ordonnées supérieure et inférieure de l'aileron correspondent respective ment aux ordonnées supérieure et inférieure du navire, L'aileron arrière apparaît elliptique asymétrique en vue de face, et semi elliptique en horizontal et vertical, le petit axe correspond au diamètre des moyeux. L'aileron arrière est du type à déplacement et son balancement doit se faire avec celui de la carène tout entière0 6,11 Lorsque l'on adopte la solution à hélice unique, il n'est pas nécessaire de monter un aileron arrière, l'arbre étant dans ce cas entièrement supporté par les paliers intérieurs. Variante 1 (a) (b) (c) (d) (e) @ entr@ p@@@ (L) # ............. 100 100 100 100 100 @rs tout (D) # ............. 15 15 15.570 16.667 20 hors bordé (B) # ............. 10 10 10.380 10 10 @ de HCG à la quille (g) ........... 6 5 5.190 5 5 " au pont (g1) ............. 9 10 10.380 11.667 15 dessus de la quille (a) ........... 7.500 7.500 7.785 8.333 10 @ de CB1 au dessus de HCG (m) ...... ##### ##### ##### ##### # de CB2 au-dessus de la quille (a7) - - - - de CB2 à HCG (m) ............. - - - - e du pont intermédiaire au pont supérieur ....................... 3 5 5.190 6.667 10 e de VCG à PP AV (L1) # ...... 40 33.333 33.333 30 25 de VCG à PP AR (L2) ...... 60 66.667 66.667 70 75 de VCG à CP (L3) ...... 20 33.333 33.333 40 50 de CP à PP AR (L1) ...... 40 33.333. 33.333 30 25 eur de carène à la PP AR (a5) ...... 5 7.500 7.785 9.524 13.333 (mini.) .. 3 5 5.190 6.667 10 eur de carène à la PP AV (moyen) .. 5 7.500 7.785 9.524 13.333 (a2) @ (maxi.) .. 9 10 10.380 11.667 15 du plan dorsal au-dessus du pont .. 6 5 5.190 5 5 r du plan dorsal le long du pont ... 7.500 7.500 7.785 8.333 10 du plan dorsal à la base (minimum) ....................... 1.200 1 1.038 1 1 L/D @@ ....................... 6.667 6.667 6.424 6 5 ................................... 0.667 0.667 0.667 0.600 0.500 ................................... 0.7855 0.7855 0.7855 0.7855 0.7855 mini.) ............................ 0.846 0.881 0.888 0.897 0.920 moyen) ............................ 0.857 0.893 0.893 0.908 0.928 maxi.) ............................ 0.880 0.905 0.881 0.909 0.933 (approxlm@tif) @@ .............. - - - - (mini.) @ent sphérique (moyen) ............. 0.659 0.661 0.667 0.662 0.658 (maxi.) ............. 0.667 0.662 0.667 0.662 0.658 de flottabilité ## ............ 20% 33.333% 33.333% 40% 50% trees @@@@@@ @ @@@@@@ 7.2, 7.3, 7.4 - Formen intermédiaires non re prése@tées)/ Variante 2 (a) (b) (c) (d) Longueur entre p.p. (L) # ............ 100 100 100 100 Creux hors tout (D) # ............ 10 10 10 10 Largeur hors bordé (B) # ............ 12 13.333 14 15 Largeur moyenne au point de CP ............ 10 10 10 10 Distance de HCG à la quille (g) ........... 4 3.333 3 2.500 " " au pont (g1) ............ 6 6.667 7 7.500 D/2 au-dessus de la quille (a) ............ 5 5 5 5 Distance de CB1 au-dessus de HCG (m) ...... # ##### # ##### " de C32 au-dessus de la quille (a7) - - - - " de CB2 à HCG (m) .............. - - - " du pont interméd. au nont supérieur 2 3.333 4 5 " de VCG à PP AV (L1) # .............. 40 33.333 30 25 " de VCG à PP AR (L2) .............. 60 66.667 70 75 " de VCG à CP (L3) .............. 20 33.333 40 50 " de CP à PP AR (L1) .............. 40 33.333 50 25 Forofondeur de curène à la PP AR (a5) ..... 3.333 5 5.714 6.667 (mini.) ..... 2.400 4.444 5.600 7.500 Largeur de carène à la PP AV (moyen) ..... 4 6.667 8 10 (bg) # (maxi.) ..... 7.200 8.890 9.800 11.250 Hauteur du plan dorsal au-dessus du pont .. 6 6.667 7 7.500 Longueur du plan dorsal le long (mini.)... 5 5 5 5 du pont (maxi.)... 10 10 10 10 Largeur du plan dorsal à la base (mini.)... 1.200 1.333 1.400 1.500 Rapport L/B ## .................... 8.333 7.502 7.143 6.667 VSC ................................... 0.833 0.750 0.714 6.667 LSC ................................... 0.828 0.857 0.871 0.893 (mini.) HSC (moyen) ..... 0.778 0.762 0.750 0.733 (maxi.) Volume approximatif ## - - - - (mini.) Coefficient sphérique (moyen) ..... 0.653 0.661 0.665 0.671 (maxi.) @éserve de flottabilité ## 20% 33.333% 40% 50% @ Entrées phase f (Fig. 11 à 15 - formes interméliaires non représentée # Entrées ph@sc II. 9. REVENDICATIONS Ce que Je déclare (avoir inventé ) est s 9.01-1 Un navire, engin submersible à grandes profondeur et rapidité de mise en oeuvre, désigné de façon spécifique par "bathvdvna- caractérisé en ce qu'il est scph",/ conçu de façon à assurer un écoulement essentiellement laminaire sur la plus grande partie de la coque. Ceci est obte nu en contraignant le courant de transition (laminaire) turbu lent dans la région médiane à passer obliquement au-dessus du navire; on utilise pour cela l'interaction entre le cou rant d'eau vertical entrainé par le navire dans son déplacement et le déplacement lui-meme.Cette région d'écoulement laminaire est suivie d'une zone de transition sur 1'AR, les deux systèmes étant séparés par un creux situé aux environs du point de contre pivot. Ainsi en contrôlant des la conception, à la fois la ré sistance de frottement et la résistance résiduelle, on obtiendra en immersion la vitesse de croisiere maximale pour une puissance donnée de quelque type qu'elle soit, exprimée en ch effectifs. (-solution d'un phénomène naturel connu sous le nom de "Paradoxe de Gray). 9.01-2 Ce meme navire, capable d'un volume contenu donné à l'intéri-eur de la surface latérale minimale compatible avec les opérations en mer; son rendement volumétrique quantifié en termes de capas cité dynamique (capacité de mouvement) sera celui d'un corps submergé défni par des solutions elliptiques (paraboliques, c'est-à-dire à peu près les 2/3 du rendement volumétrique d'une sphère de surface équivalente ou réciproquement environ 1,5 fois la surface latérale d'une sphère de volume équivalent donné, exprimé en "coefficient sphérique" dont la valeur moyenne est O, 667, l'unité étant la valeur limite. 9.01-3 La coque de ce même navire a te forma géométrique variant entre le cylindroide elliptique et le paraboloïde/ellipsoïde, les petits axes de sections transversales n'étant pas inférieurs au dixième de l'axe longitudinal principal.Les formes asymé triques elliptiques/paraboliques sont définies dans les plans verticaux, horizontaux, longitudinaux, par référence aux fonc tions elliptiques/peraboliques, expressions et tableaux donnés. 9.02 Un navire du type de celui décrit en 9.01 construit avec un bordé et/ou une charpante interne, et/ou un réseau de membrures pouvant supporter en sécurité la pression hydrostatique quelle que soit la profondeur opérationnelle (meAe abyssale), dérivant de son "coefficient sphérique". 9.03 Un navire du type de celui décrit en 9.01 et 9.02 dont la stabi lité est déterminée en jouant t sur les lignes de VCG, HCG, AP, FP, SP, CP and CE La distance verticale entre les plans de RCG et D/2, qui contre le moment de redressement ne devra pas être inférieure au dixième du creux hors tout (bordé inclus) entre la quille et le pcnt supérieur dans le plan du VCG. Les coordonnées des poupe-proue - plan dorsal, ailerons arrières dorsal et de quille étant définies entre elles par les expres sions, tableaux et schémas joints. 9.04 Un navire du type de celui décrit de 9.01 à 9.03 dont la manoeu vrabilité est assurée par des appendices de gouverne tels que ailerons, gouvernes d'ascension) nydroplans, gouvernails, avec leurs mécanismes, capables de redresser le navire lors d'une manoeuvre en spirale; la manoeuvrabilité et la stabilité étant liées dans toutes les applicatIons pratiques de la présente dé finition. 9.05 Un navire du type ce celui décrit de 9,01 à 9.04 dont le fond et/ou les flancs peuvent comp@rter une gouverne d'assiette (dé signée de façon spécifique par "volet de quille") située en dessous du plan HCG, destiné à compenser lors des accélérations ou décélérations en immersion l:aspect frontal du plan dorsal dans le plan vertical, et créant une force ascensionnelle posi tive et/ou négative capable d'assurer au navire une assiette nulle sans actionner les surfaces de gouverne . 9.06 Un navire du type de celui décrit de 9.01 à 9.05 possédant une réserve de flottabilité définissant le franc bord du navire en surface, et acceptée an lieu de tel par les autorités dans les calculs de lignes de charge déterminant le creux maximal moyen auquel de tels navires peuvent être légalement enfoncés. 9.07 Un navire du type de celui décrit de 9.01 à 9.06 dont la partie ballast/flottabilité est à free flow, la partie cargaison, em ménagements, locaux machine étant dans la région pressurisée de la coque, les deux ensembles faisant intégralement partie du même tout. 9.G8 Un navire du type de celui décrit de 9.01 à 9.07 pouvant être muni d'un dispositif d'égalisation de pression à base de toits et/ou fonds flottants, diaphragmes mobiles, enveloppes replia bles, absorbant et transmettant directement la pression d'eau environnante, égalisant les pressions à l'intérieur et à l'exté rieur de la coque et entre ;es cloisons. 9.09 Un navire du type de celui décrit de 9.01 à 9.08 comportant tout ou partie des méthodes définies d'assemblage et de composition au moyen de calculateur électromique et traceur digital automatique opérant sur des solutions elliptiques/paraboliques. 9.10 Un navire du type de celui déciit de 9.01 à 9.09 pouvant compor ter un aileron vertical, portant les paliers de poussée externes à l'AR de la poupe et supportant in un système d'hélices en tandem unidirectionnelles cu d'hélices contrarotatives,- disposition libre de toute asymétrie dans la poussée ou de toute réaction adverse du couple et permettant d'obtenir le meilleur rendement propulsif. 9.11 Un navire du'type de celui décrit de 9.01 à 9.10 où sont montés des arbres co-axiaux contrarotatifs, conduits, à travers un presse-étoupe ou des moteurs électriques noyés, par la sortie d'une réduction secondaire située dans la poupe, reliée par un arbre à vitesse de rotation intermédiaire à l'ensemble de ré- duction primaire à l'arrière de la machine, les rapports pri maire et secondaire étant par là choisis de façon à assurer la contrerotation avec le minimum de pertes par frottement= 9.12 Un navire du type de celui décrit de 9.01 à 9.11 où sont montés des arbres co-axiaux contrarotatifs, conduits, à travers un presse-étoupe, par la sortie d'un ensemble de réduction directe sur un arbre principal tournant à la vitesse des hélices, sor tant d'un ensemble de réduction situé à l'arrière de la machine; ; le frottement additionnel dans le réducteur entraine une certaine perte de puissance par rapport à ia variante 9.11. 9.13 Un navire du type de celui décrit de 9.01 à 9.12 où les hélices en tandem ou contrarotatives sont t elle s que l'hélice AV constamment décharge l'hélice AR et agisse comme accélérateur, ce qui dans le cas des contrarotatives représentées implique que l'hélice AR porte une aile de moins que l'hélice frontale; En outre et-dsns le but d'accélérer le flux d'eau qui arrive aux hélices, au delà de la quantité de mouvement réelle du navire7 les deux hélices sont carénées par une tuyère type venturi , tuyère qui peut ê soit faite en une pièce avec l'aileron support,détachable avec lui, soit en deux demi moitiés boulonnées sur l'aileron de chacue côté, une fois les hélices en place. @.14 Un navire du type de celui décrit de 9.01 à 9.13 dans lequel l'aileron support peut comporter un cone actionné électrohy drodynamiquement, en deux parties, carénant les paliers extréieu@ dont la base est située à l'intérieur de la tuyère type venturi, fixe ou pouvant prendre des inclinaisons variables vers le haut ou le bas d'un angle total de 450, son rôle est de prolonger l'action de la tuyère dans le sens du déplacement en cas de mouvement en immersion ou légèrement incliné vers le bas lors des remontées en surface.