Brevet FR2077514A1 — publié le 19711029

La présente invention concerne un multiplicateur de poussée pour un navire ou avion. La propulsion d'objets, tels que navires et aéroplanes se fait en expulsant un courant de fluide vers l'arrière. La 5 force impliquée dans ce changement de force vive est transmise au véhicule qui l'engendre. Le courant de jet peut être créé par une hélice comme dans la plupart des navires et pour certains avions, ou par des tuyères à haute pression alimentées par des pompes ou compresseurs hydrodynamiques, selon les circonstances. 10 Pour de telles unités à jet unique, des vitesses élevées sont requises pour produire la poussée nécessaire. Cela implique une grande perte proportionnelle d'énergie et de rendement à cause du niveau de la vitesse dans le fluide qui sort. On obtient un rendement optimum pour une entrée donnée par une 15 forte évacuation à vitesse basse, contrôlée par le fait que la poussée est déterminée par la différence entre la vitesse de décharge et la vitesse du navire ou avion. Pour les navires cela nécessite de grandes hélices tournant à des vitesses faibles. La valeur optimale a été atteinte dans ces navires pour des cargos 20 de gros tonnage en termes de la fabrication et en créant des conditions appropriées d'écoulement vers l'hélice. Pour augmenter la poussée due à l'hélice dans les navires, on a employé des boucliers (ou blindages) entourant l'hélice. L'eau aspirée par l'hélice entraine également l'eau environnante 25 à travers l'entrée du bouclier. La vitesse induite dans l'eau sur la face antérieure du bouclier réduit la pression sur celle-ci. La différence entre cette pression et la pression statique existant au niveau de l'unité fournit la poussée additionnelle en direction du mouvement du navire. De tels multiplicateurs de la 30 poussée sont utiles pour les navires de faible vitesse tels que des remorqueurs et cargos de gros tonnage. Lorsque l'unité de source de poussée possède un diamètre plus petit et une vitesse relativement élevée comme par exemple dans le cas d'une tuyère motrice, on peut utiliser un bouclier 35 similaire à celui mentionné ci-dessus avec addition d'un prolongement cylindrique postérieur au bouclier, ce prolongement servant de tube mélangeur. Ainsi, lorsque par exemple le bouclier entoure une tuyère motrice, le diamètre de la tuyère est une fraction du diamètre du tube mélangeur, ce rapport déterminant 40 la proportion entre la quantité de fluide aspirée à travers BAD original 70 39067 2 2.077514 l'entrée évasée et celle s'échappant à travers la tuyère motrice. La longueur du tube mélangeur doit être égale à plusieurs fois son diamètre afin d'obtenir un rendement minimum de ce qui est essentiellement un éjecteur ou pompe à jet d'eau. ^ L'augmentation de la poussée dans le cas du tube mélangeur provient de la pression réduite sur l'entrée évasée du bouclier par la force vive imprimée à l'eau aspirée dans le tube et évacuée à une certaine vitesse comprise entre celle de la tuyère motrice et celle du fluide d'aspiration. Comme dans le cas ^-0 du bouclier mentionné en premier lieu, l'augmentation de poussée diminue avec toute augmentation de la vitesse du navire à cause de la force vive initiale déjà présente dans le fluide lorsqu'il pénètre dans le tube mélangeur, plus l'augmentation de sillage et pertes par frottement de l'unité. Tous boucliers ou tubes mélangeurs employés jusqu'à présent sur les navires ou aéroplanes ont été nécessairement ouverts à la force de l'eau ou de l'air à mesure que le navire avance. Lorsque la vitesse augmente, il devient plus difficile d'imprimer une force vive au fluide lorsqu'une valeur donnée est 20 dépassée. Ainsi qu'il a été mentionné ci-dessus, cela ne constitue pas un grave problème pour les vaisseaux qui se déplacent lentement, avec des courants chauds à haute vitesse. L'un, des objets de la présente invention est par conséquent de prévoir un multiplicateur de poussée qui soit 25 efficace aussi bien pour les navires se déplaçant rapidement que pour ceux se déplaçant lentement, ayant des sources d'énergie à haute vitesse ou à vitesse faible. En conséquence., la présente invention consiste en un multiplicateur de poussée pour un navire ou avion comprenant un 30 bouclier (blindage) entourant une unité de source d'énergie du navire ou avion, le bouclier présentant une entrée évasée située . à proximité immédiate de la coque du navire ou de l'avion, de telle manière que le fluide pénètre dans le bouclier en direction sensiblement radiale en augmentant ainsi la poussée "de l'unité de 35 . source d'énergie par réduction de la pression du fluide agissant sur la face frontale de l'entrée évasée. L'avantage découlant de la disposition de l'entrée . évasée du bouclier à proximité immédiate de la coque d'un navire est que les vitesses du fluide aspiré sont augmentées plus 40 particulièrement au diamètre externe de l'entrée évasée. BAD ORIGINAL 70 39067 3 2077514 10 Cette augmentation de la vitesse est plus grande au bord évasé que sur la paroi ou coque du navire ou avion. Cela entraînera une différence plus grande de pression, ce qui entraînera une poussée plus forte. Un avantage supplémentaire dérivant du fait que le fluide doit pénétrer dans le bouclier en direction sensiblement radiale ou perpendiculairement à son axe est que le fluide se déplacera d'abord vers l'avant à la vitesse du vaisseau. Cela représente une force vive que le navire doit fournir, mais cette force dirigée vers l'arrière est présente en tout cas à moins que la région de la partie arrière du vaisseau ne soit de forme aérodynamique. Lorsque cette eau avec force vive dirigée vers l'avant est rejetée de la partie arrière du bouclier, le changement dans la force vive fournit la poussée. Cette poussée est beaucoup plus grande que celle disponible lorsque l'eau d'aspiration est statique avant l'entrée, et par conséquent elle ne diminue pas fortement lorsque la vitesse du vaisseau augmente. Pour une meilleure compréhension de l'invention, celle-ci sera maintenant décrite en se reportant au dessin annexé, mais 20 il est bien entendu que l'invention ne doit pas être considérée comme étant limitée aux formes de réalisation illustrées dans les dessins. La figure 1 est une vue en coupe-élévation schématique d'une forme de réalisation de multiplicateur de poussée. 25 La figure 2 est une vue en coupe partielle agrandie du multiplicateur illustré dans la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe-élévation schématique d'une deuxième forme de réalisation du multiplicateur. La figure 4 montre des modes de construction proposés 3° pour les multiplicateurs à la partie arrière ou poupe d'un vaisseau. La figure 5 montre un mode de construction proposé pour les multiplicateurs le long de la coque d'un navire. La figure 6 montre le montage de multiplicateurs de 35 directions variables, destinés à être employés pour la propulsion et les manoeuvres d'un vaisseau. Dans le mode de réalisation illustré dans la figure 1, le multiplicateur comporte un bouclier 11 ayant une entrée évasée 12, le bouclier entourant une tuyère motrice 13, l'entrée évasée 40 12 du bouclier est placée très près de la paroi ou coque 14 du BAD ORIGINAL 70 39067 4 2077514 navire de telle manière que le fluide pénètre dans le bouclier en direction sensiblement radiale ou perpendiculairement à l'axe du bouclier. De préférence, l'extrémité postérieure du bouclier 11 présente un prolongement tubulaire cylindrique 15 dirigé vers 5 l'arrière et servant de tube mélangeur, la longueur du bouclier avec le prolongement étant très supérieure au diamètre interne de l'entrée évasée 12. Parce que l'entrée évasée 12 est placée très près de la coque 14 ainsi qu'indiqué ci-dessus, la vitesse du fluide aspiré dans le bouclier est augmentée, l'augmentation 1° de la vitesse étant plus grande sur le bord évasé que sur la coque 14. Pour réduire toute vitesse élevée possible près de la coque 14, laquelle produirait une force vers l'arrière, la coque 14 peut être rendue rugueuse à l'égard de l'écoulement par l'emploi par exemple de protubérances 16 telles qu'illustrées dans 15 la figure 2, afin de réduire les vitesses adjacentes à la coque 14. La périphérie externe de l'entrée évasée 12 présente de préférence des bords aigus comme montré en 17, ou, suivant la variante de la figure 2, elle présente une légère saillie vers l'avant 18 afin que la couche limite du fluide soit rapidement élargie 20 sur la surface recourbée de l'entrée évasée 12. Cela augmente le développement de la force de poussée. L'unité de source d'énergie illustrée dans les figures 1 et 2, est, ainsi que mentionné, une tuyère 13 alimentée par une pompe depuis la partie interne du navire afin de créer une 25 vitesse élevée. Comme variante de la tuyère 13, on peut mentionner une hélice 23 de type conventionnel ou de construction spéciale, comme illustré dans la figure 3, cette hélice 23 présentant un bouclier 21 ayant une entrée évasée 22 placée très près de la coque 23 du vaisseau. Cependant, dans cette forme de réalisation, 30 au lieu que le tube mélangeur soit un prolongement de la partie postérieure du bouclier, il pourrait être formé par un organe séparé ayant une entrée évasée 20 qui est située adjacente à, et à proximité immédiate de l'entrée évasée 22 du bouclier 21, la longueur du tube 25 étant beaucoup plus grande que le diamètre 35 interne de son entrée évasée 20. Dans cette forme de réalisation, l'augmentation de la poussée initiale de l'hélice est obtenue par aspiration à la face frontale du bouclier 21 et aspiration supplémentaire à l'entrée évasée 20. De préférence, la face postérieure de l'entrée évasée 22 du bouclier 21 est rendue rugueuse à l'égard 40 de l'écoulement de la manière et pour des raisons similaires à BAD ORIGINAL 70 39067 5 2077514 celles de la coque 14 de la forme de réalisation illustrée dans les figures 1 et 2. On peut montrer par les principes de 11hydrodynamique que pour avoir des conditions de laminage près des entrées 5 évasées, un mouvement turbulent imprimé au courant radial interne fera augmenter les vitesses adjacentes aux surfaces des entrées évasées. Cela s'appliquerait probablement à un écoulement turbulent de sorte que les aubes 26 (figure 3) placées autour de la périphérie de l'entrée évasée 20 à côté de la face postérieure de 10 l'entrée évasée 22 augmenteront davantage la différence de pression sur celle-ci. D'autres aubes ou ailettes similaires 27 entre l'entrée évasée du bouclier et la coque du navire dans les deux formes de réalisation illustrées dans les figures 1 et 2 et dans la figure 3 peuvent être dirigées de manière à améliorer le ren-15 dement des unités de source d'énergie. On peut considérer que le système décrit avec référence à la figure 3 avec le petit jeu ou espacement entre l'entrée évasée 20 et l'entrée évasée 22 représente le système mélangeur en cascade proposé dans le passé. Cependant, la similarité n'exis-20 te pas à cause de la grande longueur du tube mélangeur 25 requise dans le cas présent. Si un système en cascade était adopté, la longueur totale deviendrait excessive. Par rapport à un milieu constitué par l'eau, comme c'est le cas des navires, le rendement de l'opération dépendrait 25 en grande partie de l'exclusion de l'air hors de l'eau induite. De l'eau gazéifiée ne donnerait pas un changement de force vive aussi favorable. Pour cette raison, les multiplicateurs de poussée doivent être immergés aussi profondément que possible sur la partie arrière du navire. Une construction proposée pour un cargo 30 de fort tonnage a été montrée sur le côté droit de la figure 4. Il est possible qu'une fixation à plusieurs gouvernails soit employée sur les sorties des tubes mélangeurs, mais on peut également gouverner le navire par des jets sur un seul côté de la pompe. Si un espace suffisant n'est pas disponible à la partie 35 postérieure d'un vaisseau pour développer la poussée désirée, des jets et leurs multiplicateurs peuvent être employés dans des entailles appropriées, formées le long des côtés comme illustré dans la figure 5 et dans la partie de gauche de la figure 4. Ces unités sont légèrement moins efficaces que celles utilisées dans 40 la poupe dans le but d'obtenir une poussée, à cause de leur BAD ORIGINAL 70 39067 6 2077514 légère obliquité par rapport à l'axe du navire. Cependant, elles peuvent être extrêmement efficaces pour gouverner le navire. Lorsque les unités de la partie avant par exemple sont actionnées seules, il y a un fort moment tournant exercé sur le navire. Un 5 système de propulsion plus souple est illustré dans la figure 6, dans laquelle des unités de poussée selon l'invention sont connectées avec un mécanisme pivotant 30 à l'intérieur de canaux appropriés 31 formés le long de chaque côté du navire. Les unités de source d5 énergie pouvant être soit du type à tuyère, soit du 10 type à hélice, peuvent être dirigées vers l'arrière (S), vers bâbord où tribord (S), ou vers lsavant (B) pour renverser la direction de marche. La manoeuvre peut ainsi se faire sans l'emploi de remorqueur. Il est à noter que les multiplicateurs ci-dessus ont 15 été décrits en connexion avec un milieu liquide ; cependant, on se rend compte que l'air pourra être le milieu porteur et le milieu conduit, cet air étant envoyé depuis les réservoirs à air comprimés ou de compresseurs, ou ventilateurs en direction verticale, inclinée ou horizontale. 20 En ce qui concerne les avions, le principe d'un type mélangeur et d'un jet ou tuyère à haute vitesse permet de créer les grands volumes d'air nécessaires et autres avantages de pression différentielle sur les boucliers et sur les entrées évasées. Cela s'appliquerait surtout â des forces ascensionnelles 25 telles que celles nécessaires dans un appareil de type hélicoptère. Des unités telles qu'illustrées dans les figures 1 ou 3 qui sont dirigées vers le haut peuvent utiliser la tuyère 13 ou l'hélice 23 pour aspirer l'air à travers le tube mélangeur 15 ou 25 « Une plateforme porteuse de charge lourde demanderait plu-30 sieurs de ces unités de poussée. Une seule unité peut être construite pour soulever un homme et l'outillage nécessaire pour fournir l'énergie. Cet homme pourrait ensuite se propulser lui-même horizontalement en faisant basculer la plateforme ou au moyen d'une hélice subsidiaire. BAD ORIGINAL 70 39067 7 2077514 REVENDICATIONS 1. Multiplicateur de poussée pour navires ou avions, comprenant un bouclier entourant une unité de source d'énergie caractérisé par le fait que le bouclier a une entrée évasée située à proximité immédiate de la coque ou paroi du navire ou 5 avion de telle manière que le fluide pénètre dans le bouclier en direction radiale, en augmentant ainsi la poussée de l'unité de source d'énergie, par réduction de la pression du fluide agissant sur la face frontale de l'entrée évasée. 2. Multiplicateur de poussée, suivant la revendication 10 1 caractérisé par le fait que la coque ou la paroi du navire ou avion adjacente à l'entrée évasée est rendue rugueuse de manière à réduire la vitesse du fluide pénétrant dans l'entrée évasée immédiatement à côté de ladite coque ou paroi. 3. Multiplicateur de poussée selon l'une des revendi- 15 cations 1 ou 2, caractérisé en ce que la périphérie externe de l'entrée évasée présente des bords aigus. 4. Multiplicateur de poussée suivant l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que des aubes de guidage, fixes ou mobiles, sont situées à ladite entrée évasée pour créer 20 un courant radial ou turbulent du fluide qui pénètre dans l'entrée évasée. 5. Multiplicateur de poussée suivant l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la longueur du bouclier est beaucoup plus grande que le diamètre interne de 25 ses entrées évasées, en formant ainsi un tube cylindrique à l'arrière de l'unité de source d'énergie. 6. Multiplicateur de poussée suivant l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite unité de source d'énergie est une hélice, et un bouclier supplémentaire 30 ou secondaire est situé à l'arrière du bouclier qui entoure l'hélice, ledit bouclier secondaire ayant une entrée évasée -tout près de l'entrée évasée du bouclier qui entoure l'hélice. 7. Multiplicateur de poussée suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la face postérieure du bouclier qui 35 entoure l'hélice est rendue rugueuse. 8. Multiplicateur de poussée suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé en ce que l'unité de source d'énergie est située à la partie arrière du navire. 70 39067 8 2077514 9. Multiplicateur de poussée suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que de l'air provenant de réservoirs à air comprimé, ou de compresseurs, ou de ventilateurs en direction verticale, inclinée ou 5 horizontale, est employé comme fluide moteur et fluide actionné. 10. Navire ou avion ayant une pluralité d'encoches formées le long de chaque côté de sa coque, chacune desdites encoches étant pourvue d'un multiplicateur de poussée suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 9. 10 11. Navire ou avion suivant la revendication 10, carac térisé en ce que lesdits multiplicateurs sont chacun montés sur un mécanisme à pivotement de sorte que la poussée pourra être exercée par les multiplicateurs en n'importe quelle direction en vue des manoeuvres.