Brevet FR2099655A1 — publié le 19720317

La présente invention concerne les véhicules à coussin d'air et plus particulièrement les véhicules à coussin d'air du type comportant des éléments rigides latéraux séparés par une certaine distance et faisant saillie au-dessous de la surface lorsque le véhi-5 cule se déplace au-dessus de l'eau sur son coussin d'air. Un tel véhicule peut comporter, par exemple, des organes formant parois latérales qui délimitent conjointement avec des éléments de jupes souples antérieur et postérieur une zone d'espace pour le coussin d'air, ou bien peut comporter une seule jupe souple complète déli-10 mitant la zone d'espace correspondant au coussin d'air et deux organes formant quilles et faisant saillie vers le bas à partir de la coque dans cette zone d'espace. L'invention a pour but de permettre d'améliorer la stabilité d'un véhicule à coussin d'air du type précité. 15 Elle est matérialisée dans un véhicule à coussin d'air carac térisé en ce qu'il comprend des éléments rigides latéraux séparés par une certaine distance et au moins un ensemble de commande comprenant des systèmes séparés à gouvernail de direction et à stabilisateur horizontal., ces éléments et cet ensemble faisant saillie au-20 dessous de la surface lorsque le véhicule se déplace au-dessus de l'eau sur son coussin d'air, La description qui va suivre, faite* en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. 25 La fig» 1 est une vue latérale schématique d*un véhicule à coussin d'air du type à parois latérales rigides. La figo 2 est une représentation en perspective vue de dessous d'un véhicule à coussin d'air du type à jupe complète et comportant deux quilles, à chacune desquelles est associé un ensemble de com-30 mande comprenant des systèmes séparés à gouvernail de direction et à stabilisateur horizontal, la jupe ayant été supprimée pour rendre la figure plus claire. La fig. 3 est une représentation schématique correspondant à celle de la fig. 2, à ceci près qu'un seul ensemble de commande est 35 prévu. La fig. 4 est une représentation schématique détaillée du mécanisme d'actionnement destiné aux systèmes de stabilisation visibles sur les fig. 1 et 2. La fig. 5 est une représentation schématique d'un autre méca 71 27596 2 2099655 nisme de commande, du type manuel, destiné à ces systèmes. la fig. 6 est une représentation schématique d'un autre circuit de commande, du type électrique, destiné aux systèmes de stabilisation visibles sur les fig. 1 et 2. 5 La fig. 7 est une représentation schématique d'un autre cir cuit de commande électrique destiné aux systèmes de stabilisation visibles sur les fig. 1 et 2. Si l'on se réfère maintenant à la fig. 1, celle-ci montre un véhicule à coussin d'air comportant des parois latérales rigides 10 10 qui délimitent, conjointement avec des éléments de jupes souples antérieur et postérieur désignés respectivement par 11 et 12, la zone d'espace correspondant au coussin d'air. Chaque paroi latérale 10 porte une vis hydraulique ou hélice 13 à pas variable entraînée par une certaine puissance, et il est prévu directement derrière 15 cette hélice un gouvernail de direction 14 qui est monté à pivotement sur la paroi latérale. Ce gouvernail présente généralement la forme d'un L dont la base est orientée vers l'avant. Immédiatement au-dessus de la base du gouvernail, chaque paroi latérale comporte un système de stabilisation comprenant deux ailerons de profondeur 20 jumelés 15 qui font respectivement saillie à partir des côtés opposés de la paroi latérale 10. Comme le montre la fig. 4» les ailerons 15 de chaque système stabilisateur sont fixés rigidement sur un arbre commun 16, qui est lui-même monté dans des paliers ou roulements à billes prévus dans 25 les parois latérales 10, de manière à pouvoir être déplacés simultanément autour d'un axe commun de façon que leur angle d'incidence puisse être modifié. Un bras ou une manivelle 17 est fixé, au niveau de l'une de ses extrémités, à chacun des arbres 16 et est relié à pivotement, au niveau de son autre extrémité, à l'une des 30 extrémités d'une bielle 18 dont l'autre extrémité est reliée à pivotement à une tige de piston dépassante 19 qui fait partie d'un ensemble hydraulique 20 à piston et cylindre. Le piston de cet ensemble se trouve à mi-course dans son cylindre lorsque les ailerons 15 occupent une position correspondant à une incidence nulle. Les 35 deux ensembles hydrauliques 20 à piston et cylindre sont commandés par l'intermédiaire d'un dispositif comprenant des organes de rectification respectifs 21 sensibles à la phase. Chacun des organes 21 est destiné à fonctionner en réponse à un signal électrique provenant soit d'un système de pilotage automatique commun 22 commandé 71 27596 3 2099655 gyroscopiquement, soit d'un dispositif de commande à fonctionnement manuel et est destiné à fonctionner également en réponse à un signal électrique provenant de celui parmi deux dispositifs de réaction 23 qui lui est associé, de façon à actionner une valve de 5 servo-commande électro-hydraulique 24 par l'intermédiaire d'un amplificateur. Chaque valve 24 est reliée aux extrémités supérieure et inférieure du cylindre faisant partie de son ensemble associé 20 par l'intermédiaire de conduits 25 et 26 qui sont reliés respectivement à une source d'huile sous pression par l'intermédiaire d'un 10 conduit d'alimentation 27 et à un puisard ou récipient collecteur par l'intermédiaire d'un conduit d'évacuation 28. La valve 24 présente une position neutre. Lorsqu'elle occupe cette position neutre, des pressions égales sont maintenues de part et d'autre du piston et l'excès#!'huile est évacué jusqu'au puisard 15 collecteur par l'intermédiaire du conduit d'évacuation 280 Le déplacement de la valve 24 dans l'un ou l'autre sens à partir de sa position neutre centrale déséquilibre les pressions régnant dans le cylindre en faisant passer une certaine proportion ou quantité d'huile d'un côté du piston et en permettant l'évacuation d'une cer-20 taine quantité d'huile à partir de l'autre côté du piston tandis que le reste de l'huile à1alimentation passe au circuit d'évacuation. En d'autres termes, le déplacement de la valve 24 dans un sens à partir de sa position neutre centrale provoque l'écoulement d'une certaine quantité d'huile depuis le conduit d'alimentation 27 en la 25 faisant passer par le conduit 25, le reste de l'huile d'alimentation s'écoulant jusqu'au puisard collecteur par l'intermédiaire du conduit 28 de manière à évacuer l'huile du cylindre par l'intermédiaire du conduit 26, de sorte que le piston de ce cylindre est déplacé vers le bas de façon à appliquer une incidence positive à la paire 30 d'ailerons 15 associée. Le déplacement de la valve 24 dans l'autre sens à partir de sa position neutre centrale détermine l'écoulement d'une certaine quantité d'huile à partir du conduit d'alimentation 27 en la faisant passer par le conduit 26, le reste de l'huile d'alimentation s'écoulant jusqu'au puisard collecteur par l'intermé-35 diaire du conduit 28 de manière a évacuer l'huile du cylindre par l'intermédiaire du conduit 25, de sorte que le piston se trouvant dans ce cylindre est déplacé vers le haut de façon à appliquer une incidence négative à la paire d'ailerons 15 associée. La proportion d'huile entraînée vers le cylindre est déterminée par la quantité t 71 27596 4 2099655 ou valeur du déplacement de la valve 24» Les dispositifs de réaction 23 sont des transformateurs ou synchromachines de commande, la partie extérieure de chacun étant rendue solidaire d'une partie fixe du véhicule et la partie inté-5 rieure de ces dispositifs étant entraînée en rotation par un système d1embiellage 29 en réponse au déplacement de la tige 19 du piston. Le dispositif de commande actionné manuellement comprend un volant ou levier de commande 30 fixé à l'une des extrémités d'un arbre 31 qui est monté à rotation dans des paliers ou roule-10 ments à billes 32 de manière à interdire tout déplacement axial de l'arbre par rapport à ces supports. Les paliers ou roulements à billes 32 sont montés à proximité de l'une des extrémités d'un organe coulissant 33 qui est logé dans des glissières 34, de manière à pouvoir se déplacer dans une direction parallèle à l'axe 15 de l'arbre 31• Un bras ou manivelle 35 fixé à l'autre extrémité de l'arbre 31 s'étend radialement à partir de ce dernier et est relié à pivotement à l'extrémité supérieure d'une bielle 36 s'étendant vers le bas. Un levier coudé 37 est monté dans un étrier 38 qui est fixé à l'organe coulissant 33, de manière à pouvoir pivoter 20 autour d'un axe horizontal perpendiculaire aux glissières 34. Une branche du levier coudé 37 est reliée à l'aide d'un joint universel à l'extrémité inférieure de la bielle 36 et l'autre branche du levier coudé est reliée par l'intermédiaire d'un joint universel à une extrémité d'une tige 39. L'autre extrémité de cette tige 39 est 25 reliée à pivotement à une traverse ou,croisillon 40 à proximité de l'une de ses extrémités. La partie médiane de cette traverse 40 est montée de manière à pouvoir pivoter dans un plan horizontal sur un axe ou tourillon de pivotement 41 s'étendant vers le haut et fixé sur l'organe coulissant 33 au voisinage de son autre extré-30 mité. Il est également prévu de relier à pivotement à chacune des extrémités de la traverse 40 une bielle 42 qui s'étend dans une direction généralement parallèle à l'axe de 1?arbre 31 et dont l'autre extrémité est reliée à pivotement à. l'extrémité inférieure d'un bras 43, l'extrémité supérieure de çe derni^er étant reliée 35 à la partie intérieure d'un synchro-transmetteur 44 dont la partie extérieure est rendue solidaire d'une partie fixe du véhicule. Chacun des transmetteurs 44 est relié électriquement à l'un-des organes de rectification 21 sensibles à la phase. Lors du fonctionnement, il est possible de choisir entre la 71 27596 5 2099655 commande automatique et la commande manuelle du système de stabilisation. Lorsque la commande automatique est sélectionnée, le système de pilotage automatique 22 est réglé de manière à maintenir le véhicule dans une position horizontale ou le faire avancer horizon-5 talement sans roulis ni tangage. Lorsque le véhicule s'écarte de sa position horizontale, des signaux sont transmis à partir du système 22 aux organes de rectification 21 sensibles à la phase. Selon la valeur de tension du signal reçu, chaque organe 21 excite les enroulements de sa valve de commande électro-hydraulique associée 10 24 et le mouvement résultant de la tige 19 du piston faisant saillie à partir de l'ensemble associé 20 applique une incidence positive ou négative à la paire d'ailerons 15 associée. Ce mouvement de la tige 19 du piston actionne 1'embiellage 29 et le dispositif de réaction 23 qui applique à son tour un signal à l'organe de recti-1 5 fication sensible à la phase 21 de manière à limiter la quantité ou valeur du mouvement de la tige du piston en ramenant la valve de servo-commande électro-hydraulique 24 à sa position neutre. Si l'écart par rapport à -une position horizontale s'effectue dans le sens transversal, les paires d'ailerons bâbord et tribord 20 15 fonctionnent en opposition l'une par rapport à l'autre, c'est-à-dire qu'une incidence positive est appliquée à l'une des paires d'ailerons et qu'une incidence négative est appliquée à l'autre paire d'ailerons de manière à s'opposer au roulis. Si l'écart par rapport à une position horizontale s'effectue dans le sens longi-25 tudinal, les paires d'ailerons bâbord et tribord 15 fonctionnent simultanément l'une par rapport à l'autre, de manière à s'opposer au tangage. Si le véhicule est soumis à la fois au roulis et au tangage, les organes de rectification sensibles à la phase 21 ajustent continuellement l'incidence des deux paires d'ailerons 15 en 30 réponse aux signaux reçus à partir du système de pilotage automatique 22 et des dispositifs de réaction 23, Lorsque les ailerons 15 doivent être commandés par l'intermédiaire du dispositif te commande actionné à la main, le tangage est compensé ou un réglage d'assiette longitudinale est obtenu grâce 35 au déplacement du volant de commande 30 dans la direction de son arbre 31 et dans l'un ou l'autre sens à partir d'une position neutre centrale pour laquelle les ailerons occupent une position correspondant à une incidence nulle. Le déplacement du volant de commande 30 vers l'avant effectué en l'écartant de l'opérateur déplace 71 27596 6 2099655 simultanément l'organe coulissant 33, la traverse 40, les deux bielles 42 et les bras 43, de manière à amener les deux synchro-transmetteurs 44 à fournir aux organes de rectification sensibles à la phase 21, des signaux identiques qui amènent à la fois les 5 paires d'ailerons bâbord et tribord 15 à prendre des positions identiques correspondant à une incidence positive, le mouvement du volant de commande 30 s'effectuant dans le sens opposé à partir de sa position neutre centrale amène les deux paires d'ailerons à prendre des positions identiques correspondant à une inci-10 dence négative. La valeur de l'incidence appliquée est déterminée par la quantité de mouvement du volant de commande 30 par rapport à sa position neutre centrale. Pour s'opposer au roulis ou pour donner une certaine inclinaison au véhicule de manière à faciliter ses virages, le volant 15 de commande 30 est entraîné en rotation autour de 1'axe de son arbre 31 dans l'un ou l'autre sens par rapport à une position dans laquelle la traverse 40 est perpendiculaire aux glissières 34. La rotation du volant de commande 30 dans le sens horaire amène le bras 35» la bielle 36, le levier coudé 37 et la tige 39, qui dé-20 place la traverse 40 autour de son axe de pivotement 41, à déplacer la bielle tribord 42 vers l'arrière et à déplacer la bielle bâbord 42 vers l'avant. Par conséquent, les signaux fournis par les synchro-transmetteurs 44 aux organes de rectification sensibles à la phase 21 ont des valeurs opposées et amènent la paire d'ailerons bâbord 25 15 à prendre une position correspondant à une incidence positive et la paire d'ailerons tribord 15 à prendre une position correspondant à une incidence négative. La rotation du volant de commande 30 dans tin sens anti-horaire amène de la même manière la paire d'ailerons bâbord 15 à prendre une position correspondant à une 30 incidence négative et la paire d'ailerons tribord 15 à prendre une position correspondant à une incidence positive. La valeur de l'incidence appliquée est déterminée par la valeur du déplacement angulaire du volant de commande 30. De plus, à la fois le tangage et le roulis du véhicule peuvent 35 être compensés simultanément par des mouvements du volant de commande 30 s'effectuant à la fois axialement et rotationnellement par rapport à l'axe de son arbre 31. Le mouvement composé des éléments d*embiellage 35, 36, 37, 39* 40 et 42 aboutit à ce que les mouvements imposés aux bras 43 par le déplacement axial du volant de 40 commande 30 sont modifiés par le mouvement rotationnel de ce volant 71 27596 7 2099655 de commande, de manière à augmenter le déplacement de l'un des bras 43 et à diminuer le déplacement de l'autre de ces bfas. Par conséquent, les signaux fournis par les synchro-transmetteurs 44 sont différents et peuvent être modifiés continuellement. 5 Dans une variante telle que celle visible sur la fig»5, le volant de commande 30 est rendu solidaire de l'une des extrémités d'un arbre 50 porté par des paliers ou roulements à billes 51 de manière à pouvoir se déplacer axialement et rotationnellement. L'autre extrémité de cet arbre comporte une rainure de clavetage 10 ou des cannelures internes dans lesquelles un arbre claveté 57 peut coulisser librement dans la direction axiale. L'arbre 50 comporte également une partie 52 présentant des gorges ou nervures annulaires qui viennent en prise avec un pignon denté 53 rendu solidaire d'un arbre 54. Il est également prévu de fixer à l'arbre 54 15 la partie intérieure d'un potentiomètre rotatif 55 dont la partie extérieure est rendue solidaire d'une partie fixe du véhicule. Le déplacement de l'arbre 50 dans une direction axiale fait tourner le pignon 53, l'arbre 54 et la partie intérieure du potentiomètre 55, l'intensité du signal fourni dépendant de la valeur du déplace-20 ment axial de l'arbre 50. La partie intérieure d'un autre potentiomètre rotatif 56 est rendue solidaire de l'arbre 57 et sa partie extérieure est rendue solidaire drune partie fixe du véhicule. La valeur du déplacement angulaire de l'arbre 50 commande la valeur du signal fourni par le potentiomètre rotatif 56. Le déplacement 25 axial du volant de commande 30 actionne le potentiomètre rotatif 55 qui émet un signal destiné à s'opposer au tangage du véhicule de la même manière que le déplacement axial du volant de commande 30 décrit dans le mode de réalisation préféré. D'une manière similaire, le déplacement angulaire du volant de commande 30 prévu dans 30 cette variante est utilisé pour s'opposer au roulis ou pour donner une certaine inclinaison au véhicule. Les signaux émis par les deux potentiomètres rotatifs 55 et 56 sont transmis au système de commande visible sur la fig. 6, qui comprend des valves de servo-commande électro—hydrauliques 24, des 35 ensembles à piston et cylindre 20 identiques à ceux décrits dans le. mode de réalisation préféré, et qui comprend également des résistances et des amplificateurs à courant continu représentés par les symboles classiques ainsi que des dispositifs de réaction 58 associés aux potentiomètres rotatifs. - 71 27596 8 2099655 Selon une autre variante de l'invention visible sur la fig.7, les transmetteurs 44 sont remplacés par deux potentiomètres rotatifs 80 et 81 dont les parties intérieures sont actionnées par les leviers 43» la partie extérieure de ces potentiomètres étant ren-^ due solidaire d'une pièce fixe du véhicule. Les signaux émis par les deux potentiomètres rotatifs 80 et 81 sont transmis au système de commande visible sur la fig. 7 et comprenant des valves de servo-commande électro-hydrauliques 24, des ensembles à piston et cylindre 20 identiques à ceux décrits dans le mode de réalisation .jq préféré, et comprenant également des dispositifs de réaction 82 associés aux potentiomètres rotatifs, des résistances et des amplificateurs à courant continu représentés par les symboles classiques. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les valves de servo-commande électro-hydrauliques 24 sont remplacées par des 15 valves actionnées par un solénoïde. Chaque valve électro-magnétique présente une position neutre dans laquelle l'huile est bloquée dans le cylindre associé 20 et présente également deux positions actives. Dans l'une de ces positions actives, le conduit d'alimentation 27 est relié au conduit 25 et le conduit d'évacuation 28 20 est relié au conduit 26, de sorte que le piston associé à ce cylindre est déplacé vers le bas de manière à appliquer une valeur d'incidence positive à la paire d'ailerons associée 15. Dans l'autre position active de la valve électromagnétique, le conduit d'alimentation 27 est relié au conduit 26 et le conduit d'évacuation 25 28 est relié au conduit 25, de sorte que ce piston est déplacé vers le haut dans son cylindre de manière à appliquer une incidence négative à la paire d'ailerons associés 15. Selon une autre variante qui est visible sur la fig. 2, on utilise exactement le même montage pour les vis hydrauliques ou héli-30 ces 13, les gouvernails directionnels 14 et les paires d'ailerons stabilisateurs jumelés 15 qui sont montés sur deux organes 60 formant quilles parallèles et faisant saillie vers le bas à partir de la partie inférieure du véhicule à coussin d'air, à l'intérieur de la zone d'espace correspondant au coussin d'air et délimitée par 35 une jupe souple complète (non représentée) qui est fixée à des bords inclinés 61 formés sur la coque. Selon une autre variante de l'invention qui est visible sur la fig. 3, un seul ensemble de commande est monté sur un organe 70 faisant saillie vers le bas à partir d'un, emplacement médian situé BAD ORIGINAL 71 27596 9 2099655 à 1*avant, au-dessous du véhicule à coussin d'air, et faisant saillie à l'intérieur de la zone d'espace correspondant au coussin d'air des bords inclinés 71 formés sur la coque. Cet ensemble comprend 5 un seul gouvernail directionnel 72 et deux > •> -l.j ailerons de stabilisation jumelés bâbord et tribord 73 dont chacun est actionné par l'un des ensembles à piston et cylindre 20 faisant partie du mode de réalisation préféré ou de la première variante mentionnée. Deux organes formant quilles parallèles 74 sont prévus à l'inté-10 rieur de la zone d'espace correspondant au coussin d'air, chacun de ces organes portant une vis hydraulique ou hélice 75. Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention,. délimitée par une jupe 71 27596 10 2099655 REVENDICATIONS 1.- Véhicule à coussin d'air caractérisé en ce qu'il comprend des éléments rigides latéraux séparés par une certaine distance et au moins un ensemble de commande comprenant des systèmes séparés 5 à gouvernail de direction et à stabilisateur horizontal, ces éléments et cet ensemble faisant saillie au-dessous de la surface lorsque le véhicule se déplace au-dessus de l'eau sur son. coussin d'air» 2»- Véhicule à coussin d'air suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément comprend un dispositif de pro-10 pulsion fonctionnant par réaction par rapport à l'eau. 3.- Véhicule à coussin d'air suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque élément comprend un ensemble de commande • 4»- Véhicule à coussin d'air suivant l'une quelconque des re-15 vendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif destiné à actionner les systèmes de stabilisation bâbord et tribord en opposition l'un par rapport à l'autre, lorsque deux ensembles de commande sont prévus, ou bien destiné à actionner les parties bâbord et tribord du système de stabilisation en opposition 20 l'une par rapport à l'autre, lorsqu'un seul ensemble de commande est prévu, de manière à s'opposer au roulis ou à donner une certaine inclinaison au véhicule lors d'un virage. 5.- Véhicule à coussin d'air suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un dis- 25 positif destiné à actionner les systèmes de stabilisation bâbord et tribord simultanément l'un par rapport à l'autre, lorsque deux ensembles de commande sont prévus, ou bien destiné à actionner les parties bâbord et tribord du système de stabilisation simultanément l'une par rapport à l'autre lorsqu'un seul ensemble de commande est 30 prévu, de manière à s'opposer au tangage ou à régler l'assiette longitudinale >du véhicule, 6.- Véhicule à coussin d'air suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou chaque système de stabilisation comprend deux ailerons à incidence variable. 35 7.- Véhicule à coussin d'air suivant l'une quelconque des re vendications 3 ou 6, caractérisé en ce que les ailerons de chaque système de stabilisation sont jumelés rigidement de manière à fonctionner simultanément l'un par rapport à l'autre. 8.- Véhicule à coussin d'air suivant l'une quelconque des reven- 71 27596 n 2099655 dications précédentes, caractérisé en ce que le ou chaque gouvernail de direction présente la forme d'un L dont la base est orientée vers l'avant, le ou les systèmes de stabilisation associés étant disposés au-dessus de la base du L0 5 9o- Véhicule à coussin d'air suivant l'une quelconque des re vendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme d'actionnement comprenant un dispositif de commande actionné manuellement pouvant être déplacé axialement et rotationnellement, de manière à déterminer la transmission de signaux de sortie iden-10 tiques ou différents à partir de deux synchro-transmetteurs, ces signaux étant appliqués à des organes de rectification correspondants sensibles à la phase, un dispositif de pilotage automatique commandé gyroscopiquement et susceptible de transmettre des signaux identiques ou différents à ces organes, une valve de servo-commande 15 électro-hydraulique ou actionnée électro-magnétiquement et commandée par chacun de ces organes, un ensemble à piston et cylindre actionné par chaque valve de servo-commande électro-hydraulique ou actionné electro-magnétiquement et destiné à actionner l'un des systèmes de stabilisation lorsque deux ensembles de commande sont prévus ou à 20 actionner un côté du système de stabilisation lorsqu'un seul ensemble de commande est prévu, et un dispositif de réaction susceptible de fournir des signaux à partir de chaque ensemble à piston et cylindre et de les appliquer à l'organe associé.