Brevet FR2121791A1 — publié le 19720825

0096S 1 2121791 La présente invention concerne les véhicules et navires sur coussin d'air, qu'on appellera simplement dans ce qui suit des VCA. Les VCA sont maintenant opérationnels, mais 5 présentent un ou deux inconvénients importants. Par exemple, en fonctionnement sur l'eau, les VCA réalisés jusqu'ici projettent tellement d'écume sur les côtés et devant le navire, qu'il est presque toujours impossible de voir à travers les vitres, à moins qu'un essuie-glace quelconque ne soit employé. La quantité d'écu-10 me projetée augmente en même temps qu'augmente la poussée du moteur, et ce serait donc un grand avantage si vitesse et poussée du moteur pouvaient être réduites pour pénétrer dans les ports ou pour manoeuvrer en des endroits où il y a peu de place. Cependant, cela est actuellement impossible, car, à faible régime, 15 les VCA sont difficiles à conduire. Le but de la présente invention est de fournir une réalisation améliorée et plus souple d'utilisation d'un VCA. A cet effet, l'invention concerne un VCA 20 comprenant : - une chambre vers le bas de laquelle de l'air est dirigé et entre en contact avec la surface sur laquelle se déplace le VCA et ; -une jupe périphérique fermée ayant la forme d'un demi-cylindre, dans laquelle on peut envoyer également de l'air dont la pression est commandée à l'aide d'un dispositif 25 approprié. La jupe est de préférence divisée en plusieurs parties par une ou plusieurs séparations. Dans une réalisation très intéressante d'un VCA conforme à la présente invention, une chambre dite d'insufflation, à peu près annulaire, est disposée au-dessus de la jupe ; ainsi l'air qui est envoyé dans la chambre 30 d'insufflation passe ensuite dans la jupe pour la gonfler. Le dispositif de commande de la pression peut être à une ou plusieurs soupapes, de préférence du type soupape de retenue. Les soupapes sont situées près d'une ouverture par laquelle l'air est envoyé dans la jupe. S'il y a une chambre 35 d'insufflation, les soupapes peuvent être situées près de l'ouverture par laquelle l'air est envoyé dans la chambre d'insufflation ou entre la chambre d'insufflation et la jupe. Dans la plupart des cas, il faut être sûr que, lorsque la jupe a été gonflée à une certaine pression vou-Ii0 lue, cette pression se maintient dans la jupe ; pour cette rai 72 00965 2 2121791 son, il est bon d'utiliser une soupape du type soupape de retenue. Lorsque la jupe est divisée en plusieurs parties séparées, il faut pouvoir régler la pression dans chacune des parties, et, pour cela, il faut disposer dans chacune de ces parties de dis- 5 positifs appropriés de commande de la pression, distincts pour chacune d'elles. En réglant la pression dans chacune des parties à une valeur voulue, la manoeuvre du navire est ainsi facilitée, la conduite à faible régime est améliorée, et les projections d'écume sont moindres. 10 Des modes de réalisation de l'invention sont représentés schématiquement, à titre d'exemples non limitatifs sur les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une coupe d'un mode de réalisation du VCA conforme à la présente invention, la jupe 15 étant gonflée ; - la figure 2 est la même vue que la figure 1, mais la jupe étant dégonflée ; - la figure 3 est une coupe d'un autre mode de réalisation du VCA conforme à la présente invention, la jupe 20 étant gonflée ; - la figure 4 est la même vue que la figure 3, mais la jupe étant dégonflée ; - la figure 5 est une vue partielle agrandie, concernant une soupape de commande de pression : 25 "" - la figure 6 est une coupe réalisée suivant l'axe 6-6 de la figure 5 ; - la figure 7 est une vue de profil d'un mode de réalisation du VCA conforme à la présente invention ; - la figure 8 est une coupe à travers la 30 jupe, suivant l'axe 8-8 de la figure 7 ; - 1& figure 9 est une coupe à travers la chambre d'insufflation, suivant l'axe 9-9 de la figure 7 ; - la figure 10 est une vue en coupe de côté d'un mode de réalisation du VCA conforme à la présente inven- 35 tion, qui précise davantage ses caractéristiques ; - la figure 11 est une vue de face montrant les deux parties de jupe avec une pression réduite ; - la figure 12 est une vue arrière montrant une des parties (de jupe) avec une pression réduite s kO - la figure 13 est une vue partielle mon trant, en coupe, une soupape de régulation ou de commande de la 72 00965 3 2121791 pression. Sur les figures 1 et 2, un VCA l comprend une ouverture centrale orientée longitudinalement, menant à une chambre 2, et une jupe périphérique 3 fermée, en forme de demi-5 cylindre ; cette jupe est située sous une chambre d'insufflation 5 dont le fond constitue la paroi supérieure du demi-cylindre fermé. La référence 6 désigne un ventilateur tournant, 7 un conduit d'air dont l'entrée est juste sous le ventilateur 6 et qui mène à une chambre 8 comprenant deux compartiments. Le con-10 duit 7 débouche dans le compartiment inférieur 9 de la chambre 8V qui communique par l'intermédiaire d'une soupape de retenue 10 avec un compartiment supérieur 11 lui-même relié par une ou plusieurs ouvertures 12 à la chambre d'insufflation 5* La référence l4 désigne un ventilateur soufflant commandé électriquement 15 centrifuge ou fonctionnant suivant un autre principe : ce ventilateur communique avec le conduit 7- Le ventilateur soufflant l4 a deux utilisations : d'une part, il peut être mis en marche, dans le cas d'une panne du moteur de commande du ventilateur 6, pour maintenir la pression dans la chambre d:insufflation 5 et 20 dans la boucle 4 formée par la jupe 3 à une valeur choisie, d'autre part, il peut être utilisé pour gonfler le demi-cylindre 4 avant le démarrage du moteur d'élévation (commandant le ventilateur 6). Le VCA comporte une soupape 15 de commande de la pression qui elle aussi comprend une chambre à deux compartiments 25 un compartiment supérieur l6 et un compartiment inférieur 17, qui peuvent communiquer par un orifice fermé, en fonctionnement normal, par une pièce l8 en forme de cuvette. Le compartiment supérieur est relié par une ou plusieurs ouvertures 20 à la chambre d'insufflation. Un conduit 22 mène du compartiment infé-30 rieur 17 à une pompe aspirante 21, puis débouche à l'air libre par l'ouverture 23. Sur la figure 2, la jupe est dégonflée et le VCA repose sur des roues 24, 25 et 26 ; la roue 25 est une roue arrière pivotante, et les roues 24 et 26 sont les roues 35 avant fixes. Les roues sont reliées à un dispositif approprié de freinage qui peut, si on le souhaite, agir sur chaque roue indépendamment . Dans le mode de réalisation de la présente invention représenté sur les figures 1 et 2, on a prévu une com-4o mande manuelle de la pression dans toute la chambre d!insuffla- 72 00965 4 2121791 tion 5 et l'on montre une réalisation conçue pour fonctionner avec une jupe en une seule partie. Dans ce cas, deux boîtiers de soupape manuelle sont seulement nécessaires, et deux possibilités de commande de la pression sont représentées, à savoir le rj ventilateur soufflant l4 et le conduit 7 qui assure le passage au fonctionnement à partir du ventilateur 6. La remontée de la jupe est réalisée au moyen de la pompe aspirante 2l. Il a paru avantageux d'utiliser deux pompes identiques l4 et 21, pour assurer une pression plus élevée ou une pression plus faible suivant que 10 le branchement est réalisé sur l'admission ou sur l'échappement. Cependant, si on le souhaite, une seule pompe peut assumer les deux fonctions, avec un dispositif approprié de soupapes sur l'admission et 1'échappement, ou bien en inversant le ventilateur soufflant (ce qui exige une conception spéciale, avec cou-15 ronne mobile et enveloppe de pompe centrifuge). Le mode de réalisation représenté sur les figures 3 et 4 est à peu près semblable à celui représenté sur les figures 1 et 2, mis à part le fait que la chambre d'insufflation et la jupe sont divisées en plusieurs parties indé-20 pendantes ; deux conduits d'air sont représentés, un conduit 7 pour insuffler l'air dans chacune des parties de la chambre d'insufflation et de la jupe, et un autre conduit 13 pour aspirer l'air de chacune de ces parties. Les figures 5 et 6 donnent une description 25 plus détaillée de la soupape 15 de commande de la pression. Autour de l'ouverture faisant communiquer les deux compartiments l6 et 17, la pièce l8 en forme de cuvette est équipée d'un siège de soupape en caoutchouc ou en une matière équivalente ; un câble de commande 27 est lui-même commandé par un ressort 28 dont 30 le fonctionnement maintient la pièce de soupape l8 en position fermée. Un levier coudé 29 à commande manuelle permet de mettre la pièce de soupape l8 en position ouverte. Mais, si on le souhaite, la position ouverte de la pièce de soupape l8 peut être commandée par un dispositif mécanique ou électrique au choix. 35 II ressort de la description ci-dessus qu'un écoulement d'air se produit dans le conduit 7 depuis l'orifice situé sous le ventilateur 6, et que l'air en question est dirigé vers le compartiment inférieur 9 de la chambre 8. Lorsque la vitesse du ventilateur 6 augmente, la pièce de soupape 10 en for-40 me de cuvette décolle du siège de soupape et l'air gagne le 72 00965 5 2121791 compartiment supérieur 11, puis, traversant l'ouverture 12, pénètre dans la chambre d'insufflation 5 et ensuite dans le demi-cylindre 4 de la jupe 3 : la pression augmente donc dans la chambre d'insufflation 5 et dans la jupe 3* Lorsque le ventila-5 teur 6 ralentit, la pression diminue dans le conduit 7, et la pièce de soupape 10 en forme de cuvette reprend la position fermée, laissant en position gonflée le demi-cylindre 4 de la jupe 3, et remplie la chambre d'insufflation 5« La figure 7 est une vue de profil d'un mode 10 de réalisation du VCA conforme à la présente invention, la jupe 4 étant gonflée. Dans ce mode de réalisation, la jupe est séparée, comme le montre la figure 8, en quatre parties 30, 31i 32 et 33 par les séparations 34, 35, 36 et 37, et la chambre d'insufflation est aussi divisée, comme le montre la figure 9, en parties 15 distinctes. La chambre d'insufflation comprend trois parties 38, 39 et 40 d'un côté et trois parties 4l, 42 et 43 de l'autre côté. De chaque côté, des conduits 44 et 45 longent le VCA, et la référence 46 désigne des soupapes de commande de la pression. Comme cela a été décrit plus haut, l'air est amené dans chaque 20 chambre d'insufflation latérale par le conduit 7 grâce au ventilateur soufflant 14 et distribué par les conduits 44 et 45 dans chaque partie de la chambre d'insufflation. L'air passe, par les ouvertures 47 et 48,des parties 38 et 4l dans la partie coudée 30 de la jupe ; par les ouvertures 49 et 50,des parties 25 40 et 43 de la chambre d'insufflation dans la partie arrière 32 de la jupe ; par les ouvertures 51 et 52,des parties 39 de la chambre d'insufflation dans les parties latérales 31 et 33 de la jupe. La pression dans la jupe peut être réglée 30 et commandée par des soupapes de commande manoeuvrables manuellement par exemple par le pilote du VCA. Un exemple d'une telle soupape est représenté sur la figure 13, où la flèche 53 désigne l'écoulement d'air en provenance du ventilateur soufflant et où la flèche 54 désigne l'écoulement d'air qui pénètre dans la 35 jupe. L'air circule dans la partie inférieure 55 d'un boîtier en trois parties , qui comprend donc aussi une partie intermédiaire 56 et une partie supérieure 57• Une paroi flexible 58 sépare la partie supérieure 57 de la partie intermédiaire 56 et une paroi 59, rigide mais mobile, sépare la partie intermé-40 diaire 56 de la partie inférieure 55• Le mouvement de la paroi 58 72 00965 6 2121791 est commandé par un axe de piston 60 déplaçable par un câble 6l de commande de pression en s'opposant à l'action d'un ressort 62. Lorsque les pièces ont la position montrée sur la figure 13, l'air qui pénètre (en provenance du ventilateur soufflant) est 5 séparé par la paroi 59 de l'intérieur de la jupe, mais lorsqu'on tire le câble 6l, la paroi 59 se déplace jusqu'à sa position supérieure et met en communication l'arrivée d'air et l'intérieur de la jupe. Ce mode de réalisation de VCA, conforme à la 10 présente invention, est de fonctionnement très souple ; par exemple, en entrant dans un port ou dans une zone de dimensions assez restreintes, le VCA peut être conduit comme n'importe quel autre navire à moteur, et avec un bruit moindre car le nombre de tours du moteur de poussée peut être maintenu à une valeur peu 15 élevée. Avec les VCA jusqu'ici connus, dans ces cas-là, on a souvent l'habitude de réduire la jupe afin de projeter le moins possible d'écume, mais cela introduit une importante résistance qui n'est pas souhaitable. Avec un VCA réalisé conformément à la présente invention, il est également courant de pouvoir aug-20 menter la vitesse sans avoir à vaincre la vitesse dite critique du VCA, empêchant ainsi le navire d'être inondé d ' écume ce qui est particulièrement utile pour la protection des hélices, des filtres à air et des admissions de ventilateurs. La deuxième chambre 15 représentée sur la 25 figure 1 a plusieurs utilisations ; par exemple, lorsque le VCA circule sur l'eau dans des conditions de fonctionnement normales, la soupape l8 reste fermée; mais si l'état de la mer devient tel que les passagers en soient tout secoués, on peut adoucir ces secousses en faisant varier la pression dans la jupe. Une commande 30 précise de la soupape i8 peut être réalisée depuis le poste de pilotage, et un indicateur de vide et de pression peut être relié à la chambre d'insufflation 5, ce qui permet au pilote de connaître et de commander la pression dans la chambre d'insufflation 5 et dans la jupe 3* Si une infra-structure de roulement, 35 comprenant les roues 24,25 et 26, lui est adaptée, comme le représentent les figures 1 et 2, alors le VCA devient extrêmement souple dans ses possibilités de manoeuvre. Par exemple, le VCA fonctionne sur l'eau en utilisation normale, mais dès qu'il atteint une rampe d'accès, on peut réduire progressivement la 40 jupe, et le VCA peut alors se déplacer sur ses roues. La réduc 72 00965 7 2121791 tion de la jupe est rapidement réalisée au moyen de la deuxième chambre) la jupe étant aspirée contre le dessous du VCA et cette opération étant réalisée avec le moins de projection possible de poussière de boue ou d'eau. Bien que la description faite ne 5 comprenne qu'une chambre 8 à deux compartiments et qu'une chambre 15' à deux compartiments, il peut y en avoir un plus grand nombre et de toute façon la chambre peut être de n'importe quelle longueur voulue. Une autre caractéristique de la présente 10 invention est que la forme et la réalisation de la chambre en- dessous de laquelle l'air est dirigé permettent de réduire considérablement le problème de l'écume projetée au-dessus de l'eau. Dans les VCA jusqu'ici connus, cette chambre est placée au centre suivant l'axe longitudinal du VCA, mais également au cen-15 tre lorsqu'on regarde le VCA de côté. Cela conduit inévitablement l'air à s'échapper violemment de chaque côté sous la jupe, emmenant avec lui de l'écume, de l'eau, de la boue ou de la vase5 suivant la surface sur laquelle le VCA se déplace. Une caractéristique de la présente invention 20 est donc de diriger l'air provenant d'un ventilateur 63, placé à l'avant 64 du VCA, vers le bas le long des parois inclinées vers l'arrière d'une chambre 55 ; ainsi le flot d'air schématisé par les flèches 56 vient se heurter au sol ou à la surface liquide suivant un certain angle, puis s'écoule vers l'arrière. Cette 25 disposition est représentée sur la figure 10, où l'on voit le ventilateur 63 et son moteur de commande, placés dans la partie avant 64 du VCA. Le ventilateur envoie l'air le long des parois inclinées vers le bas et vers l'arrière de la chambre 55• 30 Dans un déplacement sur l'eau, cela produit dans celle-ci une dépression suivant l'axe longitudinal ; le VCA se déplace alors en projetant de chaque côté très peu d'eau (ou d'autres matières). Sur la figure 10, la cabine est désignée par la référence 58, et la pression a été réduite dans la partie arrière de la jupe 35 pour prendre le régime d'accélération. La réalisation du VCA conformément à la présente invention est particulièrement avantageuse dans le cas des virages. Jusqu'ici, il n'était pas facile de faire un virage court avec un VCA en déplacement sur une surface, d'eau par 40 exemple ; en effet, la force centrifuge projette le VCA vers 72 00965 8 2121791 l'extérieur, dans un dérapage important et à peu près incontrôlable. Avec un VCA conforme à la présente invention, on s'aperçoit que des virages assez serrés sont possibles si l'on réduit la pression, comme le montre la figure 12, de la partie latérale 5 de la jupe qui est située à l'intérieur du virage. Le VCA s'incline dans le virage et, en raison de la dépression dans l'eau, un mur d'eau s'élève du côté extérieur du virage (comme le montre la figure 12) et s'oppose à l'effet de la force centrifuge. La figure 11 montre toutes les parties de 10 jupe sous pression réduite, pour permettre un déplacement avec moins de secousses lorsque le véhicule a une vitesse élevée. La figure 10 est une coupe longitudinale suivant l'axe allant de 1'étrave à l'arrière du navire, et montre la partie arrière de la jupe partiellement dégonflée. Le 15 véhicule s'affaisse alors légèrement sur l'arrière et presque tout l'air en provenance du moteur d'élévation est envoyé vers l'arrière sous la partie arrière partiellement dégonflée de la jupe ; cela aumgente la poussée de l'hélice de commande et aide le véhicule à franchir la vitesse critique etàaccélérer rapide-20 ment. En outre, comme il n'y a qu'un petit coussin d'air projeté sous la partie avant ou les parties latérales de la jupe, très peu d'écume se forme à l'avant et il n'en pénètre pratiquement pas dans le poste de pilotage, qui est ouvert à l'air libre, ni dans le moteur d'élévation. Lorsqu'on prend de la vitesse, on 25 regonfle bien sûr progressivement la partie arrière de la jupe, mais seulement lorsque la vitesse est suffisante pour que toute l'écume soit laissée derrière. La figure 12 est une vue en coupe du véhicule, perpendiculaire à celle de la figure 10 et regardant vers 30 l'avant du navire. La partie gauche de la jupe est partiellement dégonflée pour donner une gîte au navire du côté gauche ; ainsi il s'incline correctement pour un virage à gauche et la résistance supplémentaire qui se produit du côté gauche facilite un virage rapide et empêche tout dérapage. Il est évident que 35 la pression doit être réduite juste de la quantité nécessaire pour obtenir l'effet souhaité. Lorsque la pression est réduite et que le véhicule s'incline, la surface de contact entre la jupe et l'eau augmente et la résistance par frottement s'accroît proportionnellement. Si la pression dans la jupe était trop réduite, 40 l'air en mouvement s'échapperait trop facilement sous la jupe 72 00965 9 2121791 de ce côté-là, ce qui augmenterait la tendance du navire à déraper vers la droite. On s'est également aperçu que la réalisation du VCA conformément à la présente invention empêche toute vague 5 de se former face à la partie arrière de la jupe au passage de la vitesse critique, et rend très faible la quantité d'écume face au navire et sur ses côtés. Dans les figures ci-jointes, sauf indication différente, les flèches indiquent le sens de l'écoulement de 10 1'air. L'invention s'applique à tous les véhicules sur coussin d'air. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à 15 partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes,sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 72 00965 10 2121791 REVENDICATIONS 1°) Véhicule sur coussin d'air (VCA) caractérisé en ^e qu'il comprend,d'une part une chambre vers le bas de laquelle de l'air est dirigé et entre en contact avec 5 la surface sur laquelle se déplace le VCA, d'autre part, sur tout son pourtour, une jupe fermée ayant la forme d'un demi-cylindre, dans laquelle de l'air est également envoyé et dans laquelle la pression de l'air est commandée par un dispositif approprié. 2°) Véhicule selon la revendication 1, 10 caractérisé en ce que la jupe fermée ayant la forme d'un demi-cylindre est divisée en plusieurs parties par au moins une séparation, un dispositif étant prévu pour insuffler de l'air dans ces parties et gonfler la jupe, ainsi qu'un dispositif pour commander la pression de l'air dans ces parties. 15 3°) Véhciule selon l'une quelconque des deux revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre d'insufflation située au-dessus de la jupe en forme de demi-cylindre, l'air étant envoyé dans la chambre d'insufflation d'où il passe dans la jupe et gonfle celle-ci. 20 4°) Véhicule selon l'une quelconque des deux revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'air est envoyé dans la jupe par l'intermédiaire d'au moins une soupape. 5°) Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'air est envoyé dans la jupe par l'intermé-25 diaire d'au moins une soupape, située juste à l'accès dans la chambre d'insufflation. 6°) Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'air est envoyé dans la jupe par l'intermédiaire d'au moins une soupape, située entre la chambre d'insuf-30 flation et la jupe. 7°) Véhicule selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la soupape est une soupape de retenue. 8°) Véhicule selon l'une quelconque des re-35 vendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une soupape d'échappement à travers laquelle l'air peut s'échapper, réduisant ainsi la pression dans la jupe en forme de demi-cylindre. 9°) Véhciule selon la revendication 2, carac-40 térisé en ce que chaque partie comporte un dispositif distinct 72 00965 11 2121791 de commande de la pression, permettant de régler la pression dans chaque partie séparément. 10°) Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque dispositif de commande de la pres-5 sion comprend une soupape. 11°) Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'un ventilateur envoie de l'air vers le bas de la chambre centrale, et que le même ventilateur sert à gonfler la jupe. jLO 12°) Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif spécial pour le gonflement de la jupe. 13°) Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un con-15 duit d'admission menant à une première chambre à deux compartiments, un compartiment inférieur et un compartiment supérieur, le conduit d'admission débouchant dans le compartiment inférieur qui communique par un dispositif à soupape de retenue avec 2e compartiement supérieur, lui-même relié par une ou plusieurs 20 ouvertures à la jupe, à travers la chambre d'insufflation. 14°) Véhciule selon la revendication 13» caractérisé en ce qu'il comprend un ventilateur soufflant, relié au conduit d'admission. 15°) Véhicule selon la revendication 13, 25 caractérisé en ce qu'il comprend une deuxième chambre à deux compartiments, un compartiment inférieur et un compartiment supérieur reliés par une ouverture qui, en fonctionnement normal, est fermée par une pièce de soupape en forme de cuvette, le compartiment supérieur étant relié à une chambre d'insufflation 30 ou directement à la jupe, le compartiment inférieur étant relié à un conduit débouchant à l'air libre et une pompe aspirante étant reliée au conduit. 16°) Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 15,caractérisé en ce que les dispositfs de 35 commande de la pression peuvent être manoeuvrés du poste de pilotage du VCA. 17°) Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à l6, caractérisé en ce que la chambre vers le bas de laquelle de l'air sous pression est envoyé a des parois 40 inclinées vers 1'arrière et en ce que le ventilateur qui envoie cet air vers le bas de cette chambre est situé près de l'avant du véhicule, de sorte que le flot d'air vient frapper le sol ou l'eau suivant un certain angle.