Brevet FR2344027A1 — publié le 19771007

La présente invention est relative à un dispositif pour la localisation de sources sous-marines de signaux acoustiques, comportant un réseau d'hydrophones dont un axe de référence prédéterminé peut être orient automatiquement par rapport au champ magnétique terrestre par un couplage magnétique du réseau d'hydrophones avec une aiguille aimantée ( référence du Nord), le réseau d'hydrophones étant suspendu, après largage dans l'eau sous une bouée à une certaine distance de celle-ci. I1 est connu d'incorporer un réseau d'hydrophones dans un corps de bouée flottant et de larguer une telle bouée d'un avion. Dès que la bouée touche l'eau, le réseau hydrophones sort de la bouée et est immergé à une profondeur prédéterminée. Les signaux acoustiques sous-marins reçus sont transmis par le réseau d'hydrophones et par l'intermédiaire d'un cabale, à un émetteur fixé au corps de la bouée et transformant et émettant les signaux acoustiques. Les signaux émis sont reçus par l'avion et exploités par des procédés d'exploitation connus. La demande de brevet allemand publiée avant examen nO 1 516 645 décrit un dispositif dans lequel l'axe de référence d'un réseau d'hydrophones est tourné dans la direction du Nord du champ magnétique terrestre afin d'obtenir la direction par rapport au Nord de signaux acoustiques reçus. Toutefois, un tel dispositif ne peut fournir que des informations de localisation imprécises car entre les hydrophones et le corps de la bouée, on prévoit des câbles de liaison destines à assurer la suspension et la transmission des informations de localisation, ces câbles empêchant une orientation précise de l'hydrophone selon la direction du Nord. L'invention a pour but d'assurer le couplage d'un réseau drhydrophones avec une aiguille aimantée, le réseau accouplé pouvant être orienté sur le Nord magnétique Nord de la Terre sans avoir à vaincre ni frottement ni couple de rotation. L'invention a donc pour objet un dispositif du type indiqué ci-dessus caractérisé en ce que les hydrophones du réseau d'hydrophones sont connectés électriquement à une bote de connexion par I'intermédiaire de fils de transmission isolés à l'aide de matière plastique élastique et passant librement dans l'eau, en ce qu'en dehors d'un câble de liaison un câble de suspension élastique s'étend entre la boite de connexion et la bouée et en ce que le réseau d'hydrophones est monté rotatif sans couple de rappel sur la boite de connexion autour d'un axe qui est perpendiculaire à la surface de la terre. Au cours du largage de la bouée et de l'immersion de la boite de connexion, le réseau d'hydrophones est bloqué dans cette boîte de connexion. Les moyens de blocage sont déverrouillés à un intervalle de temps donné après le largage de la bouée, par une minuterie qui est logée également dans la boîte de connexion. Un montage de blocage prévu dans la bouée est destiné à interrompre pendant un temps prédéterminé, la liaison électrique entre les hydrophones et le circuit électronique d'exploitation afin d'empêcher que l'émetteur se trouvant dans la bouée puisse délivrer des signaux erronés. Ce temps prédéterminé est choisi de telle manière que l'immersion du réseau d'hydrophones et l'orientation correcte de celui-ci sur la direction du Nord, soient accomplies avec certitude. Une enveloppe perméable à l'eau est fixée à la boîte de connexion et contient le réseau d'hydrophones et l'aiguille aimantée couplée à celui-ci. Le montage à rotation du réseau d'hydrophones sur la boite de connexion est avantageusement réalisé par une suspension à pointe de réseau dans l'enveloppe. Une suspension à une seule pointe analogue à celle d'une aiguille de boussole montée en-dessous du réseau d'hydrophones est particulièrement avantageuse, si on doit tenir compte desmouvements de ce réseau. Selon un autre mode de réalisation, on ne prévoit pour la boîte de connexion aucune enveloppe, mais le réseau d'hydrophones est fixé au-dessus de son centre de gravité, à une corde qui relie ce,réseau à la boîte. Comme matériau pour une telle corde, un fil en polyamide pré-étiré est particulièrement utile, un tel fil ne présentant qu'un faible coefficient d'allongement si bien que seulement un faible moment de rappel n'est opposé aux mouvements de rotation de sorte que l'orientation Qu réseau d'hydrophones n'est en rien génée. Pour garantir constamment une orientation verticale du réseau d'hydrophones dans l'eau, il est prévu une connexion ar ticulée au centre d'une table de support du réseau d'hydrophones et de l'aiguille aimantée, cette connexion étant fixée à la corde venant de la boîte de connexion. Selon un autre mode de réalisation, pour amortir les mouvements d'oscillation et de basculement de la boîte de connexion, il est prévu sur cette boîte des ailes d'amortissement qui sont déployées par une minuterie. Ces ailes empêchent des mouvements importants de la boite de connexion même si la bouée danse sur l'eau par suite des mouvements de la houle, puisque la boite de connexion et la bouée sont mécaniquement couplées l'une à l'autre au moyen du câble de support élastique qui suit les mouvements de la bouée, le câble lâche de liaison électrique entre la bouée et la boîte de connexion laissant suffisamment de jeu pour permettre les mouvements de la bouée. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, une section du câble de liaison sert également pour établir une liaison mécanique entre la bouée et la boîte de connexion, tandis que le câble de support élastique n'est fixé qu'à la bouée, ne soumettant ainsi la partie supérieure du câble de liaison à aucune charge Cette liaison mécanique et électrique entre la bouée et la boîte de connexion est enroulée dans un pot pendant le largage de la bouée, le sens d'enroulement alternant par sections dans le pot. Au cours de l'immersion de la boîte de connexion cette liaison se déroule ainsi sans torsion. Des fils de transmission sont prévus entre le réseau d'hydrophones et la boîte de connexion pour transmettre les signaux entre ces ensembles. Suivant un mode de réalisation avantageuse de l'invention, il est prévu dans la boite de connexion et/ou à chaque hydrophone des mandrins de bobine qui recoivent les fils de trans mission, les bobines ayant, dans l'état enroulé, des sens d'enroulement contraires de sorte qu'après déverrouillage du réseau hydrophones et au cours de l'orientation sur la direction du Nord, les fils de transmission sortent des mandrins de bobine sans torsion. Grâce aux sens d'enroulement contraires des bobines correspondantes dans la boîte de connexion et près de l'hydrophone on évite la formation de noeuds dans les fils de transmission. Selon un autre mode de réalisation avantageuse de l'invention, un transformateur d'impédance est associé à chaque hydrophone et assure en même temps une pré-amplification des signaux de localisation ce qui permet une transmission sans perturbations de signaux de localisation, vers la boîte de connexion par l'intermédiaire des fils de transmission. Les avantages de l'invention, au moyen de laquelle une bouée muni d'un réseau d'hydrophones est larguée par un avion, résident particulièrement dans le fait qu'après largage dans l'eau le réseau d'hydrophones descend à une profondeur prédéterminée et s'oriente alors automatiquement sur la direction du Nord sans être influencé par les mouvements de la bouée et sans qu'un moment de rotation inverse soit engendré par le dispositif de suspension et dans le fait que la transmission des signaux d'orientation rapportés sur le Nord entre le réseau d'hydrophones et la bouée s'effectue par des fils de transmission qui sont indépendants du dispositif de suspension, ces fils étant très fins et se déroulent lors de la descente du réseau d'hydrophones et l'orientation de celui-ci sur le Nord de telle manière qu'aucun couple n'est exercé sur le réseau d'hydrophones et que la formation de noeuds est évite. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple la Fig.1 montre une bouée munie d'un réseau d'hydrophones monté sur un pivot à pointe la Fig.2 montre une bouée dont le réseau d'hydrophones est suspendu à une cordeset la Fig.3 montre une liaison entre la bouée et la boite de connexion. La Fig.1 montre une bouée 1 qui a été larguée sur la surface de l'eau, par exemple par un avion. Une boIte de connexion 3 à laquelle est fixée une enveloppe 4 est suspendu dans l'eau à un câble de support élastique 2. L'enveloppe 4 est perméable à l'eau et construite par exemple à partir d'un treillis. Dans cette enveloppe 4 est disposée une table de support 5 sur laquelle sont disposés des hydrophones 6. La table 5 est suspendue dans l'enveloppe 4 par l'intermédiaire d'un pivot à pointe. Une aiguille aimantée ou de boussole 8 est fixée dans la table de support 5 et assure l'orientation du réseau d'hydrophone sur le Nord magnétique terrestre. Au centre de la boîte de connexion et de la table 5 se trouvent des mandrins de bobines 9 sur lesquels sont enroulés en sens contraires des fils de transmission 10 destinés à transmettre des signaux de localisation des hydrophones vers la boîte de connexion 3. Lorsque la table de support 5 effectue des mouvements de rotation, les fils de transmission 10 sortent des mandrins de bobines 9 respectifs. Les sens d'enroulement contraires garantissent que les fils de transmission 10 soient déroulés sans formation de noeuds. Dans le cas ou la distance de descente entre la boîte de connexion 3 et la table de support 5 est très courte, il convient de ne pas enrouler les fils de transmission sur des mandrins de bobine. Afin de conserver un couple de rappel réduit même dans un tel mode de réalisation, les fils de transmission sont réalisés par exemple en fils de cuivre laqués d'un diamètre de 0,02mm. Les signaux de localisation reçus par les hydrophones 6, sont transmis de la boîte de connexion 3 à la bouée par l'in termédiaire d'un câble de liaison 12 lâche s'étendant parallèlement au câble de liaison élastique 2. Dans la boite 1 se trouve un montage de blocage 13 relié à un circuit logique d'exploitation 14. Ce dernier est connecté à un émetteur 15 qui émet les informations de localisation par l'intermédiaire d'une antenne. Le montage de blocage 13 assure qu'aucune information de localisation ne puisse être envoyée vers le circuit logique d'exploitation 14 pendant un laps de temps s'écoulent du largage de la bouée 1 jusqu a l'orientation exacte de la table de support 5. La boîte de connexion 3 comporte des moyens de verrouil lage 16 qui, pendant le largage de la bouée 1 maintiennent la table 5 dans une position telle que le pivot à pointe 7 soit déchargé. Lorsque le verrouillage de la table de support est libéré, celle-ci descend sur la pointe du pivot à pointe 7 péndant que les fils de transmission 10 sortent des mandrins de bobine 9. Jusque là, une torsion éventuelle dans le câble de support élec trique 2 entre la bouée 1 et la boîte de connexion est éliminée, de sorte que l'on peut s'attendre à peu de mouvements de rotation de la table de support 5 par rapport à l'enveloppe ou inversemment. De plus, la boîte de connexion 3 comporte des ailes d'amortissement 17 qui sont déployées après un intervalle de temps - donné par une minuterie 18. Cette dernière actionne également les moyens de verrouillage 16. Le câble de support électrique 2 et les ailes d'amortissement 17 assurent que les mouvements de la table de support 5 soient amortis lorsque la bouée 1 fait des mouvements de va-et-vient par suite de la houle. Selon une autre caractéristique de l'invention, des transformateurs d'impédance 19 assurant une transmission sans perturbation des signaux de localisation sont associés aux hydro phones 6 dans la table de support 5. La Fig.2 montre un autre mode de réalisation du dispositif de l'invention. La bouée 1 est connectée à la boîte de connexion 3 par l'intermédiaire du câble de support élastique 2, le réseau d'hydrophones étant suspendu à cette boîte au moyen d'une corde 20. Cette dernière est réalisée en polyamide. Lorsque la table de support 5 est maintenue dans la boîte de connexion 3, par les moyens de verrouillage 16, la corde 20 est enroulée sur une bobine 21.La minuterie 18 actionne les moyens de verrouillage 16 pour debloquer la table de support 5. Lorsque la corde 20 se déroule de la bobine 21, les fils de transmission 10 sont également déroulés de leurs mandrins de bobine 9 à travers des bagues de guidage 22. Ces dernières assurent un déroulement adéquat des fils de transmission 10 sur la distance relativement longue entre la boite de connexion 3 et la table de support 5.Une connexion articulée 11 est prévue au centre de cette plaque pour recevoir la corde 20. Cette connexion articulée 11 garantit une orientation toujours verticale du réseau d'hydrophones. Dans ce cas également, des ailes d'amortissement 17 actionnées par la minuterie 18 sont prévues pour amortir les mouvements de la boîte de connexion 3. Les autres caractéristiques que l'on voit représentées ici correspondent à celles déjà décrites en faisant référence à la Fig.l. Selon une autre caractéristique de l'invention, des flotteurs 23 sont fixés sur la table 5 comme représenté schématiquement sur les Fig.l et 2. Grâce à la réduction du poids apparent du réseau d'hydrophones dans l'eau, la pression sur le pivot à pointe 7 diminue dans le mode de réalisation de la Fig.l de sorte que l'usure de ce pivot est réduit. Dans le mode de réalisation de la Fi.2, l'utilisation des flotteurs 23 permet de choisir pour le diamètre de la corde 20 une valeur faible telle que le couple de rappel soit pratiquement négligeable. La Fig.3 montre une variante de la liaison mécanique entre la bouée 1 et la boîte de connexion 3. Celle-ci est portée par le câble-de liaison 12 entre la boîte et le point 24 et par le câble de support élastique 2 du point 24 à la bouée 1. Le câble de liaison 12 qui est relié au point 24 avec l'extrémité du câble de support élastique 2,-est agencé de façon lâche entre le point 24 et la bouée 1 de sorte que le câble 2 puisse s'allonger librement pendant les mouvements de va-et-vient verticaux de la bouée 1 sans que le câble 12 puisse limiter ces mouvements. Au cours de l'immersion de la boîte de connexion 3, l'ensemble de la liaison mécanique se déroule d'un pot 25 dans lequel elle était enroulée par sections dans des sens d'enroulements alternés avant l'immersion. Ainsi la descente de la boite de connexion 3 au cours du déroulement s'effectue pratiquement sans rotations. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la localisation de sources sous-marines de signaux acoustiques, comportant un réseau d'hydrophones dont un axe de référence prédéterminé peut être orienté automatiquement par rapport au champ magnétique terrestre par un couplage magnétique du réseau d'hydrophones avec une aiguille aimantée (référence du Nord), le réseau d'hydrophones étant suspendu, après largage dans l'eau sous une bouée à une certaine distance de celle-ci, caractérisé en ce que les hydrophones (6) du réseau d'hydrophones sont connectés électriquement à une boîte de connexion (3) par l'inter- médiaire de fils de transmission (10) isolés à l'aide de matière plastique élastique et passant librement dans l'eau, en ce qui en dehors d'un câble de liaison (12) un câble de suspension élastique ( 2) s'étend entre la boîte de connexion (3) et la bouée (1) et en ce que le réseau d'hydrophones est monté rotatif sans couple de rappel sur la boîte de connexion (3) autour d'un axe qui est perpendiculaire à la surface de la terre. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au cours du largage, le réseau d'hydrophones est bloqué dans-la boîte de connexion (3) par des moyens de verrouillage (16) et en ce qu'il est prévu une minuterie (18) agencée pour assurer le débloquage des moyens de verrouillage (16), un certain intervalle de temps après le largage. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un montage de blocage (13) est prévu dans la bouée, ce montage n'autorisant la transmission électrique des signaux de localisation entre la boîte de connexion (3) et un circuit électronique d'exploitation (14) prévu dans la bouée (1), qu'après un intervalle de temps prédéterminé compté à partir du largage. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'une enveloppe (4) perméable aux signaux acoustiques est fixée sur la boîte de connexion (3), cette enveloppe entourant le réseau d'hydrophones et l'aiguille aimantée (8). 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le réseau d'hydrophones et l'aiguille aimantée (8) sont logée dans une table de support (5) qui est suspendue par pointe dans l'enveloppe (4) au-dessus de son centre de gravité (pivot à pointe 7). 6. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la table de support (5) du réseau d'hydrophones est suspen due à la boîte de connexion (3) à l'aide d'une corde (20) fixée à cette table au-dessus de son centre de gravité. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la table de support (5) présente une connexion articulée (11) à laquelle est fixée la corde (20) de la boite de connexion (3). 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que, lors du largage, le réseau d'hydrophones est bloqué dans la boite de connexion (3), la corde (20) étant enroulée sur une bobine (21), et en ce que la minuterie (18) est agencée pour assurer à un instant prédéterminé l'actionnement de la bobine (21) et le déroulement de la corde (20). 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 et 8, caractérisé en ce que chacun des fils de transmission (10) est agencé sur un mandrin de bobine (9) près de la boîte de connexion (3) et/ou de l'hydrophone (6) et guidé avant de passer dans l'eau, par une bague de guidage (22). 10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en qu'à chaque hydrophone (6) du réseau d'hydrophones est associé un transformateur d'impédance (19) qui est connecté entre chaque hydrophone (6) et son fil de transmission (10) associé. 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5, 8 ou 10, caractérisé en ce que la boîte de connexion (3) est munie d'ailes d'amortissement déployables s'étendant à peu près horizontalement. 12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la minuterie (-18) prévu dans la boîte de connexion (3) est agencée pour assurer le déploiement des ailes (17), un certain intervalle de temps après le largage. 13. Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la table de support (5) du réseau d'hydrophones est munie de flotteurs (23). 14. Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que, lors de l'immersion de la boîte de connexion (3), des sections successives du câble de support (2) et du cable de liaison (12) sont déroulées selon de sens-alternativement opposés à partir d'un pot (25) prévu sur la bpite de connexion (3). 15. Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le câble de liaison (12) est fixé sur la boîte de connexion (3), le câble de support élastique (2) étant connecté au câble de liaison (12) en un point (24) intermédiaire entre la boîte de connexion (3) et la bouée (1) et en ce que le câble de liaison (12) est agencé de façon lâche, parallèlement au câble de support (2) à partir dudit point (24), l'autre extrémité du câble de support étant fixée à la bouée (1).