Brevet FR2383824A1 — publié le 19781013

L'invention a pour objet une embarcation maritime rapide, ayant un nombre de Froude compris entre 0,5 et 1, avec des propriétés particulièrement favorables pour la navigation aussi bien sur une mer plate qu'avec de la houle. De telles propriétés sont particulièrement nécessaires pour les canots de sauvetage, les bateaux pilotes, les yatchs à moteur et les embarcations auxiliaires rapides, auprès des côtes ou au large. De telles embarcations ont habituellement une longueur comprise entre 5 et 50 mètres. Un nombre de Froude compris entre 0,5 et 1 indique déjà des vitesses relatives pour lesquelles, selon le type de navire, le glissement intervient au moins en partie, si ce n'est totalement. On sait qu'un bateau en glissement total n'est pas en état de tenir la mer, parce que l'avant de la quille, nécessairement plat pour pouvoir glisser, reçoit du fait de la houle des chocs extrêmement violents qui, non seulement peuvent endommager la structure, mais rendent aussi insupportable le séjour à bord de tels navires. En outre, pour les navires en glissement total, il est inévitable quten mer l'hélice sorte de l'eau, au moins en partie, sinon en entier.Pour cette raison, la présente invention ne concerne que les embarcations dont le tirant d'eau est réduit par effet de poussée dynamique à pleine vitesse, mais dont la poussée est assurée même dans cet état pour la plus grande partie par le déplacement d'eau. Une autre caractéristique de ces embarcations est qu'elles possèdent, au-dessus de la flottaison, des membrures très évasées, en forme d'éventail, le degré d'évasement étant constant vers l'arrière dans beaucoup d'embarcations, tandis que dans d'autres il diminue. On a aussi constaté que dans de telles embarcations, une légère conformation en tunnel de la partie arrière est favorable parce que les forces d'aspiration exercées par l'hélice sur un arrière ainsi conformé s'opposent à la sortie de l'arrière du bateau hors de l'eau pendant la marche et maintiennent lthélice dans bateau. En outre, cette conformation a aussi pour effet d'amortir le tangage de façon particulièrement efficace.De telles embarcations, en particulier celles dans lesquelles la forme en tunnel commence déjà à la membrure principale, sont décrites dans le brevet italien nO 659.920 du 9/11/61. La présente invention a pour objet d'améliorer considérablement, par des moyens nouveaux, les propriétés déjà bonnes de telles embarcations. Le brevet italien ci-dessus mentionné ne prend pas en considération un certain nombre de caractéristiques qui ont une grande importance pour la bonne navigation, en particulier en mer, avec de la houle. I1 s'agit la, entre autres, de la variation de l'inclinaison des couples en-dessous de la flottaison, ainsi que la variation du degré de galbe local le long du navire. Par le concept galbe local, on entend le rapport de la surface de couple immergée à celle d'un rectangle, dont la largeur est déterminée par la largeur du couple correspondant à la ligne de flottaison, et dont la hauteur est déterminée par le tirant d'eau à l'endroit du couple. La présence éventuelle d'une quille rapportée n'est pas prise en considération ici. A cet égard, il ne ressort, ni des dessins ni de la description du brevet italien 659.920, que ces caractéristiques sont d'une importance prépondérante. Les bulletins d'information SNAME nO 3, nO 4 et nO 7, Bureau des navires, Département de la Marine des Etats Unis, Washington, comportent des coupes de couples et des résultats de résistance d'embarcations rapides, qui, par leurs dimensions, paraissent adaptées au but mentionné ci-dessus. En outre, la revue "The Naval Architect", octobre 1975, page 304, présente des tracés de lignes dont les dimensions principales et les nombres de Froude tombent précisément dans le domaine indiqué cidessus. L'invention part de ltidée que pour la variation de l'inclinaison des couples, le point important de chaque couple est le point pour lequel l'inclinaison du couple sous la flottaison a une valeur minimum par rapport à l'horizontale. Cette valeur minimum est positive quand le couple présente sur toute sa hauteur des tangentes qui sont dirigées vers le haut et vers l'extérieur. L'inclinaison minimum est O (zéro), quand le couple a une tangente horizontale (sont exclus de ces considérations les petits rayons de courbure, d'arrondis prévus habituellement au pied des couples de l'avant). La valeur minimum devient négative quand, dans une certaine zône, le couple est orienté latéralement vers le bas. Cette définition de l'inclinaison minimum du couple ressort sur la figure 3 des dessins, sur laquelle sont indiquées les valeurs minimum des divers couples d'une embarcation. I1 est important de noter que, pour la forme d'ensemble du fond de l'embarcation, on ne peut prendre en considération que les parties qui ont une surface assez grande et qui forment la surface principale de la coque, et que d'éventuelles cavités locales dans une surface par ailleurs unie, comme on en prévoit par exemple pour cacher des tettes de vis isolées, ne doivent pas etre pris en considération dans cette étude. Sur la figure 1, les lignes en traits interrompus représentent les variations des inclinaisons minima des couples sous la ligne de flottaison pour les trois embarcations décrites dans la publication SNANE. Les abcisses de ce graphique sont représentées par des longueurs relatives de l'embarcation divisée en dix couples, tandis que les ordonnées indiquent l'inclinaison minima de ces couples. Les variations de l'inclinaison minima des couples des trois embarcations des bulletins d'information sont indiquées I, II et III. On voit que ces courbe8 ont des valeurs d'inclinaison minima comprises entre 20 et 400 pour le couple 9. A partir de ce couple vers l'arrière, les valeurs d'inclinaison diminuent, mais restent cependant positives au point le plus en arrière, pour le couple 0. Pour l'embarcation III, l'inclinaison au couple 9 n'est que d'environ 200, décroit cependant très faiblement et a encore au couple O une valeur largement au-dessus de 1duo. Cela signifie que, pour toutes ces embarcations, les inclinaisons minima au couple 9 sont inférieures à 500 et restent positives tout le long du navire. La courbe des inclinaisons minima du canot de sauvetage décrit dans le périodique "The Naval Architecte est représentée sur la figure 1 en trait fin continu et indiqué par IV. Au couple 9, cette courbe a une valeur d'environ 600. On voit que les couples extrêmes sont considérablement plus relevés que dans les types américains sus-mentionnés. La courbe décroit cependant rapidement vers l'arrière et en particulier pour l'ensemble de l'arrière elle est très plate et se termine avec une inclinaison positive d'environ 150 à l'extrémité arrière du navire. Toutes ces embarcations présentent des inclinaisons minima des couples, qui, soit sur toute la longueur, soit au moins sur une grande partie du navire, sont très plates et se terminent avec une valeur positive à l'arrière. En outre2 pour la plupart, elles commencent déjà avec une valeur relativement basse, a l'ex- ception de 1 t embarcation anglaise, mais dans laquelle la valeur relativement haute décroit très rapidement et se prolonge par une partie plate. L'invention a pour objet des embarcations maritimes qui ont les meilleurs comportements, aussi bien sur ner calme que sur mer agitée . Pour satisfaire complètement ces conditions, les couples doivent avoir des côtés très abrupts a l'extrême avant pour former un dessin en forme de coin tranchant, qui amortit les chocs dûs aux paquets de mer venant de l'avant et d'en bas, et qui commence, dès l'avant du navire, a dévier liteau latéralement aussi bien en mer calme qu'agitée. Selon une disposition favorable, la variation des couples se poursuit par une transition lente vers une forme de surface de glissement à laquelle fait alors suite un tunnel à l'extrémité arrière.Ainsi, les masses d'eau déviées par l'avant tranchant sont amenées progressivement à s'écouler sur le fond et à passer ensuite à l'arrière dans le tunnel. Ce processus est assuré de façon optimale, si, dans la transition entre les couples escarpés à l'avant du navire et la faible inclinaison à 'extrémité arrière, on évite les changements brusques. Pour cela, conformément à la présente invention, on prévoit une forme dans laquelle l'inclinaison minima décroit vers l'arrière, de façon linéaire ou sensiblement linéaire sur toute la longueur du navire, à partir d'une valeur relativement élevée à l'avant, et cela au moins sur les deux-tiers de la longueur du navire. Dans le tiers arrière, le point O est alors atteint, la tangente minima est alors horizontale et aussitôt commence la z8ne en tunnel avec des tangentes minima négatives.Les tangentes négatives peuvent conserver une valeur constante vers ou,après avoir atteint un minimum absolu dans le domaine négatif, revenir à la valeur 0. Le gradient le plus favorable de cette courbe des inclinaisons négatives le long du navire est d'environ 9 a 100 d'un couple au suivant, Si la longueur du navire est divisée en dix couples. Mais, on obtient des résultats encore excellents si le gradient de cette courbe est compris entre 8 et 130. Les courbes en trait plein A, B et C de la figure 1 représentent les variations de l'inclinaison minima pour des ewr barcations conformes à l'invention. Ces courbes sont relatives à des navires de différentes longueurs, qui sont indiquées entre parenthèses. On voit sur la figure que les courbes sont plus élevées pour les embarcations relativement longues pour lesquelles le passage à la valeur O se trouve plus en arrière que pour les petites embarcations. La position du point Q, qui est définie par le pourcentage de la longueur du navire à partir du point le plus en arrière est plus favorable, quand elle est déterminée par la relation k/(l+L/20). La valeur optimale de la constante k est 40, mais les résultats restent très voisins de l'optimum, si k est compris entre 35 et 45.La longueur L doit etre mesurée à la flottaison et exprimée en mètres. La figure 1 montre encore que l'inclinaison moyenne au moins dans les deux premiers tiers de la longueur du navire, est pratiquement identique pour toutes les embarcations et par conséquent indépendante de la longueur du navire. Si l'inclinaison des couples décroît linéairement depuis les couples avant abrupts jusqu'à la partie arrière négative du navire, ctest-à-dire de la façon la plus régulière, on évite les chocs hydrodynamiques désagréables. Pour les embarcations qui sont conçues suivant ce principe, le centre de gravité peut sans inconvénient etre placé plus près de l'avant que dans les embarcations habituelles. Ceci apparaît clairement si on réalise que l'avant du navire a en pratique une forme provoquant un déplacement vigoureux, et ce n'est qu'a la partie située plus en arrière qu'elle se change en forme de glissement ou en tunnel. Simultanément, il est encore possible de déplacer le point le plus large de la ligne de flottaison de 10 à 20% en arrière du milieu du navire, ce qui permet de réaliser une ligne de flottaison plus fine à l'avant avec des courbures adoucies. Tandis que pour des embarcations analogues la littérature recommande de placer le centre de gravité de 3,5 à 6% de la longueur du navire en arrière du milieu, la position la plus favorable pour les p-lus petites embarcations selon l'invention, ctest-à-dire jusqu a environ 20 mètres de long, est au milieu du navire ou au voisinage immédiat et seulement pour les embarcations les plus grandes, de 30 à 50 mètres de long, le centre de gravité est décalé vers l'arrière. En dehors des caractéristiques mentionnées ci-dessus, la variation du degré de galbe local des couples le long du navire joue un rôle important, en particulier pour les embarcations de moins de 20 mètres de long. La figure 2 représente la variation du galbe le long du navire pour les trois embarcations américaines et pour l'embarcation anglaise, en traits fins, repérées par les chiffres I à IV. A l'avant, autour du couple 9, ces embarcations ont une valeur d'environ 0,5, ce qui correspond à des couples triangulaires. L'embarcation III conserve cette valeur sur toute sa longueur. Pour ltembarcation I, la valeur croît lentement vers 11 arrière, tandis que pour les embarcations II et IV, le degré de galbe des couples est constant sur tout l'avant et croît ensuite en suivant une courbe, et ceci plus faiblement pour IV et plus fortement pour II. Même aux points les plus à l'arrière des navires, la valeur la plus forte reste nettement en-dessous de 1. Par contre, dans les embarcations selon l'invention, les degrés de galbe au couple 9 commencent avec des valeurs légèrement inférieures a 0,5, ce qui représente des couples légèrement concaves. Entre les couples 7 et 8, la forme du couple est triangulaire, pour conserver leurs tendances à devenir progressivement convexes vers l'arrière. Cette croissance du galbe est modérée dans la partie avant du navire, mais est très marquée après le couple principal. Dans la zône de 15 à 30% de la longueur calculée à partir de l'arrière, les galbes atteignent la valeur 1, ce qui correspond a des couples à section rectangulaire, pour croître encore au-dessus de 1 vers l'arrière, ce qui ntest possible que par une conformation en tunnel. Une telle variation du galbe assure une harmonie hydrodynamique particulièrement marquée entre l'inclinaison des couples et la forme des couples en général, ce qui est important en particulier pour les petites embarcations. La figure 3 montre en coupe des couples des embarcations définies par la courbe C sur les figures 1 et 2. A gauche de l'axe longitudinal M sont représentées les moitiés des couples 0, 1 et 4 et à droite les moitiés des couples 5 et 8. Une quille est indiquée en K, p désigne les inclinaisons minima et L.W.L. la surface de l'eau. REVENDICATIONS 1.- Embarcation maritime rapide, en particulier avec un nombre de Froude compris entre 0,5 et 1, et des couples très évasés au-dessus de la flottaison, dont l'inclinaison décroît progressivement vers l'arrière, caractérisée en ce que sous la flottaison l'inclinaison minimum des différents couples par rapport à l'horizontale décroît linéairement ou sensiblement linéairement vers 1' arrière au moins dans les deux premiers tiers de la longueur du navire, et que cette diminution, pour une division de la longueur du navire en dix couples, est comprise entre environ 8 et 130 d'un couple au suivant. 2.- Embarcation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'inclinaison minimum sous la flottaison vis-avis de l'horizontale passe par la valeur O dans la zOne du tiers arrière et prend une valeur négative dans la zane située plus en arrière. 3.- Embarcation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'en arrière du point 0, la variation de l'inclinaison minimum présente une partie de courbe aplatie vers l'arrière, qui tend vers une valeur négative constante. 4.- Embarcation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'en arrière du point O, la variation de l'inclinaison minimum présente une partie de courbe aplatie vers l'arrière qui, après avoir atteint une valeur minimum absolue faible, s'élève a nouveau vers la valeur O a l'extremité arrière du navire. 5.- Embarcation selon la revendication 2, caracté- risée en ce que la position du point O de l'inclinaison sous la flottaison est drautant plus décalée vers l'arrière que le navire est plus long, la position de ce point O a partir de l'arrière du navire étant exprimée en pourcentage de la longueur par la relation k/(l+L/20), dans laquelle la valeur de k peut varier entre 35 et 45 et la longueur L est mesurée en mètre au niveau de la flottaison. 6.- Embarcation selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le point le plus large de la section de flottaison est placé de 10 3 20% en arrière du milieu du navire, tandis que le centre de poussée des embarcations ayant jusqu'3 20 mètres de long est placé au voisinage immédiat du milieu du navire et dans les embarcations plus grandes entre le milieu du navire et le point le plus large de la flottaison. 7.- Embarcation selon une des revendications précédents, caractérisée en ce que le degré de galbe local varie entre 0,4 et 0,5 à l'extrémité avant, s'élève à partir de la de façon monotone, d'abord doucement jusqu'au milieu du navire, puis cette croissance augmente fortement a l'arrière, le degré de galbe dépassant la valeur 1 dans les derniers 15 à 30% de la longueur du navire.