Brevet FR2456433A1 — publié le 19801205

La présente invention a pour objet une bouée sonore du type passif destinée à être larguée d'avion, avec stabilisation de la traåectoire et freinage en cours de chute assurés-par parachute. Ces bouées, munies d'un hydrophone destiné à capter certaines énergies acoustiques sous-marines, constituent des dispositifs flottants non récupérés dont on connait plusieurs modes de réalisation se distinguant notamment par les matériaux constitutifs des divers éléments, et les automatismes de déploiement et de fonctionnement. La bouée sonore selon l'invention, destinée à être larguée d'avion, est du type comportant essentiellement, logés dans des compartiments d'un conteneur de forme générale cylindrique, un parachute d'aérofreinage ainsi qu'un ensemble émetteur radioélectrique constitué d'une antenne déployable, d'un module émetteur, d'un hydrophone, d'un module d'alimentation et d'un câble se déroulant automatiquement des libération de l'hydrophone hors dudit conteneur et faisant simultanément office d'élément de retenue dudit hydrophone ainsi que de liaison électrique de ce dernier avec ledit module émetteur, et se caractérise, selon un premier aspect, en ce que ledit hydrophone comporte au sein d'une enveloppe de protection étanche, enserré entre deux chapes de plomb, l'une supérieure, l'autre inférieure selon l'axe longitudinal dudit hydrophone, un transducteur piezo-électrique associé à un circuit de préamplification, ladite chape supérieure étant surmontée d'une coiffe de mise en forme aérodynamique. Avantageusement, ledit transducteur affecte une forme de cylindre creux, ledit préamplificateur réalisé sur une plaquette à circuit imprimé étant logé à l'intérieur dudit cylindre. Cette disposition offre l'avantage de combiner en un seul élément des moyens de lestage et d'isolation acoustique ; cette der niere est très importante en raison des nombreux bruits parasites susceptibles de perturber le captage des émissions sous-marines recherchées ; elle assure également une première amplification du signal avant sa transmission vers l'émetteur-relais demeuré dans le corps flottant de la bouée. Selon une caractéristique de l'invention, la coiffe de mise en forme est réalisée en un matériau élastique et offrant un passage axial étanche audit câble ; par ailleurs, ladite enveloppe de protection affecte la forme d'une membrane en un produit élastique et étanche à l'eau, celle-ci étant elle-mEme garnie d'un filet àmailles lâches. Cette structure vise à la stabilisation tant dynamique (descente) que statique (position de captage en fin de déroulement du câble de retenue) de l'hydrophone ; le filet à mailles lâches a pour effet la création, autour de l'hydrophone, d'un matelas d'eau qui diminue l'effet des courants et turbulences sous-marines. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit câble comporte, en partant de lEydrophone, un tronçon enroulé en hélice sur un fil élastique, et constituant, à l'état déployé, un moyen de retenue élastique dudit hydrophone ; s'ajoutant à ce moyen, il est prévu de plus l'insertion, dans ledit tronçon hélicotdal, d'un élément stabilisateur conformé de manière à se déployer en position active automatiquement en fin du déroulement contrtlé dudit câble de liaison et de retenue. Ce montage évite d'imposer au câble d'alimentation une sollicitation excessive au cours de la descente, et notamment à l'arrêt, et contribue également, dans l'état déployé, à la stabilisation de l'hydrophone en position active. Selon un mode de réalisation préférentiel, ledit conteneur comporte une tête logeant les diverses commandes de la bouée surmontant un corps dont elle est solidaire, et dans lequel sont ménagés des compartiments axiaux indépendants logeant les différents éléments de la bouée, corps qui se termine à son extrémité libre par une plaque de choc associée en fonctionnement au mécanisme de libération de l'hydrophone hors de son logement. Cette centralisation facilite le contrôle éventuel avant mise en service, ainsi que les interverrouillages ou interconnexions des différents modules intervenant pendant les phases de l'utili station de la bouée. D'autres caractéristiques ainsi que les avantages s'y rattachant ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, d'un mode de réalisation de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective et coupe partielle de la bouée selon l'invention, avant son largage la figure 2 est une vue en perspective et éclatée, avec arrachement partiel, de la tête de la bouée montrant l'ensemble du mécanisme de déclenchement du parachute d'aérofreinage et du volet d'obturation supérieur les figures 3 et 4 sont des vues de détail du dispositif de verrouillage du volet de la figure 2, dans les positions succes sives de verrouillage et de libération les figures 5 et 6 sont des vues de détail du dispositif de verrouillage du parachute, dans les positions successives de sa libération par inertie la figure 7 est une vue en perspective avec arrachement partiel de la base du corps de bouée la figure 8 est une vue en coupe longitudinale de 1 'hydrophone; les figures 9, 10 et 11 illustrent les phases successives du déploiement de l'hydrophone après impact de la bouée sur l'eau les figures 12 et 13 illustrent le déploiement du stabilisateur sous-marin la figure 14 est un schéma synoptique de l'ensemble des organes de commande et de contrôle électriques, électroniques et hydropneumatiques. On se réfèrera tout d'abord aux figures 1 et 2 qui montrent en 1 désignée dans son ensemble, l'enveloppe de la bouée dont la charpente est divisée en quatre parties : la tete de bouée 2, le compartiment étanche 3 abritant notamment l'électronique, le compartiment colorant 4, le compartiment inférieur 5 contenant le tron çon 6, formant suspension élastique dÜ cable de retenue et de liai son électrique 7, les logements de l'hydrophone, du stabilisateur et les longueurs préfixées du câble 7.L'enveloppe 1 présente à sa partie supérieure le volet 8 commandant le- mécanisme de verrouillage et de libération du couvercle 9 lequel obture le logement 10 du parachute et, à sa partie inférieure, le nez de choc 11 verrous lé par le mécanisme à ergot et rampe 12. On trouve de plus en 13 le conteneur de l'antenne 14 et le conteneur 15 réservé aux piles d'alimentation. La figure 2 illustre plus particulièrement le fonctionnement du volet 8 libérant par le mécanisme à billes 16, le couvercle 9 temporairement solidarisé avec le parachute 17. On reviendra plus en détail sur ce dispositif auquel est associé le mécanisme à ergot et rampe 18 de libération du parachute au moment de l'impact avec l'eau. Le volet 8 comporte une aile 19 articulée sur le couvercle 9, de l'extrémité libre de laquelle part perpendiculairement un secteur cylindrique 20 qui vient s'encastrer librement dans une découpe de l'enveloppe 1 adaptée à le recevoir. Avant de revenir plus en détail à certains dispositifs caractéristiques de linvention, on décrira succinctement, en évoquant les figures correspondantes et les organes concernés, la séquence de mise en position active de la bouée consécutivement à un largage. Phase 1 (figure 1). La bouée est larguée dans l'état de la figure 1, l'antenne 14 repliée dans son conteneur 13. Phase 2 (figure 2). Sous l'effet de la pression d'air, née de la chute de la bouée, le secteur 20 du volet 8 est débotté et soulevé, basculant vers le haut et libérant de ce fait, par le jeu du mécanisme à billes 16, décrit plus loin, le couvercle 9 à la face inférieure duquel est fixée par liaison détachable (du genre toile VELCRO par exemple), la partie sommitale du parachute 17. Ce dernier est extrait de son logement et se déploie. Phase 3 (figures 2 et 9). Le premier choc, né du déploiement du parachute 17 provoque, d'une part, léjection par inertie de l'antenne 14 hors de son logement 13 et la libération de l'ensemble du couvercle 9 par la rupture de la liaison VELCRO ; freinée par le parachute 17, la bouée descend vers la mer. Phase 4 (figures 9 et 10). Un second choc, né de l'impact avec l'eau du nez 11 provoque le déverrouillage du compartiment inférieur 5 et de celui 21 logeant l'hydrophone 22 (figures 7, 8, 10, 11). - la libération du parachute par le jeu du mécanisme à ergot et rampe 18 (figure 1). Phase 5 (figure 10). La bouée flottant à la surface de l'eau, antenne déployée, l'hydrophone 22 descend pendant que se déroule en premier lieu le tronçon élastique 6 du câble 7. Sur ce tronçon 6 est inséré le stabilisateur 23. Phase 6 (figure 11). En fonction des réglages effectués au niveau de la tête de bouée 2, avant largage, il y a déroulement d'une longueur de câble comprise entre 20 et 80 mètres. L'arrêt du déroulement du câble de retenue 7 provoque, sous l'action du poids de l'hydrophone 22, le déploiement du stabilisateur 23 en forme de pyramide à base carrée. L'appareil est alors prêt au fonctionnement pendant une durée préréglée. On décrira maintenant les mécanismes de verrouillage 12 et 18 respectivement associés au nez de choc 11 et au couvercle 9. Le nez de choc Il comporte une plaque de choc 24 attelée à une tige 25 coulissant dans un tube 26 ; à son extrémité supérieure, la tige 25 porte un ergot 27 mobile dans une rainure verticale 28 du tube 26 et se terminant par une rampe 29, ergot maintenu ver rouillé sous l'effet d'un ressort 30. Le fonctionnement du dispositif ressort clairement de la figure 7 : à l'impact sur l'eau, la plaque 24 est refoulée vers le haut et comprime le ressort 30. L'ergot vient se placer au droit de la rainure verticale 28 ; après la période de freinage de la bouée, le ressort 30 chasse la plaque 24 (la tige 25 étant libérée) qui dégage l'orifice inférieur du compartiment 5 et notamment le conteneur 21 logeant l'hydrophone 22 qui amorce alors sa descente dans l'eau. Le fonctionnement du mécanisme 18, destiné à libérer le parachute 17, après impact sur l'eau, ressort clairement des figures 2, 5 et 6. Au départ, la masselotte 32, à laquelle est fixé le câble de retenue 31 du parachute est verrouillée dans le tube 33 par la venue en butée de l'ergot 34, tout déplacement de ce dernier étant interdît par l'aiguille 35. Au dépliement du parachute, l'aiguille 35 est arrachée de son logement (figure 5) et, dès re lacement temporaire de la tension du câble 31 à l'arrivée de la boude dans l'eau, l'ergot 34 vient occuper la position de la figure 6. La masselotte 32 est alors extraite de sonlogement dès rétablissement de la tension du câble 31. On reviendra maintenant au mécanisme à billes 16 (figures 2, 3 et 4) dont la fonction est de libérer lors du largage le couvercle 9 du compartiment du parachute. Ainsi que le montrent les figures 3 et 4, le mécanisme comporte un jeu de billes 36, 37 dont celles extérieures 37 sont verrouillées dans des lumières 38 du compartiment 10 lorsque la lame 39, solidaire de l'aile 19 est en position basse (volet 8 rabattu). Le soulèvement du volet 8 dégage la lame 39 et libère les billes verrouillant le couvercle 9. L'hydrophone 22 (figure 8) est essentiellement constitué d'un transducteur piezo-électrique 40 associé à un circuit de préamplification 4t (figure 14), enserré entre deuxciapes de plomb sensiblement hémisphériques, supérieure et inférieure, 42 et 43, avec interposition de joints en matière plastique souple. Ces chapes de plomb font office de lest et assurent l'isolation acoustique du transducteur contre les bruits parasites sous-marins. De manière connue en soi, le transducteur 40 est constitué d'un corps céramique cylindrique creux 44 à charge métallique extérieure et intérieure ; le circuit préamplificateur 41 est monté sur une plaquette à circuit imprimé 45 et logé à l'intérieur du corps céramique 44. La chape supérieure 42 est surmontée d'une coiffe de mise en forme aérodynamique 46, chape et coiffe offrant passage axial étan che au câble de liaison électrique et de retenue 7 de lthydrophone. Ainsi qu'on l'a signalé, au départ de l'hydrophone, le tronçon 6 du câble 7 offre un allongement élastique grâce à son enroulement sur un support élastique (ressort à boudin par exemple), l'ensemble formant amortisseur. Les différents éléments de l'hydrophone sont logés dans une enveloppe de protection 48 en un matériau élastique, enveloppe elle-même recouverte d'un filet à mailles lâches 49 dont le but est, on le rappelle, de créer un matelas d'eau à effet isolant autour de l'hydrophone. Les signaux délivrés par le préamplificateur 41 sont traités par un circuit modulateur et émetteur dont les constituants essentiels sont repris dans le schéma synoptique de la figure 14. On retrouve successivement en 40 l'élément transducteur, en 41 le préamplificateur à 2 étages, en 7 le câble de liaison, en 23 le stabilisateur mécanique de lEydrophone 22 et en 50, désignée dans son ensemble, l'électronique de commande. Les composants d'un tel ensemble et leur interaction étant connus de l'homme de l'art, on se contentera de les citer avec leur fonction essentielle.Le module 51 assure la sélection, en fonction d'un préréglage au ddpart, de la longueur de câble débitée après l'impact sur l'eau ; les signaux émanant de l'amplificateur 41 sont modulés par le circuit 53 et attaquent le circuit oscillateur 55, stabilisé par un quartz 56 dont la sortie est reprise par l'émetteur VHF 57 et diffusée par l'antenne 14. Le circuit 54, logé dans le même module 52 que le circuit modulateur 53, constitue une minuterie susceptible de gérer différentes fonctions de la bouée, notamment la phase de sabordage. Des vannes 60 et 61, commandées par un solénoPde 62, interviennent au bout de durées préréglées au niveau d'un sélecteur 59 (durées variables de 1 à 3 heures et maximale de 8 heures) pour commander la destruction de la bouée. L'alimentation 58 contient les piles délivrant une tension continue de 12 volts. Ainsi qu'on l'a signalé, l'ensemble des commandes de ces préréglages sont localisées dans la tête de la bouée pour commodité de mise au point avant largage. On rappellera pour mémoire que la bouée comporte un moyen de balisage aux colorants contenu dans le compartiment 4 (figure 1), des joints toriques assurant d'ailleurs en tant que besoin l'étanchéité entre eux des divers compartiments de l'enveloppe de la bouée. il va de soi que la bouée selon l'invention se prête à de non breuses variantes d'exécution qui font toutes partie intégrante de l'invention. REVENI CAT IONS 1. Bouée sonore passive, destinée à être larguée d'avion, du type comportant essentiellement, logés dans des compartiments d'un conteneur de forme générale cylindrique, un parachute d'aérofreinage ainsi qu'un ensemble émetteur radioélectrique constitué d'une antenne déployable, d'un module émetteur, d'un hydrophone, d'un module d'alimentation et d'un câble se déroulant automatiquement dès libération de lthydrophone hors dudit conteneur et faisant simultanément office d'élément de retenue dudit hydrophone ainsi que de liaison électrique de ce dernier avec ledit module émetteur, ladite bouée caractérisée en ce que ledit hydrophone comporte au sein d'une enveloppe de protection étanche, enserré entre deux chapes de plomb, l'une supérieure, l'autre inférieure selon l'axe longitudinal dudit hydrophone, un transducteur piezo-électrique associé à un circuit de préamplîfication, ladite chape supérieure étant surmontée d'une coiffe de mise en forme aérodynamique. 2. Bouée selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit transducteur affecte une forme de cylindre creux, ledit préamplificateur réalisé sur une plaquette à eircuits imprimés étant logé à l'intérieur dudit cylindre. 3. Bouée selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite coiffe de mise en forme est réalisée sous forme d'une pièce profilée pleine réalisée en un matériau élastique et offrant un passage axial étanche audit câble. 4. Bouée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite enveloppe de protection affecte la forme d'une membrane en un produit élastique et étanche à l'eau. 5. Bouée selon la revendication 4-, caractérisée en ce que ladite enveloppe est elle-même garnie d'un filet à mailles lâches. 6. Bouée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit câble comporte, en partant de l'hydro- phone, un tronçon enroulé en hélice sur un fil élastique, et constituant, à l'état déployé, un moyen de retenue élastique dudit hydrophone. 7. Bouée selon la revendication 6, caractérisée par l'insertion dans ledit tronçon hélicodal d'un élément stabilisateur conformé de manière à se déployer en position active automatiquement en fin du déroulement contrôlé dudit câble de liaison et de retenue. 8. Bouée selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ledit conteneur comporte une tête, logeant les diverses commandes de la bouée surmontant un corps dont elle est solidaire, et dans lequel sont ménagés des compartiments axiaux indépendants logeant les différents éléments de la bouée, corps qui se termine à son extrémité libre par une plaque de choc associée en fonctionnement au mécanisme de libération de l'hydrophone hors de son logement. 9. Bouée selon la revendication 8, caractérisée en ce que ladite tête comporte un volet supérieur mobile portant le mécanisme de déploiement dudit parachute et associé audit parachute par une liaison détachable. 10. Bouée selon une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que ledit tronçon hélicodal est enroulé autour desdits compartiments axiaux à la partie inférieure dudit corps du conteneur.