Brevet FR2460242A1 — publié le 19810123

L'invention est relative à un bateau aéroglisseur. On sait que la progression d'un bateau est freinée par la résistance que l'eau lui oppose par frottement et par d'autres effets hydrodynamiques. C'est pourquoi on a proposé de produire un coussin d'air entre la partie inférieure du bateau et la surface de l'eau pour s'affranchir, au moins dans une grande mesure, de la résistance que l'eau oppose à la progression du bateau. A cet effet, certains bateaux comportent sous la majeure partie de leur surface inférieure une cavité dans laquelle de l'air sous pression est injecté formant une couche d'air entre la partieinférieure du bateau et la surface de l'eau. La résistance opposée par l'eau étant faible à petite vitesse dans ces bateaux on ne produit le coussin d'air qu"à partir d'une vitesse suffisamment grande, ces bateaux étant partiellement immergés à faible vitesse. Par l'effet combiné de la forme de la coque et de l'air injecté,ces bateaux déjaugent à partir d'unie certaine vitesse, la tranche inférieure des parois délimitant la cavité selon sa longueur glissant sur l'eau. Mais la puissance nécessaire pour propulser de tels bateaux reste importante et si des précautions particulières ne sont pas prises, l'amplitude du tangage peut être importante. Pour les mêmes performances le bateau selon l'invention nécessite une moins grande puissance et l'amplitude du tangage est réduite à un minimum. I1 est caractérisé en ce que la cavité ménagée sous la majeure partie de sa surface inférieure est conformée pour que l'air injecté dans cette cavité s'échappe par l'arrière, le coussin d'air contribuant ainsi à la progression du bateau. Dans le mode de réalisation préféré, le bateau est conformé pour qu'à partir d'une certaine vitesse il ne glisse sur l'eau que par la surface inférieure d'une paroi antérieure transversale à l'avant de la cavité. De cette manière, la surface de glissement est plus faible qu'avec les bateaux connus pour lesquels le glissement s'effectue par les tranches inférieures de parois longitudinales et l'amplitude du tangage est réduite à un minimum. Dans cette réalisation, il est avantageux, pour maintenir l'étanchéité de la cavité,de prévoir des ailettes qui attaquent l'eau frappant l'avant du bateau en mouvement, notamment par le haut, pour mettre cette eau en turbulence et la répartir uniformément sur la proue, ces ailettes agissant galement pour protéger le bateau contre les corps étrangers se trouvant dans l'eau. L'amplitude du roulis peut etre réduite en dotant lé bateau d'une dérive. D'autres caractéristiques de l'invention apparattront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ciannexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'un bateau selon lnvention; - la figure 2 est, sur sa partie gauche, une demi-coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1 et, sur sa partie droite, une vue par l'avant de ce bateau, - la figure 3 est une vue en perspective montrant la partie inférieure et l'avant du bateau; et - la figure 4 est une coupe selon la ligne 4-4 de la figure 1. Le bateau selon l'invention comporte une coque avec deux bords longitudinaux sensiblement verticaux 10 et 11, une proue 12 inclinée vers l'arrière, de haut en bas, d'un angle de 25 à 300 par rapport à l'horizontale, et une partie inférieure ou quille 13 présentant deux cavités 14 et 15 séparées par une dérive 16 et qui sont de faible profondeur par rapport à la hauteur du bateau. Sur la proue 12 sont montées de manière amovible des ailettes-parallèles 171, 1721 etc, se trouvant chacune dans un plan vertical, qui sont espacées régulièrement les unes des autres,et dont les sommets inférieurs 19 sont de niveau avec la face inférieure 22b d'une paroi transversale 22a limitant les cavités 14 et 15 vers l'avant et constituant un patin profilé pour faciliter le glissement ou "hydroplanage" du bateau sur 1'eau. Chacune de ces ailettes présente une échancrure 18 débouchant contre la proue et sa partie supérieure 20 est à distance au-dessous de la pointe avant 21 du bateau. Ces ailettes permettent à l'eau de s'écouler librement, sans turbulence, sur la proue et sous le patin 22a. Ledit patin 22a se poursuit sous la cavité, par exemple celle de référence 15, par un volet pivotant 22 ou une membrane déònaable. La cavité est limitée à l'arrière par une paroi courbe 23 (ou 23a pour la cavité 14) dont la partie antérieure 24 (figure 1) est oblique et dont l'extrémité postérieure 25 est sensiblement horizontale. La coque du bateau présente, en prolongement vers l'arrière de la paroi 23, une paroi inférieure 60 inclinée de bas en haut vers l'arrière d'un angle de 30 environ par rapport à l'horizontale. Sur son côté longitudinal, la cavité 14 est limitée par une paroi verticale 30, décalée vers l'intérieur par rapport à la face longitudinale 11 et se raccordant à cette dernière par l'intermédiaire d'une face inférieure 31 à rainure 32 en V ouvert vers le bas et des parois obliques 33 et 34. En variante, on ne prévoit pas de rainure en V. La face inférieure 31 et la paroi oblique 33 sont de forme courbe avec leur convexité tournée vers le bas, la partie la plus basse étant dans la partie médiane du bteau où ladite face inférieure 31 est très légèrement au-dessus de l'arete 35 de la paroi verticille 30. La dérive 16 séparant les cavités 14 et 15 présente une partie principale 40 de hauteur sensiblement constante avec une arete inférieure 41 de niveau avec les aretes 35 des parois 30 et une partie arrière 42 s'enfonçant plus profondément dans l'eau, cette partie arrière 42 présentent un bord avant oblique 43 incliné de haut en bas vers l'arrière d'un angle de 300 environ par rapport à l'horizontale. De la partie arrière 42 de la dérive 16 sont solidaires, audessous de l'arete 41, deux ailerons 44 et 45 de part et d'autre de ladite dérive. Chacun de ces ailerons présente un bord arrière, respectivement 46 et 47, horizontal, perpendiculaire à la dérive 16 et auquel est articulé un volet 48, 49. Une hélice 50 est solidaire de la dérive sous les volets 48, 49, à l'aplomb de la paroi 23. Le gouvernail 51 est à l'arrière de la dérive 16. Le fond des cavités 14 et 15 présente des ailettes ou des ondulations 14a, l5a disposées longitudinalement de telle manière que l'air injecté dans ces cavités soit réparti sur l'ensemble de la largeur de la cavité correspondante, quels que soient les mouvements du bateau. Le moteur 53 d'actionnement de l'hélice 50 est à l'arriè re du bateau. I1 actionne également un compresseur ou surpresseur aspirant l'air à l'arrière du bateau et le comprimant pour l'introduire dans une chambre 52 à l'avant du bateau qui est en communication avec les cavités 14 et 15 par l'intermédiaire d'un canal 61 en forme de tuyère. Une grille 62 protège la sortie du canal 61 afin d'empêcher la pénétration de corps étrangers dans ce canal et dans la chambre 52. Le profil du bateau est tel que, lorsqu'il a atteint sa vitesse de croisière, la chambre 52 alimentant en permanence les cavités 14 ét 15 en air à pression légèrement supérieure à celle de la pression atmosphérique, les parois 30 restent dans l'eau sur toute leur longueur et, à l'av,nt, le bateau glisse sur l'eau par le patin 22a mais l'air ne sort que par l'arrière sous la paroi transversale 23. La ligne de flottaison est, lorsque le bateau avance à sa vitesse de croisière, pratiquement au niveau du fond de la rainure 32. Les ailettes 17 cnnstituent des brise-clapots ou brisevagues qui répartissent contre la proue 12 l'eau heurtant l'avant du bateau d'où elle est entrainée, du fait de lEncli- naison de ladite proue, sans agitation notable, sous le patin sous 22a, puis/le volet (ou membrane) 22. La force résultant du contact de la proue contre l'eau a une composante verticale dirigée vers le haut qui contribue à maintenir, avec le coussin d'air dans les cavités 14 et 15, le fond de ces cavités au-dessus de l'eau. Le volet 22 et la face inférieure 22b du patin 22a, qui se trouve à l'avant de ce volet, sont conformés de façon telle que soit assuré-un écoulement laminaire de l'eau contre ce volet et cette paroi afin de limiter son agitation sous les cavités 14 et 15 et de contribuer à l'étanchéité de ces dernière. Les ailerons 44 et 45 sont immergés quelle que soit la vitesse du bateau; ils s'opposent au tangage et évitent que la proue 12 ne se relève dans une mesure trop importante, ce qui ferait échapper l'air par la partie avant des cavités 14 et 15. La position de l'hélice 50, sous la paroi 23, est favorable à la stabilité longitudinale du bateau et à l'évacua tion de l'air,sous formez'une pellicule de faible épaisseur, sous ladite paroi 23. Les faces inférieures 31 de part et d'autre des parois 30 ne sont, lorsque le bateau avance à sa vitesse de croisière, en contact avec la surface de l'eau que dans la partie médiane du bateau. Elles s'opposent au roulis. Les rainures ou gouttières 32 s'opposent à l'agitation de l'eau qui est entrée en contact avec la proue 12, agitation qui, comme Dn l'a vu plus haut, pourrait diminuer la qualité de l'étanchéité des cavités 14 et 15. En outre, ces faces 31 et rainures 32 sont, en direction longitudinale, conformées pour qu'elles soient hydroplanantes et contribuent à l'équilibrage du bateau en mouvement. Enfin, les rainures 32 sont surtout destinées à recueillir l'air pouvant s'échapper latéralement des cavités 14 et 15 et à le canaliser vers l'arrière. A l'arrêt, la ligne de flottaison du bateau est sensiblement au niveau de la paroi oblique 34. Lorsque de l'air sous pression sort de la chambre 52 par la tuyère 61, l'eau est chassée des cavités 14 et 15 et la ligne de flottaison est alors légèrement abaissée. Lorsque le bateau prend de la vitesse, par un effet hydrodynamique, notamment sur les parois 22- et 23, la ligne de flottaison est encore abaissée. Le moteur 53 d'actionnement de l'hélice 50 est accouplé de manière amovible au surpresseur alimentant la chambre 52 de façon que le bateau puisse avancer à vitesse réduite, notamment pour manoeuvrer au port, sans production d'un coussin d'air qui, dans ce cas, serait inutile. Des moyens régulateurs peuvent etre associés au surpresseur pour que sa vitesse de rotation soit constante meme si la vitesse du bateau varie afin que la puissance absorbée par le surpresseur reste minimale. I1 est également possible d'asservir le débit d'air à la vitesse. A faible vitesse la pression de l' > ir dans les cavités 14 et 15 est pratiquement égale à celle régnant dans la chambre de compression 52 car les fuites d'air sont relativement faibles dans ce cas. Lorsque la vitesse du bateau augmente, les effets hydrodynamiques sur les parois 22a et 23 engendrent des forces qui tendent à relever le bateau et l'air s'échappe vers l'arrière sous la paroi 23 qui est légèrement sollicitée vers le haut par l'action des ailerons 44 et 4S et éventuellement des volets 48 et 49. Un état d'équilibre de l'écoulement d'air et des pressions régnant dans la chambre 52 et dans les cavités 14 et 15 s'établit automatiquement en fonction des fuites sous la paroi 23. A vitesse de croisière, l'air entraîné sous le bateau se détend derrière la paroi 23 sous la paroi 60 et contribue à la propulsion. La pression de l'air sortant de la tuyère 61 peut être réglée en prévoyant à l'intérieur de cette dernière un volet de réglage (non montré). Les volets 48 et 49 permettent de corriger l'assiette du bateau en cas de gros temps et/ou de grosse houle. En variante, ce sont les ailerons 44 et 45 qui sont inclinables. Le surpresseur consomme une faible fraction, de 10 à 15%, de l'énergie fournie par le moteur. Le volet 22 est flottant et à pivotement libre autour de son axe. A faible vitesse, il se relève et s'applique contre la grille 62 de façon à/empeXcher i'introduction de corps étrangers dans la tuyère. Les angles de fuite des parties immergées font un angle de 300 environ par rapport à la direction longitudinale du bateau pour diminuer les risques d'accrochage avec des corps étrangers tels que des algues. Dans une variante, le bateau comporte, de part et d'autre d'un caisson central, deux paires de cavités et deux dérives à chacune desquelles est associée une hélice correspondante. Le profil du bateau peut, de chaque côté, etre formé d'une ligne continue au lieu de lignes brisées comme montré sur la figure 2. En variante encore, le mouvement du bateau n'est pas assuré par une hélice plongée dans l'eau mais par une turbine à jet d'eau ou par une hélice aérienne. I1 n'est pas indispensable, notamment pour la navigation en eau calme sur les fleuves, par exemple les fleuves tropicaux chargés en végétation aquatique, que le bateau comporte une dérive profonde. Dans ce cas, il est préférable que la propulsion soit assurée par une hélice aérienne. L'air peut etre injecté non seulement à l'avant mais également à l'arrière des cavités, au voisinage de la paroi 23. L'inclinaison des bords 44a et 45a des ailerons 44 et 45, s'éloignant vers l'arrière de cette dérive avec un angle d'environ 300, contribue à empecher que des algues ou d'autres corps indésirables ne s'accrochent à ces ailerons. REVEIDI CATIONS 1. Bateau aéroglisseur dont la partie inférieure présente une cavité ouverte vers le bas, dans laquelle est in jecté de l'air à pression supérieure à la pression atmosphérique, de façon que soit formé un coussin d'air entre le plafond de cette cavité et la surface de liteau, caractérisé en ce que la cavité est conformée pour que l'air injecté s'é- chappe par l'arrière. 2. Bateau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi arrière de la cavité présente une surface inclinée de haut en bas vers l'arrière avec une courbure telle que la tangente à l'extrémité arrière de cette surface soit sensiblement horizontale. 3. Bateau selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coque présente à l'arrière de ladite paroi une face inclinée vers le haut et vers l'arrière d'un angle d'environ 300 par rapport à l'horizontale. 4. Bateau selon llune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cavité est limitée à l'avant par une paroi transversale dont la surface inférieure est conformée pour glisser sur l'eau à vitesse de croisière. 5. Bateau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa proue étant inclinée vers l'arrière et vers le bas, celle-ci présente des moyens à ailettes, notamment amovibles, pour répartir sur la proue l'eau qui la frappe lorsque le bateau est en mouvement et que l'eau ensuite entrainée sous la partie avant de la cavité soit calme. 6. Bateau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un volet pivotant horizontalement, ou une membrane, forme une paroi inférieure de la cavité à l'avant de cette dernière. 7. Bateau selon l'une quelconque des revendications pré cédentes caractérisé en ce que la face inférieure du bateau a l'intérieur e la laevit présente/des rainures ongituinaes de part et d'autre des parois longitudinales de la cavité. 8. Bateau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plafo-de la cavité présente des moyens de répartition de l'air dans l'ensemble de cette cavité. 9. Bateau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cavité est, sur toute sa longueur, séparée en deux parties par une paroi verticale de dérive. 10. Bateau selon la revendication 9, caractérisé en ce que de la partie arrière de la dérive sont solidaires deux ailerons horizontaux qui sont immergés quelle que soit la vitesse du bateau et contribuent à s'opposer au tangage de ce dernier. 11. Bateau selon la revendication 10, caractérisé en ce que les ailerons, ou une partie de ceux-ci, sont inclinables pour modifier l'assiette du bateau. 12. Bateau selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'étant mt par une hélice, cette dernière est sous la paroi arrière oblique de la cavité. 13. Bateau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'air est injecté dans la cavité partie avant de la/ par l'intermédiaire d'une tuyère, avantageusement de section réglable,mettant en communication ladite cavité avec une chambre de compression également à l'avant du bateau. 14. Bateau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le débit d'air est fonction de la vitesse. 15. Bateau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la profondeur de la cavité est faible par rapport à la hauteur du bateau. 16. Bateau aéroglisseur dont la partie inférieure présente une cavité ouverte vers le bas dans laquelle est injecté de l'air à pression supérieure à la pression atmosphérique de façon que soit formé un coussin d'air entre le plafond de cette cavité et la surface de l'eau, caractérisé en ce que la cavité est limitée à l'avant par une paroi transversale dont la surface inférieure est conformée pour glisser sur l'eau à vitesse de croisière.