Brevet FR2467138A1 — publié le 19810417

La présente invention se rapporte à un dispositif pour mettre une bouée en état de flottabilité et elle concerne plus particulièrement la libération d'un fluide comprimé contenu dans un récipient de fluide en vue de gonfler un flotteur. Il est fréquent de faire flotter des bouées ou balises sur la surface d'une masse d'eau telle que la mer pour repérer des positions sur cette surface et, dans le cas de radio-ba- lises acoustiques, ou balises répondeuses, pour recevoir des signaux soniques qui sont engendrés dans la masse d'eau. Par exemple, on peut lancer d'un avion des radio-balises acousti- ques contenant des moyens de mise en état de flottabilité qui sont activés sous l'effet du contact entre la bouée et l'eau et servent à déployer ou gonfler un flotteur auquel la balise est suspendue à une profondeur prédéterminée au-dessous de la surface de l'eau. Un dispositif de mise en état de flottabilité qui est communément utilisé comprend un récipient de fluide comprimé, par exemple d'anhydride carbonique, en combinaison avec un circuit de mise à feu d'une petite charge explosive qui utili- se une charge explosive pour percer le récipient et libèrer le fluide comprimé. Une pile sensible à l'eau salée de la mer fournit un courant électrique pour la mise à feu de la charge explosive lorsque la balise entre en contact avec la surface de l'eau. Il s'est posé un problème concernant le percement du récipient, en ce sens que la zone perforée du récipient résul- tant de cette action présente une section relativement petite que le fluide doit traverser en s'échappant pour atteindre le flotteur. Il en résulte que le fluide comprimé, qui peut être de l'anhydride carbonique à l'état liquide et à l'état gazeux contenu dans le récipient se refroidit sous l'effet de la sor- tie du gaz à travers l'orifice étranglé formé au point de per- foration. Etant donné que le refroidissement d'un fluide ré- duit sa pression de vapeur, le débit de transmission du gaz au flotteur décrott progressivement, de sorte que le flotteur ris- que de ne pas posséder une flottabilité aussi grande qu'on le désirerait pendant les phases initiales de son gonflage. Il en résulte que l'obtention d'une flottabilité fiable peut exi- ger un récipient de fluide comprimé excessivement grand pour assurer que le flotteur recevra une quantité suffisante de gaz avant que le fluide contenu dans le récipient ne subisse un refroidissement important. Dans de nombreux cas de gonfla- ge de bouées, la dimension de la bouée est limitée à une va- leur prédéterminée, de sorte que l'utilisation d'un récipient trop grand réduit de façon indésirable l'espace qui reste disponible à l'intérieur de la bouée pour recevoir d'autres équipements tels qu'un récepteur sonar et/ou un émetteur sonar. Le problème précité est résolu et d'autres avantages sont apportés par un dispositif de mise en état de flottabi- lité pour bouées ou balises, comprenant un récipient de fluide comprimé destiné à gonfler ou déployer un flotteur et dans le- quel, suivant l'invention, une partie du récipient est sépa- rée du reste de ce récipient pour dégager un passage pratique- ment sans obstacle pour l'écoulement du gaz comprimé entre le récipient et le flotteur. Le récipient est de préférence cons- titué par une bouteille métallique, le goulot de cette bou- teille constituant la partie destinée à être séparée du corps. Le dispositif suivant l'invention comprend un organe de coupe dont la forme épouse celle du goulot de la bouteille pour séparer complètement le goulot du corps de la bouteille. A la suite de cette séparation, le gaz comprimé contenu dans la bouteille ainsi que le gaz qui se dégage du liquide entrant en ébullition à l'intérieur de la bouteille peut s'échapper rapidement par l'ouverture ainsi formée, sans que pratique- ment aucun obstacle ne s'oppose au passage du gaz. De cette façon, le gonflage du flotteur peut se produire rapidement sans être affecté par la diminution précitée du débit qui ré- sulte du refroidissement dû lui-même à l'étranglement du pas- sage du courant de fluide. Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, 2467 138 un bottier de forme cylindrique relie la bouteille au flot- teur. Un piston est disposé dans une chambre du bottier pour coulisser le long de l'axe de cette chambre. Le bottier com- porte une ouverture qui communique avec un évidement ménagé dans la paroi latérale du piston, les sections de l'ouverture et de cet évidement étant à peu près égales à celle du col de la bouteille, pour permettre à ce col de s'engager à travers l'ouverture du bottier et de s'encastrer dans l'évidement du piston. L'ouverture et le bord de l'évidement comportent des bords coupants, de sorte que, lorsque le piston se déplace par rapport à la bouteille, les bords coupants cisaillent le col pour le séparer du reste de la bouteille. Lorsque le pis- ton a effectué son déplacement par rapport à la bouteille, un obturateur formé dans le piston est aligné sur l'ouverture de la bouteille qui a été formée par le cisaillement du col. L'obturateur communique avec des orifices du bottier, de sor- te que les gaz contenus dans la bouteille sont conduits de l'ouverture de la bouteille aux orifices et, par ces orifices, au flotteur. Une petite charge explosive est disposée dans le bottier en arrière du piston pour produire une explosion qui chasse le piston à grande vitesse le long de l'axe de la cham- bre. Une pile à eau de mer, qui est placée dans la bouée de manière à entrer en contact avec l'eau de mer lors du lance- ment de celle-ci, fournit l'énergie électrique qui met la char- ge explosive à feu lorsque la bouée ou la balise entre en con- tact avec la surface de l'eau. D'^putres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - la Fig. 1 est une vue schématisée du lancement d'une radio balise acoustique dans la mer par un avion; - la Fig. 2 est une vue en élévation et en coupe par- tielle d'une balise comportant un dispositif de coupe suivant l'invention; - la Fig. 3 est une vue en coupe axiale de l'appareil 2 467138 de coupe de la Fig.2, la bouteille étant représentée en trans- parence et la charge explosive et le circuit de la pile étant représentés schématiquement; - la Fig. 4 est une vue en coupe du dispositif de cou- pe de la Fig.2, prise suivant les lignes 4-4 de la Fig.3; - la Fig. 5 est une vue en coupe axiale du dispositif de coupe de la Fig. 2 sur laquelle le piston a été partielle- ment déplacé immédiatement après la détonation de la charge explosive; - -les Fig. 6 et 7 sont des vues en coupe du dispositif de coure de la Fig.2, - - la Fig. 8 est une vue en partie schématique et en coupe de l'unité de surface de la balise de la Fig.2 lorsque le flotteur est gonflé en réponse à la sortie des gaz de la bouteille à travers les orifices du dispositifde coupe. La Fig. l montre des radio-balises acoustiques 20 lan- cées dans la mer 24 d'un avion 22. Suivant la forme de réali- sation représentée, les balises 20 comprennent un parachute 26 qui limite leur vitesse de descente et un flotteur 28 qui se gonfle au moment de la pénétration de la balise 20 dans la mer 24. L'une des balises est représentée immergée au-des- sous de la surface de la mer 24 et suspendue par un câble 30 à une profondeur prédéterminée au-dessous de la surface. Le flotteur 28 supporte une antenne 32 par laquelle des signaux électriques sont transmis entre la balise 20 et 1' avion 22. Sur la Fig.2, le parachute 26 et le flotteur 28 sont représentés repliés et rangés dans l'extrémité supérieure de la balise 20 avant que celle-ci ne soit lancée de l'avion 22 représenté sur la Fig. 1. La balise 20 comprend un ensemble de surface 34 qui est extrait de l'extrémité supérieure de cette balise par le flotteur 28 tandis que la partie restante de cette balise 20 s'enfonce à là profondeur prédéterminée. L'ensemble de surface 34 comprend un appareillage électroni- que 36, représenté monté par des pieds 38 sur le fond 40 de l'ensemble 34. Cet appareillage 36 comprend des circuits émet- 2467 138 teurs et récepteurs bien connus destinés à transmettre des signaux entre un sonar 42 contenu dans la partie inférieure de la balise 20 et l'avion 22. Le bord de l'ensemble de sur- face 34 est raccordé à la matière constituant le flotteur par un joint étanche à l'air de sorte que, sous l'effet de la transmission d'un gaz tel que de l'anhydride carbonique à l'intérieur de l'ensemble 34, le flotteur 28 se gonfle. Une plaque 44 est fixée au conteneur 46 de la balise 20 par des pattes 48 de manière àretenir le flotteur à l'intérieur du conteneur 46 jusqu'à ce que la balise 20 ait atteint la mer. La plaque 44 comporte une partie affaiblie le long d'une li- gne centrale, par exemple sous la forme d'une fente 50 qui s'étend sur une partie de la largeur de la plaque 44, pour permettre à cette plaque 44 de se plier en réponse à la pres- sionde gonflage engendrée à l'intérieur du flotteur 28. De cette façon, sous l'effet du gonflage du flotteur 28, la pla- que 44 se plie pour extraire les pattes 48 du conteneur 46 afin de libèrer la plaque 44 et le flotteur 28 de la balise 20. De l'anhydride carbonique comprimé est contenu dans une bouteille 52 présentant un col 54 qui traverse le fond 40 pour gonfler le flotteur 28. Suivant l'invention, le fluide comprimé contenu dans la bouteille 52 est libéré par un dispositif de coupe 56 qui sépare l'extrémité du col 54 du reste de la bouteille 52 pour ouvrir un passage non étranglé à l'écoulement de l'anhydride carbonique entre la bouteille 52 et le volume intérieur de l'ensemble de surface 34. Ainsi qu'on le décrira avec plus de détails en référence à la Fig.3, le dispositif de coupe 56 est mis en action par une énergie électrique fournie par une pile à eau salée 58 de type bien connu. Cette pile 58 est à son tour activée par la pénétration de l'eau de la mer 24 à travers un orifice 60 à l'intérieur du conteneur 46 au mo- ment de l'entrée de la balise 20 dans la mer. Comme on le voit en se reportant également aux Fig.3 à 8, le dispositif de coupe 56 comprend une petite charge explo- 246713e sive 62 qui comporte elle-même un circuit de mise à feu (non représenté) couplé par des conducteurs électriques 64 à la pile 58. La charge explosive 62 est fixée dans un bottier 66 du dispositif 56, par un bouchon 68 qui est vissé à l'extré- mité arrière du bottier 66. Le dessin montre que les conduc- teurs 64 traversent le bouchon 68 pour établir la connexion entre la charge explosive 62 et la pile 58. Un piston 70 est monté coulissant dans la cavité 72 du bottier 66 et se dépla- ce de sa position initiale représentée sur la Fig.3 à sa po- sition finale représentée sur la Fig.6 sous l'effet de l'ex- plosion de la charge explosive 62. Une bague torique 73 est montée sur la périphérie du piston 70 de manière à maintenir les gaz engendrés par la charge explosive dans la région si- tuée en arrière du piston 70. Une ouverture 74 ménagée dans l'extrémité avant du bottier 66 laisse l'air emprisonné dans l'espace libre situé en avant du piston 70 s'échapper lorsque le piston avance vers l'extrémité avant du boitier 66. Une caractéristique de l'invention consiste dans la présence d'un évidement 76 dans le piston 70, cet évidement 76 étant de forme complémentaire de l'extrémité du col 54. Dans la position initiale du piston 70, ainsi qu'on l'a re- présenté sur la Fig.3, l'évidement 76 se trouve au droit d'u- ne ouverture 78 ménagée dans le côté du boStier 66 et à tra- vers laquelle le col 54 est engagé dans l'évidement 76, le col étant fixé au bottier 66 par vissage. Des arêtes tranchantes sont prévues le long du bord de l'évidement 76 ainsi que le long de la périphérie de l'ouverture 78, et servent à cisail- ler le col 54 lorsque l'évidement 76 se déplace par rapport à l'ouverture 78. Les effets de cisaillage et de séparation de l'extrémité du col 54 sont représentés sur la Fig.5, sur la- quelle le piston 70 est représenté propulsé vers la gauche par la détonation de la charge explosive 62. Un obturateur est formé par le piston 70 dans lequel une gorge 80 est ménagée circonférentiellement dans sa paroi latérale deux orifices de sortie 82 étant ménagés dans la pa- roi latérale du bottier 66, dans un plan transversal qui con- tient l'axe de l'ouverture 78. Après la translation du pis- ton 70 vers l'extrémité de gauche du bottier 66, comme repré- senté sur les Fig. 6 et 7, la gorge 80 forme un passage pour le gaz qui s'écoule de la bouteille aux orifices 82 Sur la Fig.8, on a représenté le gaz qui sort des orifices 82 pour remplir l'ensemble de la surface 34 et gonfler le flotteur 28. Ensuite, et ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, la pres- sion du flotteur 28 en cours de gonflage déforme la plaque 4- de la Fig.2 pour liberer le flotteur 28 et l'ensemble 34 du conteneur 46 de la balise 20, à la suite de quoi le sonar 42 contenu dans la partie inférieure de la balise 20 se trouve suspendu a une profondeur prédéterminée par le câble 30 qui relie le sonar 42 2 liensemble de surface 34. 246713é R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Dispositif de mise en état de flottabilité d'une bouée ou balise, caractérisé en ce qu'il comprend: un flot- teur (28), un récipient (52) contenant un fluide destiné au gonflage du flotteur, une chambre (66), reliant le récipient (52) au flotteur, un dispositif de coupe (56) disposé dans cette chambre, ce dispositif de coupe comprenant une arête tranchante, une partie (54) dudit récipient (52) étant enga- gée dans la chambre (66) dans la région adjacente à ladite arête tranchante, et -des moyens d'activation (62) destinés à actionner le dispositif de coupe (56) lors de la mise en oeu- vre de la bouée, pour séparer ladite partie (54) du récipient du corps de ce récipient afin de libérer le fluide enfermé dans le récipient (52). 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de coupe (56) comprend un piston (70) servant à pousser ladite arête tranchante, ledit piston (70) coulissant dans une paroi de la chambre (66), ladite partie (54) du récipient (52) s'étendant au-delà de la surface de la paroi, à travers une ouverture (78) ménagée dans cette paroi, le piston (70) présentant un passage (80) situé en ar- rière de ladite arête de coupe pour laisser le fluide s'écou- ler du récipient (52) à la suite du passage de ladite arête tranchante au droit du récipient. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'activation comprennent une charge explosive située en arrière du piston et qui agit en réponse à la présence d'eau autour de la bouée en poussant le piston (70) et ladite arête tranchante au droit du récipient (52) par explosion. 4 - Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite ouverture (78) présente une arête tranchante qui exerce un effet de cisaillement, en combinaison-avec l'a- rête tranchante du dispositif de coupe (56) sur ladite partie 2 4 6 7 1 38 (54) du récipient (52) pendant le coulissement du piston. - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le piston (70) comprend un évidement (76) complémen- taire de la partie (54) du récipient (52) qui s'étend au-delà de la surface de la paroi de la chambre (66). 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'arête tranchante du dispositif de coupe (56) est située le long du bord dudit évidement (76) du piston (70). 7 - Dispositif suivant la revendication 2, caractéri- sé en ce que ledit passage (80) est formé par une gorge entou- rant circonférentiellement le piston et en ce que la paroi de la chambre (66) présente un orifice de sortie (82) qui commu- nique avec ladite ouverture (78) de la paroi de la chambre (66) par l'intermédiaire de la gorge (80) lorsque ladite arête tranchante du dispositif de coupe (56) a entièrement effectué son déplacement.