Brevet FR2503083A2 — publié le 19821008

FR 2503083 A2 19821008 FR 8106936 A 19810407 La présente addition concerne un dispositif de pro- pulsion et de direction d'un navire du genre de celui reven- diqué au brevet principal. Suivant le brevet principal, ce dispositif est essen- tiellement caractérisé par le fait que le propulseur est situé à l'avant du navire, en combinaison avec le fait de mé- nager un matelas d'air sous le fond pour faciliter l'avance- ment. Pour assurer la mise en place de ce matelas, le brevet principal prévoit de donner au fond une forme généralement concave vers le bas. Etant donné l'importance de ce matelas, il est néces- saire qu'il soit aussi bien réparti que possible sur le fond du navire. D'autre part, sur les navires de fort tonnage, qui ne déjaugent que très peu en marche, le problème du frottement de l'eau sur les flancs n'est pas résolu. La présente addition vise à réaliser le matelas d'air de façon améliorée pour résoudre de façon plus complète le problème posé dans le brevet principal. Suivant la présente addition, le dispositif de propul- sion et de direction d'un navire est conforme à celui décrit dans le brevet principal, et le fond du navire présente une concavité dirigée vers le bas. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend deux quilles latérales creuses s'éten- dant de part et d'autre du fond, reliées à des moyens de soufflage et percées de trous sur leur paroi faisant face au plan médian longitudinal du navire. Au lieu d'avoir tendance à se localiser au centre de la concavité, c'est-à-dire au voisinage du plan médian longi- tudinal du navire, l'air, qui est soufflé à partir des bords, tapisse régulièrement le fond du navire, sans favoriser abu- sivement la zone centrale. Suivant une réalisation préférée de l'invention, les quilles sont également percées de trous sur leurs parois fai- sant face à l'extérieur du navire, en vue de ménager également une couche d'air sur les flancs du navire. Ces flancs sont alors avantageusement inclinés, de bas en haut, vers l'exté- rieur de ce navire, pour maintenir la couche d'air appliquée contre eux. Suivant une réalisation perfectionnée de l'invention, le fond du navire présente un redan situé à l'avant, en arrière du propulseur, et faisant face à l'arrière du navire, ce redan étant percé de trous reliés aux moyens de soufflage. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: la figure 1 est une vue en élévation d'un navire équipé d'un dispositif conforme à l'invention; la figure 2 est une de la figure 1; la figure 3 est une de la figure 2; la figure 4 est une quille avec arraché partiel; 20. la figure 5 est une variante de réalisation; la figure 6 est une navire équipé d'un dispositif coupe transversale suivant II-II coupe en plan suivant III-III vue à grande échelle d'une fausse vue en coupe du redan suivant une vue en coupe longitudinale d'un conforme à l'invention, dans une autre forme de réalisation, le navire étant au repos sur l'eau; 25. la figure 7 est une vue analogue à la figure 6, le navire étant en marche; la figure 8 est une vue en plan suivant VIII-VIII de la figure 6; la figure 9 est une vue en coupe transversale, avec perspective, suivant IX- IX de la figure 6; la figure 10 est une vue en plan d'un catamaran équipé d'un dispositif conforme à l'invention; la figure 11 est une vue en plan d'un catamaran équipé d'un dispositif conforme à l'invention, dans un autre mode de réalisation; la figure 12 est une vue en coupe suivant XII- XII de la figure 11, à plus grande échelle. En référence aux figures 1 à 3, un navire 1 présente un fond concave 2 limité sur ses côtés par des quilles creu- ses 3. Ces quilles présentent des orifices 4 (figure 4) fai- sant face au plan médian longitudinal 5 du navire et munis d'ajutages 6 dirigés à 450 vers l'arrière du navire et légè- rement vers le haut de manière à être approximativement pa- rallèles au fond concave 2 au voisinage des bords de ce fond. Des orifices 7 sont également pratiqués dans les quilles 3 sur les parois faisant face à l'extérieur du navire et sont munis d'ajutages 8 dirigés sensiblement parallèlement aux flancs 9 du navire et à 45 vers l'arrière. Les flancs 9 du navire sont eux-mêmes inclinés, allant en s'évasant vers le haut (figure 2). Les quilles 3 sont reliées par des tuyauteries à des compresseurs 1i (figure 2) logés dans le navire. Un redan creux 12 transversal est situé à l'avant du navire. Il fait face vers l'arrière du navire et est situé, par rapport au sens de marche normal du navire, en arrière de l'hélice propulsive 13 et des safrans du gouvernail 14. Le redan 12 est en communication avec les compresseurs 11 et il est muni d'ajutages 15 dirigés vers l'arrière. Suivant une variante de réalisation, le redan comprend (figure 5) une poutre creuse transversale 16 enveloppant un décalage entre la partie arrière concave du fond 2 et la par- tie avant. Chacune de ces parties du fond est munie d'une lèvre pénétrant dans la poutre 16. La lèvre inférieure 17 est fixe et la lèvre supérieure 18 est mobile par glissement sur le fond 2, de manière à pouvoir faire varier l'espace entre les lèvres, qui détermine la section de soufflage. Dans chacune des quilles 3 (figure 4) est situé un arbre axial 19 qui porte, en face de chaque trou 4, un tam- bour 21 percé d'un trou 22 formant obturateur. L'arbre 19 porte une hélice 23 animée par le débit d'air soufflé dans la quille de manière à faire fonctionner le tambour 21 en obturateur périodique. Les quilles 3 se prolongent au-delà du redan, en 3a (figure 3) jusqu'à l'étrave, mais, à partir du redan, elles ne comportent plus d'orifice et d'ajutages dirigés vers l'intérieur. Tout le long du navire, et en particulier dans la région de l'étrave, l'inclinaison des flancs sur la verticale est très faible, juste nécessaire pour coller à la paroi les bulles de soufflage, mais sans introduire d'effet deportance dynamique notable. Enfin, au-dessus de la ligne de flottaison, les flancs et l'étrave changent de pente en s'éloignant davantage de la verticale, suivant 9a et 10. En fonctionnement, l'air soufflé à partir des divers ajutages constitue, sous le fond 2, un matelas bien réparti, ainsi que le long des flancs 9, de sorte que la majeure partie de la coque se trouve ainsi "lubrifiée" par l'air. Cependant, l'hélice 13 fonctionne en pleine eau, en dehors du matelas d'air, et n'est ainsi soumise à aucun risque de cavitation ou de choc qui pourrait la détériorer. Cela est dû au fait que le fond, dans la région de l'hélice et dans la partie située en avant, n'est plus le siège d'un matelas d'air, le soufflage vers l'intérieur n'existant pas. En outre, la direction des ajutages présentant une composante dirigée vers l'arrière, le soufflage coopère à l'avancement. Si le navire a tendance à s'enfoncer, les parties élargies 9a et 10, en s'immergeant, présentent immédiatement une plus grande résistance à l'enfoncement. On a trouvé que la réalisation saccadée du soufflage, grâce au dispositif d'obturation périodique, améliorait le rendement. La fréquence utilisée est comprise entre 0,1 et 3 Hz ou entre 10 et 30 Hz. Il est évident que l'air de soufflage peut être rem- placé par tout produit gazeux, par exemple par les gaz d'é- chappement du moteur de propulsion. L'invention prévoit encore avantageusement de relier les quilles 3 à des réservoirs de produit de nettoyage pour permettre le carénage en haute mer. De même, au lieu d'être uniformément concave, le fond 2 peut être composé de cannelures concaves. On va maintenant décrire une autre forme de réalisa- tion de l'invention, plus particulièrement destinée à des navires rapides de faible tonnage. En référence aux figures 6 à 8, un navire 101 comprend un fond 102 concave et il est muni d'une hélice propulsive 103 située à l'avant et actionnée par un moteur 104. A l'arrière, de chaque côté du navire sont- fixées deux plaques latérales 105, inclinées vers le haut d'avant en arrière. Par rapport au plan d'eau quand le navire est au repos (figure 6), leur inclinaison est de 18', mais elle peut être comprise entre 15 et 200. En fonctionnement, la poussée de l'hélice exerce un couple qui tend à faire déjauger l'avant du navire (figure 7), et les plaques 105 viennent alors sensiblement se confondre avec la surface de l'eau, le navire reposant alors essentiel- lement sur trois points, ce qui permet une évolution à grande vitesse avec une bonne stabilité. Des panneaux verticaux 106 sont disposés transversale- ment sous le fond pour fractionner et stabiliser le matelas d'air provoqué par le déjaugeage. Ces panneaux sont consti- tués par des feuilles de matière plastique relativement rai- des enroulées autour de tambours 107 (figure 9) et traversant le fond 2 par des moyens d'étanchéité d'un type connu. En manoeuvrant le tambour, on peut faire descendre plus ou moins le panneau. L'hélice peut être remplacée par un propulseur à réac- tion. Dans ce cas, ce propulseur comporte avantageusement des moyens d'éjection de gaz vers l'avant pour favoriser la forma- tion du matelas gazeux. On va maintenant décrire une autre forme de réalisation de l'invention, applicable aux navires à deux coques. En référence à la figure 10, un navire 201 est formé de deux coques 202 réunies par une barre de liaison avant 203 et une barre de liaison arrière 204. Sur la barre avant, entre les coques, et respectivement au voisinage de celles-ci sont fixés deux moteurs 205 actionnant les hélices 206. On a trouvé que cette disposition annihilait les effets de la vague d'é- trave entre les coques. Suivant une autre forme de réalisation (figures 11 et 12), la barre de liaison avant est constituée par un caisson 207 ouvert à l'avant et à l'arrière et renfermant une aile 208 articulée à son tiers avant sur une barre 209 animée d'un mouvement alternatif par un moteur 211. Cette aile, décrite en détail dans le brevet français 1 418 806,possède les carac- téristiques d'une aile planante et s'incline spontanément de façon A former, avec le caisson, un coin d'eau qui est chassé vers l'arrière. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exem- ples décrits mais couvre toute variante technologique à la portée de l'homme de l'art. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de propulsion et de direction d'un navire, conforme à l'une des revendications 1 à 7, 15 ou 16, du brevet principal, le fond du navire présentant une conca- vité dirigée vers le bas, caractérisé en ce qu'il comprend deux quilles latérales creuses (3) s'étendant de part et d'autre du fond (2), reliées à des moyens de soufflage (11) et percées de trous (4) sur leur paroi faisant face au plan médian longitudinal (5) du navire. 2. Dispositif conforme à la revendication 1 de la présente addition, caractérisé en ce que les quilles (3) sont également percées de trous (7) sur leurs parois faisant face à l'extérieur du navire. 3. Dispositif conforme à la revendication 2 de la présente addition, caractérisé en ce que les flancs (9) du navire sont inclinés, de bas en haut, vers l'extérieur de ce navire. 4. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 3 de la présente addition, caractérisé en ce que le fond (2) du navire présente un redan (12,16) situé à l'avant, en arrière du propulseur (13), et faisant face à l'arrière du navire, ce redan étant muni de moyens d'éjection de gaz (15) reliés aux moyens de soufflage (11). 5. Dispositif conforme à la revendication 4 de la présente addition, caractérisé en ce que les moyens d'éjec- tion de gaz du redan (12) comprennent des ajutages (15) diri- gés vers l'arrière du navire. 6. Dispositif conforme à la revendication 4 de la présente addition, caractérisé en ce que les moyens d'éjec- tion de gaz du redan (16) comprennent deux lèvres (17,18) s'étendant transversalement au navire, l'une (18) étant mo- bile par rapport à l'autre (17). 7. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 6, de la présente addition, caractérisé en ce que le fond du navire présente des cannelures longitudinales ménageant entre elles des concavités dirigées vers le bas. 8. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 7 de la présente addition, caractérisé en ce que les trous (4,7) ménagés dans les quilles creuses (3) sont munis d'aju- taqes (6,8) dirigés obliquement vers l'arrière du navire. 9. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 8 de la présente addition, caractérisé en ce que, au-dessus de la ligne de flottaison, les flancs (9) du navire et l'étrave présentent des parties (9a, 10) plus inclinées par rapport à la verticale que les parties situées au-dessous de la ligne de flottaison. 10. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 9 de la présente addition, caractérisé en ce que les quilles (3) se prolongent vers l'avant du navire, au-delà du redan (12), sans comporter dans cette région d'orifices de soufflage dirigés vers l'intérieur. Il. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 àlO de la présente addition, caractérisé en ce que chaque trou (4,7) des quilles creuses (3) est muni d'un obturateur mobile (21) relié à des moyens moteurs (19,23) pour découvrir ce trou périodiquement. 12. Dispositif conforme à la revendication il de la présente addition, caractérisé en ce que les moyens moteurs des obturateurs mobiles (21) comprennent un moulinet (23) placé dans la quille (3) pour être actionné en rotation par le débit d'air soufflé. 13. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 12 de la présente addition, caractérisé en ce que les quilles (3) peuvent être reliées sélectivement à des réser- voirs de produits de nettoyage de la coque. 14. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 7, 15 ou 16 du brevet principal, caractérisé en ce qu'il comprend, un propulseur unique (103) situé à l'avant et deux plaques latérales (105) fixées à l'arrière et inclinées, vers -l'arrière, de bas en haut par rapport au plan d'eau quand le navire est à l'arrêt sur l'eau. 15. Dispositif conforme à la revendication 14 de la présente addition, caractérisé en ce que l'inclinaison des plaques (105) par rapport au plan d'eau est comprise entre et 200. 16. Dispositif conforme à la revendication 15 de la présente addition, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un panneau (106) sensiblement vertical dans la position de repos du navire, transversal à l'axe d'avance du navire et mobile suivant son plan à travers le fond (102) du-navire. 17. Dispositif conforme à l'une des revendications14 à 16 de la présente addition, caractérise en ce que le pro- pulseur comprend une hélice (103). 18. Dispositif conforme à l'une des revendications 14 à 16 de la présente addition, caractérisé en ce que le pro- pulseur comprend un réacteur à éjection de gaz vers l'arrière du navire. 19. Dispositif conforme à la revendication 18 de la présente addition, caractérisé en ce que le réacteur comprend en outre des moyens d'éjection de gaz vers l'avant du navire. 20. Dispositif de propulsion et de direction d'un na- vire, conforme à la revendication 1 du brevet principal, appli- cable à un navire à deux coques réunies par des barres de liaison transversales (203,204) dont l'une (203) est située dans la moitié avant du navire, caractérisé en ce qu'il com- prend au moins un propulseur fixé à cette barre (205,207). 21. Dispositif conforme à la revendication 19 de la présente addition, caractérisé en ce qu'il comprend deux pro- pulseurs (205) à hélice fixés à la barre de liaison (203) au voisinage des coques (202). 22. Dispositif conforme à la revendication 17 de la présente addition, caractérisé en ce qu'il comprend un pro- pulseur à aile planante (208) mobile dans un caisson (207) s'étendant le long d'au moins une partie de la barre de liaison.