Brevet FR2517622A1 — publié le 19830610

Submersible Rapide Pour Lutte Anti Sous-marine; S.U.R.P.L.A.S. Le SURPLAS est d'un usage exclusivement militaire. on champ d'application est celui de la lutte anti sous-marine. Dans les précédents conflits où les sous-marins ont été utilisés, il s s'est aussitôt constitué une défense contre les destructions produite3 par de tels engins. Durant la seconde guerre mondiale, l'A.S.D.I.C. ancêtre du Sonar fut inventé. I1 permettait un repérage dont la qualité du renseignement fourni était fonction de nombreuses variables. Ce repérage foit, on essayait de détruire le submersible par grenades sous-marines et mines de différente modèles. Les sous-marins de ces époques devaient obligatoirement faire surface au bout d'un nombre d'heures limité pour, recharger les batteries et renouveler l'air ambiant nécessaire A l'équipage. Les progrès des radars de surface et de l'Aviation ont très vite rendu ces sous-marins à l'inutilité parce que trop vulnérables0 Les Bureaux d'Etudes d'armement des plus grandes Armées se ont tourne inévitablement vers le sous-marin à propulsion nucléaire.Les défauts précédements décrits étaient ainsi supprimés et des qualités supplémentaires acquises. Disposant d'une autonomie en plongée et d'une puissance considérable, ils se déplacent aussi rapidement que des bâtiments de surface et c, en Gant prèsque silencieux. La vitesse de ces sousmarins est telle, qu'ils rendent les moyens classiques de grenadage très alléatoires du fait de la mobilité que leur confère l'énorme puissance dont ils disposent.Les lois de la construction navale nous disent que pour obtenir les qualités de vitesse, de puissance du bâtiment que l'on désire rattraper pour le détruire, il faut disposer d'un bâtiment ayant une longueur à la flottaison plus importante et une puissance supérieure pour déplacer le bâtiment qui s'en trouve plus lourd. I1 restait donc à opposer le sous-marin nucléaire son homonyme. I1 est peu probable que cette solution soit utilisée sauf cas exceptionnel car, l'issue du combat etant douteuse, aucun de deux combaltants n'osera risquer son bâtiment dont le ccût est énorme, dans un duel de ce genre. Le SURPLAS apporte une solution simple, rapide, efficace et peu coûteuse à ce problème. ;on élaboratioh a été faite en fonction à'un mode d'utilisation dont le combat aérien a @té la principale trame de comparaison: on @@b@@@ti@@ a été faite en fonctior d'un mode d'utilisa @i@@ l@@@ le combat aérien a été la principale trame de compa- @@ison: a) @voluer dans le même milieu. @) être plus rapide que le sous-marin chassé. c) disposer d'une puissance relative supérieure pour rattraper son objectif. d) être plus manoeuvrant donc, plus petit, plus léger. e) disposer de la meme arme: la torpille. "SURPLAS" pond à toutes ces questions avec un bas prix de de revient et une legistique qui ne demande pas de nouveaux aménagements. L'engin selon l'invention est un submersible de faibles dimen sions (voir caractéristiques générales) doté d'un puissant moteur d'avion pour machine et, caractérisé par le fait que es barres (Le plongée avant et arrière lui assurent un dépla cement en surface à une vitesse de 35 noeuds. En effet, sesailes d'hydroptère convenablement orientés par un mécanisme hydraulique assurent la portance du bâtiment apres déjaugeage durant son de placement sur l'eau avec une surface mouillée très réduite; supprimant de ce fait le problème de longueur à la flottaison donc, celui de la résistance à l'avancement. L'énergie fournie par le moteur est transmise à quatre hélices par l'intermédiaire d'un inverseur du type drive permettant ainsi l'immersion des hélices propulsives alors que le bâti et se déplace sur ses quatre ailes Les gaz d'échap pement sont évacués dans l'eau. Le "SURPLAS" est caractérisé par son système d'échappement qui Tui permet d'utiliser la totalité de la puissance dispensée par son moteur aussi bien en surface qu'en plongée. a) n surface: le submersible aspire l'air ambiant nécessaire au fonctionnement correcte de son moteur. Les gaz d'échappement sont rejctés dans des ajutages du type convergent divergent appelés aussi:"tubes de Venturi", disposés en arrière des hélices. r @ plongée: selon une première variante, ce montage permet de créer une dépression dans les "tubes de Venturi" par le pas se lu courant d'eau provoque par l'action des hélices. sette @pression n'étant pas fonction de la pression extérieure aux "Venturi", mais b la vitesse d'écoulement de l'eau et des diff@ronts diamètres des ajutages, elle permet une aspiration Ce montage permet donc l'utilisation du moteur jusqu'à 140 mètres profondeur maximale pouvant être atteinte par le SURPLAS. Le moteur ayant besoin d'air pour fonctionner en plongée, le SURPLAS est caractérisé par les réservoirs d'air internes qui lui assurent une autonomie en plongée à pleine puissance supérieure à 30 minutes. selon une deuxième variante,du système d'échappement, les tubes de Venturi sont supprimés. Un compresseur aspire les gaz d'échappement qui se sont détendus dans un réservoir situé dans le coqueron arrière. Ce compreseeur calculé pour absorberla quantité d'air débitée par les échappements du moteur le rejette vers l'extérieur sous une pression de 50 bars. Tant que le submersible (SURPLAb) ne se situe pas à une profondeur égale à 50 mètres, les gaz sont directement rejetés dans l'eau. Dès que la pression de l'eau est supérieureà 50 Bars, le compresseur comprime les gaz d'échappement dans le grand réservoir avant ( réservoir n )6 ) qui jusqu a prisent ne servait à rien.Le temps de plongée au-delà de 50 mètres de profondeur serait de plus de 7 minutes. Sacrant qu'il faut moins d'une minute depuis la surface pour détruire un sous-marin qui se déplace â 30 noeuds sous 400 mètres d'eau, l'autonomie est donc très satisfaisante. Dès la remontée du SURPLAS vers la surface, le réservoir d'accumulation avant se vide automatiquement par différence isobarique; le réber- voir se trouve @insi près pour une nouvelle plongée. ota: dans ce montage d'échappement, le SURPLAS peut se déplacer 30 minutes en plongée par 50 mètres de fond (profon- deur suffisantepour éliminer certaines couches de température) et, par laps de temps de 7 minutes à 140 mètres inclus dans les trentes minutes de plongée. le compresseur nécessaire à cet échapperient absorberait environ 300 CV. selon une troisième variante, les gaz d'échappement sont épurés à l'aide de filtres spéciaux pour enleve@r aux gaz les oxydes, vapeur d'eau,etc... Les réservoirs qui contenaient précédement de l'air comprimé sous 450 Bars seraient rempli d'oxygène. Un mélangeur redonnerait aux gaz d'échappement retraités, la quantité d'oxygène nécessaire à une bonno combustion de l'air dans le moteur. Le système se ferait en circuit fermé sans échange avec l'extérieur sauf pour les résidus. Le SURPLAS est doté d'un tube lance torpille et d'une torpille afin de mener à bien la mission pour laquelle il a été conçu: la lutte anti sous-marine. Les dimensions du SURPLAS sont telles qu'on puisse le deplacer avec discrétion par route ou rail dans un conteneur banalisé du commerce. Le SURPLAS est piloté par un seul homme. Mis au point avec des technologies parfaitements connues de tous, il ne demande de de délai de recherche important pour sa mise en oeuvre. Les équipements électroniques peuvent être ceux actuellement installés sur l'hélicoptère Super Frelon SA 321 affecté à la détection sous-narine. Le SURPLAS est caractérisé par : Longueur hors tout * 11,80 mètres Largeur hors tout ................ 2,41 mètres Houteur hors tout ................ 2,89 mètres Déplacement en surface à vide .... 23,655 tonnes Déplacement en surface en charge.. 26,o70 tonnes Déplacement en plongée............ 29,460 tonnes Hoteur Rolls Roys V12 27 L CYL 1600 CV Puissance propulsive............. 940 CV Réservoir d'éssence 100 octane .1185 litres Réservoir d'air 450 Bars........1536 mètres cubes @ombre d'hélices.................. 4 Diamètre des hélices.............. 0,42 mètres Poussée par hélice................ 1,135 tonne Diamètre coque centrale........... 1,60 mètre Kayon extérieur des ballasts...... 0,70 mètre Autononie totale à pleine puissance 6 h 15 minutes @utonomie plongée pleine puissance 0 h 30 minutes Vitesse maximum proposée surface 35 noeuds Lest plomb ( saumon )............. 1,815 tonne bn tube lance torpille diamètre... 0,57 mitre Capacité normale en plongée.......110 mètres Capacité maximale en plongée......140 mètres Torpille peids................... 1 tonne Torpille déplacement............. 0,875 tonne Torpille diamètre @xtérieur...... 0,57 mètre Torpille longueur hors tout ..... 4 mètres Tous les calcule de résistance des matériaux ont étén faits pour un acier E 460 / 2 (Re = 45 daN/mm2 R= 66 daN/mm2) utilisé en travail normal à 26 daN/mm2 @T pour une utilisa @@n maximale de 35 daN/mm2. Seuls, les réservoirs d'air comprimé sont en acier 35NC 15 ( Re = 95 daN/mm2 R = 110 daN/mm2 ). Les calculs de pression ont été faits pour un remplissage normal à 450 Bars pour un travail de l'acier à 75 daN/mm2. Présentation des dessins, Planche 1 j 2: En haut, figure Nn 1: demi-vue de dessus et coupe longitudinale suivant BB. En bas, Figure Na 2: coupe longitudinale suivant AA. Nota: certains angles est sections de coupe ne sont pas tout à fait représentés tels qu'ils sont dans la réalité et ce, pour une meilleur clarté du dessin. désignation des éléments: N 1 Torpille et tube de lancement. N 2 Réservoirs d'air comprimé. N 3 Réservoir à carburant. N 4 Groupe propulseur. N 5 Coqueron arrière sans réservoir. N 6 Réservoir d'accumulation avant. N 7 Ailes d'hydroptère N 8 Tubes de Venturi NO 9 Poste de pilotage. N010 Ballasts. N 11 Lest. Planche 2 / 2: en haut à gauche, figure N 3, suivant coupe s, En bas à gauche, figure N 4, suivant coupe FF. Au milieu à droite, figure Na 5, partie gauche du dessin, suivant coupe CC; partie droite du dessin, suivant coupe DD. Les dessins des systèmes d'échappement des variantes deux et trois ne sont pas représentés. Afin de ne pas surcharger les dessins, les trappes de visite de l'ensemble propulseur ne sont representées que sur la demi-vue de dessus de la figure N 1. bans l'expose suivant, il n'est ici présenté comme appli- cation que la théorie d'utilisation qui a déterminé l'élabo- ratio du "SURPLAS". Dans le combat aérien, le gagnant est celui qui en se montrant plus rapide à pu rattraper son adversaire; le tenant en point de mire, l'attaquant n'a pas de grandes difficultés à détruire son objectif. C'est ce principe simple et éprouvé qui a guidé les travaux du "SURPLAS". Partant aussi du principe qu'un sous-marin n'a pas l'habitude de se déplacer avec un escorteur en surface, il est très facile d'utiliser celle-ci pour rattraper le submersible. 2) Détection par hélicoptère Super Frelon A 321 équipé du système M.A.D. ou équivalent. 3) lar balisos réceptrices à moyenne profondeur. 4) Par Sonar de Fond. 5) autre méthode. Le bâtiment qui transporte le SURPLAS se dirige vers l'écho ou la position de tir. Le navire porteur stoppe le temps très court de la mise à l'eau. Le SURPLAS étant aussitôt opération el, il se dirige en surface vers l'objectif,.guidé par radio depuis le navire p@@teur ou l'hélicoptère. Se trouvant sensiblement au-dessus uu submersible, le SURPLAS affinera sa position par ses moyens de détection propres et, au besoin, effec- tuera une courte plongée pour localiser plus précisément son objectif et ainsi, éliminer les couches de températures si nuisibles aux réception des échos. I1 est à noter que le sous-marin durant toute cette opération se sera parfaitement rendu- compte qu'un bâtiment de surface venait à le rattraper. La conception même du SURPLAS: vitesse très rapide, vitesse de rotation du moteur et des hélices (3300 tr/mn), le bruit des gaz d'échappement dans les Venturi, la fera s'identifier à une vedette rapide et, ne fera en aucun cas penser à un sous-marin de poche. Le Comandant du submersible aura alors deux solutions. Premièrement, essayer de prendre de vitesse le bâtiment de surface deuxièmement, se terrer dans le mutisme le plus complet, La deuxième solution est trop dan areuse car, le sous-marin ne connaissant jamais totalement le potentiel d'armement de l'adversaire, il ne serait pas raisonnable pour lui d'attendre sans rien faire qu'on vienne le détruire. Logiquement, le Comandant du submersible jouera sur la puissance considérable dont il dispose. Celà facilitera les opérations du SURPLAS. En essayant d'échapper, le sous-marin fera plus de bruit donc sera plus facilement repérable. De plus, à haute vitesse, les rayons de manoeuvres sont plus longs, l'irlertie du bâtiment moins controlable. Le SURPLAS s'étant t pl placé en surface à la verticale du submerrible, il plonge et continu d'utiliser son moteur au meme re ine de rotation. lies bruits ae surface. provoqués par son moteur, les hélices, les gaz d'échappement dans les Venturi, seront les mêmes qu'en plonèe. Ils couvriront le bruit de la torpille lancée quelques secondes après l'instant de plongée. Le temps que le sous-marin se rende compte de ce qui se passe, la torpille se dirige vers son objectif. les délais de manoeuvres du sous-marin se limiteront à quelques dizaines de secondes ce qui ne permet pas, à de telles vitesses un grand choix de manoeuvres. Durant toute la course de la torpille, le SURPLAS suit celle-ci sur le même axe dans une trajectoire d'accompagnement .Ce mode de déplacement de la torpille par rapport au SURPLAS facilitera le télé @uidage Il par fils de celle-ci manoeuvréed'une manière automatique depuis l'ordinateur de bord. Ce système ne laissera aucune chance au sous-tnarin chassé. I1 est dontlo maintenant deux exemples de tir. arguments: Vitesse du sous-marin 30 noeuds soit 15,43m/s Vitesse de la torpille 40 noeuds soit 20,57m/s Vitesse du SURPLAS en plongée (évaluée) 10 noeuds 5,14m/s I;remier exemple: profondeur du sous-marin 200 mètres, programme du tir à 20 secondes depuis l'instant de plongée à l'impact. 1) Temps de plongée jusqu'au tir: 3 secondes Soit: 15mètres 2) Temps d'accompagnement par le SURPLAS du tir à l'impact: 17 secondes 3) Distance d'accompagnement par le SURPLAS: 87 mètres 4) Profondeur du SURPLAS au moment de l'impact: 60 mètres 5) Distance entrele SURPLAS et l'impact: 265 mètres o) Distance parcourue par la torpille: 350 mètres Deuxième exemple: profondeur du sous-marin 400 mètres, programme du tir à 50 secondes depuis l'instant de plongée à l'impact. 1) Temps de plongée jusqu'au tir: 10 secondes soit: 51 mètres 2) Temps d'accom@agnement par le SURPLAS du tir à l'impact: 40 secondes 3) Distance d'accompagneement par le SURPLAS:205 mètres 4) rruSondeur uu SURPLAS au moirent de l'impact:120 mètres 5) Distance entre le SURPLAS et l'impact:612 mètres 6) Dis-tance parcourue par la torpille: 822 mètres Le SURPLAS pr@sente un dernier avantage Ses dimensions cn font une urme très discrète. bon utilisation faite dans certaines conditions peut laisser ignorer son existence de l'adversaire. En effet, le sous-marin chassé évolue en plongée et sans support local de surface. I1 n'y a donc personne en surface qui puisse constater son existence. Quant à ceux celui en auront subi les tristes effets en plongée; il ne seront plus li pour en parler. RF.VENDICAtUIONS 1. Submersible de petites dimensions armé d'une torpille eb d'un tube nécessaire à son lancement, doté d'un moteur d'avion pour machine, caractérisé par ses barres de plongée avant et arrière qui sont installées de manière à transformer le submersible durant son déplacement en surface en hydroptère. En plongée, l'alimentation en air du moteur est caractérisé par des réservoirs d'air comprimé (2). Les gaz d'échappement du moteur sont évacués dans l'eau ou recyclés. 2. Selon la revendication 1, le système d'échappement des gaz brûlés est caractérisé par des ajutages de "Venturi" (8) disposés en arrière des hélices et fonctionnant par aspiration des gaz dans la veine liquide passée dans chaque ajutage. Les hélices par leur mouvement et l'avancement du navire provoquent la veine liquide. 3. Selon la revendication 1, le système d'échappement des gaz brûlés est caractérisé par le montage d'un compresseur qui élimine les gaz après détente de ceux-ci à la sortie du moteur dans un réservoir. Ces gaz sont éliminés vers l'extérieur jusqu'à concurrence de pression d'évacuation et de pression extérieure de l'eau. Lys système d'échappement est caractérisé par le fait que le compresseur comprime les gaz brûlés dans un réservoir d'accumulation (6) dès que la pression extérieure dépasse les capacités d'évacuation du compresseur. 4. Selon la revendication 1, le système d'échappement des gaz brûlés est caractérisé par un système fonctionnant en recyclage des gaz après filtration, épuration et retraitement à l'aide des réservoirs (2) remplis dans ce cas d'oxy ozène. Les résidus seuls, seront évacués vers l'extérieur avec une pompe haute pression.