Brevet FR2534221A2 — publié le 19840413

FR 2534221 A2 19840413 FR 8216846 A 19821006 La présente invention a pour objet un perfectionnement au dispositif de propulsion et de direction d'un navire objet de la revendication I du brevet principal. On avait prévu dans la revendication 2 de ce brevet que le dispositif de propulsion et de direction comporte des moyens de soufflage pour injecter sous la coque un gaz, de - manière à réaliser une sorte de lubrification par film gazeux, par exemple de l'air, entre la coque du navire-et l'eau. Dans la pratique, bien que le dispositif décrit ci- dessus fonctionne, on a constaté en fait que l'injection ou l'insufflation forcée d'air ou de gaz était inutile ou même défavorable dans certaines conditions d'application. L'invention a en conséquence pour objet un dispositif de propulsion et de direction d'un navire selon la revendication I du brevet principal, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant l'aspiration d'air sous la coque du navire sous le seul effet de la dépression causée sous celle-ci par la translation du navire. Avantageusement les moyens d'aspiration consisteront en des fentes disposées essentiellement transversalement par rapport à l'axe longitudinal du navire. Ces fentes, conformes à l'invention pourront affecter une multiplicité de structures En particulier, selon un mode préféré de mise en oeuvre, elles seront cloisonnées dans le sens vertical, avec éventuellement une diminution du pas du cloison- nement vers les extrémités latérales de manière à ce qu'il y ait toujours aspiration d'air même lorsque le navire ne prend plus appui sur l'eau que par les zones latérales de la coque dont la structure sera explicitée ultérieurement. Les fentes pourront de la même manière être cloisonnées horizontalement, de manière à réaliser une alimentation pro- gressive en air aspiré en fonction du déjaugeage du navire. Les fentes pourront être munies de volets réglables d'obturation. Avantageusement, l'air aspiré par les fentes cheminera dans le navire dans des varangues creuses ouvertes à l'atmosphère à leur autre extrémité. Outre les diverses variantes possibles de leur structure, les fentes peuvent également être positionnées en nombre quelcon- que et en des endroits multiples de la coque du navire. De manière générale, les fentes seront toujours situées en arrière du ou des propulseurs ou éventuellement au-dessus de celui-ci s'il est muni d'une plaque de cavitation. En fait, les fentes peuvent être localisées à tout endroit o elles ne perturbent pas gravement, par leur aération, le ou les propulseurs. Pour un bateau à coque en voûte, dont le sommet est au-dessus de l'eau, les fentes peuvent n'être que latérales Il suffit en fait qu'elles soient en nombre suffisant pour assurer une continuité dans la production du film d'air quelque soit la longueur du bateau et son assiette. Pour faciliter le démarrage du navire et agir même à faible vitesse, elles pourront être disposées en ouïes sur l'étrave. On comprendra que cette structure spécifique des moyeni d'aspiration d'air sous la coque ainsi que le positionnement du propulseur à l'avant nécessitent des adaptations corrélatives obligatoires de la voûte de-la coque et des propulseurs, quelque soit leur type. En ce qui concerne la voûte, des modifications structu- relles nombreuses pourront être apportées respectivement au niveau de l'étrave, de la partie centrale et de la partie arrièr( L'étrave comportera essentiellement une arête centrale dans le prolongement de l'axe du bateau et en continuité avec la partie centrale de la voûte Par cette arête on réalise un effet dynamique intéressant. L'étrave pourra avoir ainsi un profil en V ou en aile de mouette, chaque aile étant concave et à concavité dirigée vers l'eau Chaque aile constitue une nappe qui convergent toutee deux vers une arête commune et un point de convergence. Dans le cas o le propulseur est un hydrojet, l'embase de l'étrave formera carénage de l'hydrojet Comme indiqué pré- cédemment, l'étrave pourra recevoir des fentes disposées en ouïes, qui bien entendu servent uniquement à faciliter le démarrage. Avantageusement, on pourra prévoir que l'étrave soit conformée en prise d'air frontale, par une structure du type connu sous le nom de prise NACA (National Advisory Committee for Aeronautics) On renforce ainsi lorsque le bateau déjauge l'effet de lubrification obtenu par les fentes d'aspiration. A faible vitesse, cette prise est dans l'eau et aide à la décom- pression de la vague d'étrave. La partie centrale de la voute se présentera sous la forme d'une enveloppe à fond concave à concavité tournée vers l'eau, à génératrice rectiligne et avec des arêtes ou bordures latérales. Les fentes d'aspiration décrites précédemment y sont disposées transversalement, de préférence selon des rampes décalées longitudinalement Avantageusement il y aura au moins une rampe de fentes à chacune-des extrémités longitudinales de la partie centrale de la voute. Enfin, la partie arrière de la coque du navire se' présentera avantageusement sous la forme d'une tuyère de déjection dont les caractéristiques sont celles d'un Venturi, avec une inclinaison de 1 à 15, préférentiellement 5 , par rapport à l'horizontale - La partie arrière pourra être à génératrice rectiligne ou curviligne, dans ce cas de préférence à concavité tournée vers le haut (forme de tromblon). Pour emprisonner l'air aspiré le plus longtemps possible et le canaliser et pour permettre de diriger et de stabiliser le navire à toutes vitesses, les arêtes ou bordures de la partie centrale de la coque se prolongeront également sur la partie arrière, éventuellement avec des patins réglables en incidence sur lesquels le bateau plane à grande vitesse. En variante plus générale et en application de tout ce qui précède, il est concevable de munir n'importe quel bateau à propulsion avant d'une partie arrière en forme de venturi-en le munissant dans ce cas à l'avant de plans porteurs (ou foils) qui stabilisent l'assiette du bateau. Pour éviter les remous de tableau arrière, on peut également prévoir une fente d'aspiration au niveau du tableau arrière. En ce qui concerne le moyen de propulsion, il pourra être de t Qute nature, éventuellement même aérien. Pour un propulseur immergé, on pourra indifféremment utiliser un hydrojet, une hélice, un hydropulseur, ceci non limitativement. L'essentiel est de pouvoir fournir une puissance suffisante en traction lorsque le bateau ne déjauge pas et une force de traction faible mais une vitesse importante au bateau en déjaugeage. Dans le cas d'un hydrojet, il sera avantageusement caréné et incorporé dans le bas de l'étrave ou monté éventuelle- ment sur un pylône, l'admission d'eau s'opérant dans l'axe et la direction de l'avancement, ce qui permet de profiter de la vitesse dynamique. Un propulseur de même type pourra consister en une hélice intégrée dans une voute ou un tunnel. Le propulseur quelqu'il soit peut également être monté sur plan porteur fixe transversal, ou sur pylône avec plan porteur unique fixe, réglable en incidence, éventuellement à géométrie variable ou avec des plans porteurs étagés en échelle. Dans le cas d'un propulseur à hélice, celle- ci peut être entrainée mécaniquement par transmission hydrostatique (ce qui supprime le pas variable), le rapport vitesse/couple étant ajusté par une pompe à débit variable On peut également utiliser une hélice à pas variable. Les plans porteurs utilisés auront avantageusement un profil en aile d'avion pour réduire les tramnées et assurer une portance importante à grande vitesse. On pourra enfin utiliser éventuellement une pluralité de propulseurs, par exemple deux, disposés latéralement à n'im- porte quel endroit (avant ou arrière) sur la longueur du bateau. Ils peuvent dans ce cas être tous deux disposés sur un plan porteur. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure I est une vue schématique de dessous en perspective d'un navire comportant le dispositif conforme à l'invention, la figure 2 a est une vue en coupe transversale d'une fente d'aspiration d'air, la figure 2 b est une vue schématique en coupe selon une fente transversale, les figures 3 a à 3 d, sont des coupesselon A-A,B- B, C-C, D-D de la figure 1, la figure 4 est une vue en perspective de dessous d'une étrave avec prise NACA, la figure 5 est une vue en perspective arrière d'un tableau arrière de navire classique équipé d'une rampe de fentes d'aspiration à l'arrière, la figure 6 est une vue en perspective de dessus d'une étrave avec hydrojet, la figure 7 a est une vue arrière en élévation d'un navire avec propulseur sur pylône, la figure 7 b est une vue schématique en perspective de face d'un propulseur sur foil fixe transversal, la figure 7 c est une vue schématique en perspective de face d'un propulseur sous foil fixe ou à géométrie variable, la figure 7 d est une vue schématique en perspective de face d'un propulseur sur pylône avec foil en échelle. la figure 7 e est une vue schématique en élévation latérale d'une hélice disposée dans une voute, les figures 8 a à 8 d illustrent différentes confi- gurations possibles de patins ou volets équipant les bordures, la figure 9 a illustre en vue arrière un bateau com- portant deux propulseurs latéraux, la figure 9 b est une élévation latérale de la figure 9 a, avec propulseurs amovibles et escamotables. En référence à la figure 1, le navire ( 1) comporte essentiellement une coque ( 2) dans laquelle on différencie - ra l'étrave ( 3), la voute ( 4), la partie arrière ( 5). Sensiblement au niveau de l'étrave on dispose un propulseur ( 6) dont la structure sera décrite ultérieurement. Conformément à l'invention, la coque est munie au moins au niveau de la voute ( 4) de fentes d'aspiration d'air ( 7,8). Telles que représentées à la figure 2 a, ces fentes ( 7) sont reliées par une conduite d'amenée d'air ( 9) à l'at- mosphère, ces conduites pouvant consister en des varangues creuses. Les fentes se présentent sous la forme de deux lèvres ( 10,11) formant un redent, le sens de déplacement du navire étant schématisé par une flèche F. Le cas échéant, l'une des lèvres pourra être mobile par rapport à l'autre ou la fente être munie d'un volet de manière à pouvoir si nécessaire obturer partiellement ou totalement la fente. Comme on l'a représenté à la figure 2 b, une fente ( 7) est munie d'un cloisonnement vertical réalisé par des aubes directrices ( 12) selon un pas avantageusement plus faible sur les extrémités latérales. Si l'on revient à la figure 1, on notera que les fentes seront disposées essentiellement sur la partie centrale ( 3) de la coque, mais qu'elles peuvent également être disposées en oules au niveau de l'étrave ( 2). On s'attachera maintenant à décrire la structure de la coque du navire. Telle que représentée aux figures 1 et 3 d, l'étrave comporte essentiellement une arête ( 13) centrale dans l'axe du bateau et déterminée par la jonction de deux nappes concaves en aile de mouette ( 14,15). Dans le cas, représenté à la figure 4, d'une conformation de l'étrave en prise d'air (ou d'eau) type NACA ( 16), l'étrave est formée par cette prise d'air ou d'eau elle-même, ouverte sur l'avant en ( 17) pour décompresser la vague d'étrave ou, lorsque le bateau déjauge, contribuerà la lubrification en air. On a représenté à la figure 6 une étrave dans laquelle le propulseur est un hydrojet ( 18) qui comporte une carène ( 19) en continuité avec la coque L'admission d'air s'opère par des buses sur l'avant du navire. La partie centrale de la coque, représentée aux figures 1 et 3 b se présente sous la forme d'une voute à profil concave tournéevers l'eau, à génératrice rectiligne. Elle comporte des bordures latérales ( 20,21) pour emprisonner l'air sous la coque et éviter qu'il ne s'échappe latéralement Les bordures latérales ( 20,21) se prolongent jusqu'à la partie arrière du navire. Comme représenté aux figures 8 a à 8 d, les bordures ou autres ( 20,21) peuvent être équipées au niveau de la partie arrière de patins ( 22) ou de volets ( 23), ( 24) éventuellen orientables Il peut également s'agir de cornières ( 25). Toutes ces structures ont pour fonction de faire planer le bateau. En ce qui concerne la partie arrière représentée aux figures 1 et 3 a, elle affectera la forme sensiblement d'un venturi, c'est-à-dire d'une tuyère de déjection à génératrice de préférence curviligne. Au niveau de l'arête ( 2-6) marquant la transition entre la voute et la partie arrière on disposera de préférence une fente d'aspiration. Par extension de cette structure, on a représenté à la figure 5 un navire de type à propulsion avant avec une seule fente ( 27) sur le tableau arrière avec aspiration par les varangues ( 28). Les propulseurs utilisés pourront être de tout type, tel que par exemple hélice ( 29), représentée aux figures 1 et 3 c, hydrojet ( 18), représenté à la figure 6. Chaque propulseur pourra être supporté par un pylône ( 30), représenté à la figure 7 a, éventuellement avec un plan porteur ( 31) ou une pluralité de plans porteurs en échelle ( 32) Le plan porteur ( 31) peut être fixe ou à géométrie variable à réglage d'incidence et peut en outre servir, en position rétractée, de plaque de cavitation pour le propulseur Il peut également être totalement escamotable dans le pylône. A la figure 7 b on a représenté un propulseur sur plan porteur transversal ( 33). Comme représenté à la figure 7 e, le propulseur peut être de type à hélice ( 34) et être disposé dans une voute ou un tunnel ( 35). En outre on pourra prévoir une pluralité de propulseurs. Par exemple, dans l'exemple de réalisation de la figure 7 b, on peut prévoir deux propulseurs disposés sur le même plan porteur transversal ( 33). On peut également,-comme représenté aux figures 9 a et 9 b, prévoir deux propulseurs latéraux ( 36,37) de type quelconque, qui seront fixes ou plus avantageusement mobiles en rotation ou en translation, ce qui permet de les escamoter, par exemple avec un système à glissière -et vérin, pour l'accostage. On comprendra que de nombreuses autres modifications peuvent être apportées sans sortir du cadre de l'invention Ainsi on peut rajouter à l'arrière du bateau un plan porteur transver- sal accroché aux deux bordures et réglable en incidence, le cas échéant escamotable, par exemple au moyen de glissières latéra- les. Des dispositifs annexes peuvent être utilisés momenta- nément pour favoriser la formation du tapis d'air aspiré qui lubrifie la coque. De tels dispositifs permettent soit d'accélérer momen- tanément la vitesse du bateau par exemple au moyen d'un réduc- teur auxiliaire, d'une surpuissance momentanée ou par accumula- teur d'énergie, soit d'insuffler du gaz sous la coque, par un compresseur par vidange d'un réservoir comprenant du gaz comprimé ou par des gaz résultant de combustion éventuellement pyrotech- nique. REVENDICATIONS. 1 Dispositif de propulsion et de direction d'un navire selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé en ce quil comprend des moyens permettant l'aspiration d'air sous la coque du navire sous le seul effet de la dépression causée sous celle-ci par la translation du navire. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'aspiration consistent en des fentes ( 7,8) disposées essentiellement transversalement par rapport à l'axe longitudinal du navire. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les fentes sont cloisonnées dans le sens vertical. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le pas du cloisonnement diminue vers les extrémités latéra- les dû navire. 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les fentes sont cloisonnées hori- zontalement. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les fentes sont munies de volets réglables d'obturation. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'air aspiré chemine dans le navire dans des varangues creuses ( 9) ouvertes à l'atmosphère à leur autre extrémité. 8 Dispositif de propulsion et direction d'un navire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le navire est à coque en voute dont le-sommet est au-dessus de l'eau, ca- ractérisé en ce que les fentes ne sont disposées que latérale- ment. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que des fentes sont disposées-en ouîes sur l'étrave ( 2). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'étrave affecte un profil en V ou en aile de mouette, chaque aile étant concave et à concavité dirigée vers l'eau, chaque aile constituant une nappe ( 14,15) qui convergent toutes deux vers une arête commune et un point de convergence. 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le navire est muni d'un propulseur du type hydrojet, caractérisé en ce que l'embase de l'étrave forme caré- nage ( 19) de l'hydrojet ( 18). 12 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le propulseur est du type à hélice ( 34), ca- ractérisé en ce que ledit propulseur est disposé dans une voute ou tunnel ( 35). 13 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'étrave est conformée en prise d'air type NACA ( 16). 14 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le propulseur est supporté par un pylône ( 30). 15 Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le pylône comporte un plan porteur ( 31) ou une pluralité de plans porteurs en échelle ( 32). 16 Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le plan porteur ( 31) est fixe. 17 Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le plan porteur ( 31) est à géométrie variable et à réglage d'incidence. 18 Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le plan porteur ( 31) est escamotable dans le pylône. 19 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le propulseur est disposé sur un plan porteur transversal ( 33). Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que le plan porteur ( 33) supporte deux propulseurs. 21 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux propul- seurs latéraux. 22 Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que les propulseurs sont escamotables. 23 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que les bordures ( 20,21) du navire sont équipées de patins ( 22) ou de volets ( 23,24). 24 Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce que les volets sont orientables. 25 Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 24, caractérisé en ce que la partie arrière de la coque du navire affecte sensiblement la forme d'un'venturi. 26 Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en *ce que au niveau de l'arête ( 26) marquant la transition entre la voute et la partie arrière, on dispose une fente d'aspira- tion. 27 Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que le venturi a une inclinaison de I à 15 par rapport à l'horizontale. 28 Dispositif selon la revendication 27, caractérisé en ce que le venturi a une inclinaison de 50 par rapport à. l'horizontale. 29 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le navire comporte une seule fente ( 27) sur le tableau arrière, l'aspiration s'effectuant par des varangues ( 28).