Brevet FR2571673A1 — publié le 19860418

La présente invention concerne un système de relevage d'hélice de propulsion marine pour un navire à effet de surface à quilles latdrales. Les navires de ce type sont constitués de deux quilles latérales étroites réunies en partie supérieure par un caisson central. Dans un premier mode de navigation, désigné par la suite 1,navigation sur coque", les coques sont partiellement immergées de manière à assurer une portance archimédienne, la propulsion étant assurée de manière classique par une hélice de propulsion marine prévue en partie arrière de chacune des coques. La particularitédesnaviresde ce type est de permettre une navigation selon un second-mode, désigné par la suite navigation sur coussin d'air" : des jupes relevables, prévues aux extrémités avant et arrière du caison central, permettent de délimiter un volume clos mis sous pression au moyen de ventilateurs assurant la sustentation du navire. Le passage de la navigation sur coque à la navigation sur coussin d'air s'accompagne d'un abaissement du niveau d'immersion, de sorte que les hélices de propulsion marine, qui ne sont pas utilisées pour la propulsion dans le mode de navigation sur coussin d'air, sont alors émergées. Jusqu'à présent, l'hélice était placée à mihauteur entre les deux niveaux d'immersion correspon dant aux deux modes de navigation , afin que l'hélice puisse être immergée ou émergée, selon le cas. Dans ces conditions, un double inconvénient apparaît : dans le cas d'une navigation sur coque, la faible immersion de l'hélice conduit à réduire son utilisation du fait de la cavitation ; par contre, lors de la navigation sur coussin, la faible garde entre l'hélice émergée et le plan a d'eau augmente les risques de détérioration par des chocs dus à l'impact des vagues. L'invention vise à éliminer ces inconvénients, en proposant un système permettant d'augmenter la profondeur d'immersion de l'hélice en navigation sur coque, et d'augmenter la garde par rapport au plan d'eau lors de la navigation sur coussin. Des systèmes de relevage d'hélice ont déjà été proposés par la technique antérieure, notamment par les FR-2 326 319 et US-3 384 198. La conception de ces systèmes limite cependant leur application à des navires essentiellement conçus pour un seul mode de navigation, sur coussin d'air : dans le premier cas, il s'agit simplement de manoeuvrer le navire, en l'absence de sustentation, à la manière d'une simple barge flottante t on prévoit pour cela un auxiliaire- de navigation à la manière d'un moteur hors-bord relevable permettant d'assurer à la fois la gouverne et la ~propulsion de la barge. Dans le second cas, il s'agit d'assurer la propulsion en navigation sur coussin d'air (la navigation sur coque n'est pas envisagée), donc avec une puissance réduite en raison de l'absence de résistance hydrodynamique de coque ; en outre, dans ce cas, l'hélice reste nécessairement immergée en navigation sur coussin d'air, le relevage n'intervenant qu'au moment où la sustentation est interrompue. L'invention vise au contraire le cas des navires quilles latérales, pour lesquels on recherche une véritable possibilité de navigation sur coque, avec une puissance élevée en bout d'arbre imposant une profondeur d'immersion suffisante pour éviter les phdno- mènes de cavitation lors d'une navigation sur coque b grande vitesse. L'expérience montre précisément que la différence de hauteur des niveaux de flottaison correspondant aux deux modes de navigation n'est géné- ralement pas assez important pour permettre l'immero sion suffisante recherchée, à moins d'augmenter le risque d'endommagement de l'hélice émergée en mode de navigation sur coussin d'air (ce qui limite la vitesse maximale admissible avec ce mode de navigation). Pour résoudre ces difficultés, l'invention propose un système dans lequel l'hélice est supportée par un palier mobile coopérant avec des moyens de relevage d'hélice aptes à le déplacer entre une position basse et une position haute, ccrrespondant respectivement à une condition de navigation sur coque et de navigation sur coussin, une transmission articulée étant prévue entre la partie fixe, entraînée par le moteur et la partie mobile, supportée par le palier mobile, de l'arbre d'hélice. Dans un premier mode de réalisation, la transmission articulée comporte une jonction tournante, autour de laquelle est articulée la partie mobile de l'arbre d'hélice, le centre de cette jonction formant centre de rotation pour le mouvement de l'hélice au cours du relevage. De préférence, en position basse, les parties fixe et mobile de l'arbre d'hélice sont en alignement, ce qui correspond à la plus grande rdgularitE du couple transmis par la jonction tournante. Avantageusement, les moyens de relevage correspondant à ce premier mode de réalisation comportent un bras inférieur, articulé à la coque à une extré mité et portant le palier mobile à son autre extré mité, une contrefiche formée de deux branches repliables, la branche supérieure étant articulée à la coque et prolongée au-delà de cette articulation par un levier de commande actionné par un vérin de relevage, des moyens de verrouillage de la contrefiche dans chacune de ses deux positions extrêmes. De préférence, en position basse, l'axe de la partie mobile de l'arbre est situé dans un plan horizontal et forme un angle avec l'axe longitudinal du navire, de manière à déporter l'hélice vers l'extérieur de la coque. Dans un second mode de réalisation, les axes des parties fixe et mobile de l'arbre d'hélice sont sensiblement horizontaux et axiale ment décalés, la-trans- mission articulée comportant un arbre intermédiaire situé dans un plan vertical et pourvu d'un renvoi d'angle à chaque extrémité, et les moyens de relevage d'hélice sont des moyens aptes à faire tourner l'arbre intermédiaire dans son plan vertical, l'axe de la partie mobile de 11 arbre d'hélice restant sarallele à lui-même au cours de ce mouvement. Dans ce cas, de préférence, les axes des parties fixe et mobile sont sensiblement horizontaux et parallèles à l'axe longitudinal du navire, l'arbre intermédiaire permettant, en position basse, de déporter l'hélice vers l'extérieur de la coque. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dssous, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en élévation selon la ligne I-I de la figure 2, partiellement en coupe, de la partie arrière d'un navire à effet de surface à quilles latérales comportant le système de relevage selon le premier mode de réalisation de l'invention, La figure 2 est une vue arrière, prise selon la ligne II-II de la figure 1, . la figure 3 illustre schématiquement le fonctionnement des moyens de relevage représentés figure 2, les figures 4 et 5 sont homologues des figures 1 et 2, pour le second mode de réalisation de l'invention, les figures 6 et 7 sont homologues des figures 1 et 3, pour une variante du premier mode de réalisation. Les figures 1 à 3 illustrent un premier mode de réalisation de l'invention : les références 1 et 2 désignent les deux coques latérales, qui sont réunies ensemble par le caisson central 3. Dans un mode de navigation -sur coque, les coques latérales 1 et 2 sont partiellement immergées jusqu'à une ligne de flottaison A-A. La propulsion est donc assurée de manière classique par des hélices de propulsion marine situées en dessous de cette ligne (moitié droite de la figure 2). En navigation sur coussin d'air, le volume 4 défini par les coques 1 et 2 et par le caisson 3 est clos en partie avant et en partie arrière par des jupes relevables. Ce volume est alors mis sous pression par des ventilateurs appropriés, de sorte que le niveau d'imrnersion s'abaisse jusqu'au niveau B-B, les hélices, qui ne sont pas utilisées pour la propulsion dans ce mode de,.avigation, étant alors émergées (moitié gauche de la figure 2). Dans chacune des coques latérales, un moteur 5 entraîne, par l'intermédiaire d'une boîte de transmission 6, un ventilateur 7 pour la navigation sur coussin d'air ou un renvoi d'angle 8 pour l'entraine- ment de l'hélice 9 en navigation sur coque. Dans le premier mode de réalisation, l'arbre de transmission 10 situé entre le renvoi d'angle 8 et l'hélice 9 comporte deux parties 11 et 12 : la partie 11, en sortie du renvoi d'angle 8, est une partie fixe la partie 12, solidaire de l'hélice 9, est mobile et articulée à la partie fixe 11 au moyen d'une jonction tournante 20, par exemple un joint de Cardan. En position basse, correspondant à une navigation sur coque (et représentée en trait plein sur la figure1),les deux parties de l'arbre sont alignées,et sensiblement horizontales comme on peut le voir sur la moitié droite de la figure 2. Cet alignement permet de faire travailler la jonction tournante 1 dans les meilleures conditions de rendement et d'uniformité de la vitesse de rotation. En outre, toujours en position basse, l'hélice est de préférence déportée vers l'extérieur de la coque pour assurer le meilleur rendement propulsif, comme on peut le voir sur la partie droite de la figure 2. Dans un mode de navigation sur coussin, la partie mobile 12 de l'arbre d'hélice est relevée par pivotement autour du joMtde Cardan 20, jusqu'à atteindre la position représentée en traits mixtes figure 1 et sur la partie gauche de la figure 2. Ce mouvement est réalisé par des moyens de relevage 30 visibles figure 2 et représentés schématiquement figure 3. Le palier mobile de l'hélice 9 est soutenu par un bras support 31 articulé à la coque à son extrémité 31a. Il est en outre prévu une contrefiché formée de deux parties 32, 33, l'extrémité 33a de la contrefiche étant reliée au palier mobile supportant l'hélice 9 et l'extrémité opposée 32a étant arti culde à la coque. Les deux branches 32, 33 sont relides ensemble b leurs extrémités 32b, 33b par une articulation pourvue d'un verrou 37 (visible figure 2) permettant, en position basse, d'assujettir fermement les deux branches sensiblement en alignement l'une de l'autre. Pour permettre le relevage, la branche -32 est prolongée, au-delà de son articulation à la coque, par un bras de levier 34 actionné par la tige 35 d'un vérin 36 : la position relevée est représentée en tireté figure 3 , et sur la partie gauche de la figure 2 ; un verrou 38 solidaire de la coque assure l'immobilisation de l'ensemble, l'hélice se trouvant alors relevée avec une garde suffisante au-dessus du niveau d'immersion B-B corresoondant à la navigation sur coussin. Les figures 4 et 5 sont homologues des figures 1 et 2, pour un second mode de réalisation les parties fixe 11'et mobile 12' de l'arbre d'hélice sont toutes deux horizontales et parallèles, mais axialement décalées ; pour assurer l'entraînement de la partie mobile 12 solidaire de l'hélice 9, il est prévu un arbre intermédiaire 21, disposé dans un plan vertical et pourvu à ses deux extrémités de renvois d'angle 22, 23 pour permettre d'accoupler les deux parties 11' et 12' de l'arbre d'hélice. Les moyens de relevage 30' sont alors des moyens permettant d'assurer le pivotement de l'arbre intermédiaire 21 (qui constitue en même temps le bras support de l'hélice) dans son plan vertical, par un moteur ou par un vérin. Le verrouillage du bras est bien entendu assuré dans les deux positions extrêmes. On constate que, dans ce second mode de réalisation, l'axe de la partie mobile 12 de l'arbre d'hélice se déplace parallèlement à lui-même et reste sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du navire. En position basse, la longueur de l'arbre intermédiaire 21 permet d'assurer le déport souhaité de l'hélice vers l'extérieur de la coque. Le second mode de réalisation peut être réalisé, en variante, en supprimant le renvoi d'angle inférieur 8 et en raccordant l'arbre de transmission au renvoi supérieur 6 et au renvoi 22. L'arbre étant alors inca né, il est équipé de cardans à ses extré- mités. Un embrayage est installé à la sortie du renvoi 6 afin de réaliser l'entraînement ou l'arrêt du système de propulsion. Enfin, les figures 6 et 7 illustrent une variante du premier mode de réal9sation, comportant une hélice sous tuyère au lieu d'une hélice libre. Les figures 6 et 7 sont homologues des figures 1 et 3 précédemment décrites, et les mêmes références numériques désignent des éléments similaires. Le système est identique quant à l'entraSne- ment de l'hélice (arbre fixe 11 et arbre mobile 12), seuls les moyens de relevage 30" sont différents. En effet, la tuyère 9a est fixée sur le palier de l'hélice 9 par des bras supports profilés 9b-9e en prolongeant l'un de ces bras 9b jusqu'à la coque, celui-ci sert d'articulation au niveau de la coque. En équipant l'axe d'articulation d'un levier 34, le relevage s'effectue par le pivotement du bras commandé par un vérin 36. Les verrouillages en positions extrêmes hautes et basses sont réalisés, au niveau de la tuyère, sur la coque en 38 et 39, respectivement. On supprime ainsi à la fois le pivot intermédiaire de la contrefiche articulant celle-ci en deux éléments repliables (32 et 33, figure 3) et le bras inférieur (31, figure 3 ; la référence 39 figure 7 vise seulement un verrouillage de la tuyère en position basse). Comme précédemment, la tuyère et son hélice sont disposées vers l'extérieur de la coque en position basse. REVENDICATIONS 1. Un système d'entraSnement d'hélice pour un navire à effet de surface à quilles latérales susceptible, alternativement, d'une navigation sur coque et d'une navigation sur coussin d'air, et comportant, en partie arrière de chacune des coques latérales (1, 2), au moins une hélice de propulsion marine (9) entraînée par un moteur (5) installé à poste fixe à l'intérieur de la coque, cette hélice étant immergée en navigation sur coque de manière à assurer la propulsion du navire dans ce mode de navigation, et étant émergée en navigation sur coussin, système caractérisé en ce que l'hélice est supportée par un palier mobile coopérant avec des moyens de relevage d'hélice (30, 30', 30") aptes à le déplacer entre une position basse et une position haute, correspondant respectivement à une condition de navigation sur coque et de navigation sur coussin, une transmission articulée (20, 20') étant prévue entre la partie fixe (11, 11'), entraînée par le moteur et la partie mobile- (12, 12'), supportée par le palier mobile, de l'arbre d'hélice (10). 2. Un système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la transmission articulée (20) comporte une jonction tournante, -autour de laquelle est articulée la partie mobile (12) de l'arbre d'hélice (10), le centre de cette jonction formant centre de rotation pour le mouve- ment de l'hélice au cours du relevage. 3. Un système selon la revendication 2, caractérisé en ce que, en position basse, les parties fixe (11) et mobile (12) de l'arbre d'hélice sont en alignement. 4. Un système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de relevage (30) comportent . un bras.inférieur (31), articulé à la coque à une extrémité et portant le palier mobile à son autre extrémiste, . une contrefiche formée de deux branches repliables (32, 33), la branche supérieure (32) étant articulée à la coque et prolongée au-deld de cette articula tion par un levier de commande (34) actionné par un vérin de relevage (35, 36), . des moyens de verrouillage (37, 38) de la contrefiche dans chacune de ses deux positions extrêmes. 5. Un système selon la revendication 2, caractérisé en ce que, en position basse, l'axe de la partie mobile de l'arbre est situé dans un plan horizontal et forme un angle avec l'axe longitudinal du navire, de manière à déporter l'hélice vers l'exté- rieur de la coque. 6. Un système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les axes des parties fixe (11') et mobile (12') de l'arbre d'hélice sont sensiblement horizontaux et axialement décalés, la transmission articulée (20") comportant un arbre intermédiaire t21) situé dans un plan vertical et pourvu d'un renvoi d'angle (22, 23) à chaque extrémité, et en ce que les moyens de relevage d'hélice (30') sont des moyens aptes à faire tourner l'arbre intermédiaire dans son plan vertical, l'axe de la partie mobile de l'arbre d'hélice restant parallèle à lui-mEme au cours de ce mouvement. 7. Un système selon la revendication 6, caractérisé en ce que les axes des parties fixe et mobile sont sensiblement horizontaux et parallèles à l'axe longitudinal du navire, l'arbre intermédiaire permettant, en position basse, de déporter l'hélice vers l'exterieur de la coque. 8. Un système selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de relevage (30"} comportent : un bras support rigide (9b), relié à la tuyère à l'une de ses extrémités et dont l'autre extrémité est articulée à la coque et prolongée au-deld de cette articulation par un levier de commande (34) actionné par un vérin de relevage (35, 36), des moyens de verrouillage (38, 39) de -la tuyère dans chacune de ses deux positions extrêmes.