Brevet FR2632603A1 — publié le 19891215

VEHICULE SOUS-MARIN AUTOPROPULSE POUR LA DETECTION D'OBJETS IMMERGES Domaine de l'invention L'invention concerne un véhicule sous-marin autopropulsé pour la détection d'objets immergés, tels notamment que des mines- sous-marines. Technique antérieure Pour la recherche et la détection des mines sous-marines, on utilise souvent un sonar immergé remorqué au moyen d'un cable derrière un bâtiment de surface. Pour être efficace, le sonar doit être éloigné du bâtiment de surface et doit avoir une portée très importante, afin de pouvoir explorer l'espace ma- rin suffisament loin devant le bâtiment de surface. De tels sonars sont très sophistiqués et très couteux. Il existe également de petits véhicules sous-marins autonomes, équipés de caméras vidéo et/ou d'un sonar pour la recherche et la détection des objets immergés tels que des mines sous-hari- nes, qui-peuvent être mis à l'eau depuis une plate-forme ou un bâtiment de surface, et qui, selon les cas, sont indépendants de la plate-forme ou du bâtiment de surface mais ont une auto- nomie très limitée, soit sont reliés à la plate-forme ou au bâtiment de surface par un câble de liaison les alimentant en énergie et doivent alors remorquer constamment ce câble au cours de leurs déplacements, au détriment de leurs capacités d'évolution. Exposé de l'invention L'invention a pour but d'apporter une solution satisfaisante au problème de la recherche et de la détection des objets Im- merges tels que des mines sous-marines, grâce à un véhicule autopropulsé comprenant des moyens de détection tels qu'un so- nar et des moyens de propulsion horizontale et verticale ali- mentés en énergie par un câble qui relie le véhicule à un bâ- timent de surface et qui transmet également les ordres de ma- noeuvre du véhicule et de commande des moyens de détection, ainsi que les informations échangées avec ces moyens. Selon l'invention, ce véhicule est caractérisé en ce que le point d'accrochage du cable sur le véhicule est situé sur l'axe de poussée des moyens de propulsion horizontale, dans le plan longitudinal médian de symétrie latérale du véhicule, et au voisinage du centre de gravité ou sensiblement à la verti- cale de celui-ci, des moyens étant également prévus pour a7su- rer le débattement du cable autour de son point d'accrochage vers le haut et de chaque côté du véhicule, de façon à préser- ver l'assiette et la manoeuvrabilité de ce dernier notamment lorsqu'il se déplace devant ou vers l'avant du bâtiment de surface, en remorquant son câble. Grâce à ces caractéristiques de l'invention, la présence du câble de liaison au bâtiment de surface n'influence pas, ou très peu, la stabilité et les capacités de manoeuvre du véhi- cule sous-marin, tout en permettant de lui assurer constam- ment une alimentation en énergie, lui conférant une autonomie illimitée. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'antenne du sonar est située & l'extrémité avant du véhicule, dans un dé- crochement de la partie inférieure de la coque. Avantageusement, l'antenne est montée rotative sur plus ou moins 180' autour d'un axe vertical et pivotante autour d'un axe transversal sur le véhicule, de façon & pouvoir balayer l'espace marin en avant du véhicule, sur les côtés, vers le haut et vers le bas de celui-ci. Le décrochement précité de la partie inférieure avant de la coque délimite une zone d'eau morte autour de l'antenne du so- nar, lorsque le véhicule se déplace vers l'avant, de telle sorte que les mouvements de l'antenne n'influencent pas le comportement du véhicule. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, le véhicule peut également constituer un sonar de coque. Il est ainsi utilisable aussi bien en évolution à quelques centaines de mètres en avant du bâtiment de surface, que lors- qu'il est à poste sous la coque de ce bâtiment. En outre, lorsque ce véhicule est ramené vers le bâtiment de surface à la fin d'une période de service, il n'est plus obli- gatoire de le hisser hors de l'eau sur le bâtiment, et on peut le placer en position sonar de coque. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la par- tie inférieure du véhicule est décalée vers l'arrière par rap- port & sa partie supérieure, d'une part pour former le décro- chement avant dans lequel est logée l'antenne du sonar, d'au- tre part pour ménager un passage pour le câble de liaison Jus- qu'à son point d'accrochage au voisinage du centre de gravité du véhicule, et pour permettre le libre débattement de ce ca- ble autour de son point d'accrochage. Cette configuration particulière permet l'accrochage du câble de liaison sur le véhicule au voisinage immédiat du centre de gravité du véhicule. Brève description des dessins L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages, dé- tails et caractéristiques de celle-ci apparaîtront au cours de la description explicative qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de face du véhicule se- lon l'invention; - la figure 2 est une vue de côté de ce véhicule; - la figure 3 est une vue de dessus du véhicule; - la figure 4 est une vue en perspective du véhicule; - la figure 5 représente schématiquement un bâtiment de surfa- ce et le véhicule en position sonar de coque; On fera d'abord référence aux figures 1 à 4, qui représentent schématiquement un véhicule sousmarin autopropulsé selon l'invention, pour la détection d'objets immerges, en particu- lier des mines sous-marines. Dans la forme de réalisation représentée, ce véhicule 10Ocom- prend une partie supérieure 12 constituée essentiellement de deux flotteurs longitudinaux 14 raccordés entre eux à leur ex- trémité avant, mais séparés l'un de l'autre à leur extrémité arrière, et une partie inférieure 16 qui est décalée vers l'arrière par rapport & la partie supérieure 12 du véhicule. Ce décalage entre les parties supérieure 12 et inférieure 16 du véhicule ménage, à l'avant, un décrochement 18 dans lequel sont logés l'antenne 20 d'un sonar et ses mécanismes 22 de commande d'orientation autour d'un axe vertical 24 et d'un axe horizontal 26, et de stabilisation en position. A l'arrière, le décalage entre la partie supérieure 12 et la partie inférieure 16 du véhicule forme un autre décrochement permettant le passage d'un cable 28 de liaison à un bâtiment de surface et l'accrochage de ce câble en un point 30 situé au voisinage immédiat du centre de gravité G du véhicule. A la Jonction entre ses parties supérieure 12 et inférieure 16, le véhicule comprend deux carénages latéraux 32 qui portent chacun un propulseur horizontal 34 à hélice carénée. Un pro- pulseur vertical 36 est en outre logé dans la partie avant de chaque carénage latéral 32. Le point 30 d'accrochage du cable 28 sur le véhicule se trou- ve sur l'axe de poussée des propulseurs horizontaux 34 et dans le plan longitudinal médian de symétrie latérale du véhicule, ainsi que sur l'axe de la résultante hydrodynamique en atta- que frontale. Selon les formes de réalisation envisageables, le plan pas- sant par l'axe des propulseurs horizontaux 34 et contenant le point 30 d'accrochage du cable 28, peut se situer sensible- ment au niveau du plan du jonction entre les parties supérieu- re 12 et inférieure 16 du véhicule, ou bien au-dessus de ce plan de jonction. Dans le premier cas, qui correspond au mode de réalisation des figures 1 & 4, le point 30 d'accrochage des cables 28 peut se trouver légèrement en arrière du centre de gravité G du véhicule de telle sorte que celui-ci, lorsqu'il est mis à l'eau, ait tendance & ce placer le nez face au cou- rant. Dans le second cas, le point 30 peut être situé sensi- blement à la verticale du centre de gravité G du véhicule. Dans tous les cas, le débattement du cable de liaison 28 au- tour du point d'accrochage 30 est assuré, en étant d'au moins dans le plan longitudinal vertical médian de symétrie du véhicule, & partir de l'axe longitudinal du véhicule, et d'au moins 90 dans un plan horizontal, de part et d'autre de cet axe longitudinal médian. Les extrémités arrière des flotteurs 14 sont conformées en cô- ne et sont séparées par un espace vertical, de façon & facili- ter ce débattement du cable 28. La partie inférieure 16 du véhicule contient essentiellement, dans des conteneurs 38, des circuits de commande, des propul- seurs horizontaux 34 et verticaux 36, et des circuits de com- mande du sonar et de traitement des informations échangées avec le b&timent de surface. Un lest d'équilibrage largable 40 est également prévu en partie inférieure du véhicule, en ar- rière de l'antenne du sonar, et des dérives 42 et des aile- rons fixes 44 sont montés & l'arrière de la partie inférieure 16. Des localisateurs acoustiques 46 sont montés à l'avant et à l'arrière de la partie supérieure 12 du véhicule. Divers équi- pements de navigation, tels qu'un courantomètre peuvent égale- ment être prévus. Ce véhicule est utilisée de la façon suivante: Le cable 28 transmet au véhicule, depuis un bâtiment de surfa- ce, l'énergie nécessaire à son fonctionnement (alimentation des propulseurs, du sonar, des mécanismes de déplacement et de stabilisation d'antenne, de circuits électroniques divers) et les signaux de commandes des propulseurs, du sonar, etc... et sert également au transfert de d'informations entre les cir- cuits associés au sonar à bord du véhicule 10 et les circuits de traitement et de visualisation prévus & bord du bâtiment de surface. Ce câble peut avoir une longueur de plusieurs centai- nes de mètres et un poids total de l'ordre de 2 tonnes par exemple. La puissance des propulseurs horizontaux 34 est dé- terminée de façon à pouvoir, d'une part tracter le cable de liaison 28 et, d'autre part, assurer une vitesse de déplace- ment de plusieurs noeuds du véhicule. La disposition de l'antenne 20 du sonar dans le décrochement 18 à l'extrémité inférieure avant du véhicule 10 permet de dé- gager le champ de vision de cette antenne vers l'avant et vers le bas et de la placer dans une zone d'eau morte lorsque le véhicule se déplace vers l'avant, de sorte qu'il n'est pas né- cessaire de protéger l'antenne par un capot et qu'il est pos- sible d'utiliser une antenne directionnelle pivotante sans que ses mouvements influent sur le déplacement du véhicule. Cette disposition particulière de l'antenne sonar permet éga- lement d'arrimer le véhicule à poste sous la coque du bâti- ment de surface, et de l'utiliser ensuite en sonar de coque, sans limitation de ses performances et de son champ de vision. La figure 5 représente schématiquement la position du véhicu- le dans cette utilisation. Le véhicule a, en partie supérieure, une forme et une résis- tance lui permettant d'être plaçé et immobilisé en position sonar de coque sous le bâtiment de surface. Par ailleurs, le véhicule 10 peut également être ramené & bord ou mis à la mer par les moyens classiques de manutention qui équipent le navire. Dans ce cas, le cable de liaison 28 est largué ou accroché sur le véhicule par un plongeur. Enfin, comme représenté schématiquement en figures 1 et 2, une rampe télescopique horizontale 48 coulissante peut être pré- vue en partie inférieure du véhicule, pour protéger son sonar et accroître son assise lorsqu'il est par exemple déposé sur un quai ou une plate-forme. Pour fixer les idées, on précisera, à titre d'exemple, que le véhicule sous-marin selon l'invention peut avoir une longueur de l'ordre de 3m à 3, 50m, une largeur de l'ordre de 2m, une hauteur de l'ordre de l,70m, un poids de 2t environ, et qu'il est capable d'opérer à plusieurs centaines de mètres en avant d'un bàtiment de surface jusqu'à une profondeur de 300m envi- ron. REVENDICATIONS 1/ Véhicule sous-marin autopropulsé pour la détection d'ob- jets immergés, comprenant des moyens de détection tels qu'un sonar et des moyens (34,36) de propulsion horizontale et ver- ticale alimentés en énergie par un cable (28) qui relie le vé- hicule à un bâtiment de surface et transmet également les or- dres de manoeuvre du véhicule et de commande des moyens de dé- tection, ainsi que les informations échangées avec ces moyens, caractérisé en ce que le point (30) d'accrochage du câble (28) sur le véhicule est situé sur l'axe de poussée des moyens (34) de propulsion horizontale, dans le plan longitudinal médian de symétrie latérale du véhicule, et au voisinage du centre de gravité G ou sensiblement a la verticale de celui-ci, des moyens étant également prévus pour assurer le débattement du cable (28) autour de son point d'accrochage, vers le haut et de chaque côté du véhicule (10). 2/ Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'antenne (20) du sonar est située à l'extrémité avant du vé- hicule dans un décrochement (18) de la partie inférieure (16) de la coque. 3/ Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'antenne (20) du sonar est montée rotative sur plus ou moins ' autour d'un axe vertical (24) et pivotante autour d'un axe transversal (26). 4/ Véhicule selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le décrochement (18) de la partie inférieure avant de la coque délimite une zone d'eau morte autour de l'antenne (20) du sonar, lorsque le véhicule se déplace vers l'avant. / Véhicule selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il peut également constituer un sonar de coque. 6/ Véhicule selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend à sa partie inférieure une rampe télesco- pique horizontale (48) pour la protection de l'antenne du so- nar, par exemple lorsqu'il est posé sur une plate-forme. 7/ Véhicule selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que sa partie inférieure (16) est décalée vers l'arrière par rapport à sa partie supérieure (12), d'une part pour former le décrochement avant (18) dans lequel est logée l'antenne (20) du sonar, d'autre part pour ménager un passage pour le câble de liaison (28) jusqu'à son point (30) d'accro- chage au voisinage du centre de gravité du véhicule, et pour permettre le libre débattement de ce câble autour du point d'accrochage. 8/ Véhicule selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que sa partie supérieure (12) est essentielle- ment constituée de flotteurs (14), tandis que sa partie infé- rieure (16) contient essentiellement, à l'avant, des moyens d'orientation et de stabilisation de l'antenne (20) du sonar et, à l'arrière, des moyens électroniques de commande du so- nar et de traitement des informations échangées avec ce der- nier, des moyens de commande des propulseurs (34,36), un lest d'équilibrage (40) largable, et des dérives (42) et ailerons (40) fixes de stabilisation. 9/ Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un espace longitudinal vertical de passage et de débattement du cable de liaison est ménagé entre les flotteurs (14) de la partie supérieure (12). O10/ Véhicule selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce qu'il comprend deux carénages latéraux (32) symétriques, sensiblement au niveau du point (30) d'accrocha- ge du câble de liaison, et supportant chacun un propulseur ho- rizontal (34) à hélice carénée. 11/ Véhicule selon la revendication 10, caractérisé en ce que les propulseurs verticaux (36) sont logés dans les carénages latéraux (32), en avant des propulseurs horizontaux (34). 12/ Véhicule selon l'une des revendications 7 à 11, caractéri- sé en ce que les propulseurs horizontaux (34) sont situés sen- siblement au niveau du plan de Jonction des parties supérieu- re (12) et inférieure (16) décalées du véhicule.