Brevet FR2714016A1 — publié le 19950623

L'invention qui se situe dans le domaine technique des dispositifs gonflables pour améliorer la flottabilité d'objets flottants concerne plus particulièrement un dispositif adapté à une maquette de fusée destinée à des tirs d'essais à partir d'un aire de lancement sous-marine. Une telle maquette est en quelque sorte une fusée inerte équipée d'un certain nombre d'appareils de mesure qui permettent notamment de vérifier si la trajectoire sousmarine à partir du lanceur est correcte, les appareils donnant également des nombreuses autres indications diverses. La maquette peut être amenée à émerger totalement et à subir une trajectoire aérienne avant sa retombée dans l'eau, si le lancement se fait à faible profondeur, ou encore elle peut ne pas émerger ou n'émerger que partiellement si le lancement s'effectue à partir d'une profondeur plus importante. Dans l'un ou l'autre cas il est nécessaire de pouvoir récupérer la maquette à la surface de l'eau pour une utilisation ultérieure, et il faut aussi faire en sorte que la retombée de la maquette dans l'eau soit freinée autant que possible ne serait-ce que pour éviter de heurter la base de lancement elle-même. I1 existe un certain nombre de dispositifs qui remplissent cette fonction. On connaît par exemple une technique qui consiste à assurer le déballastage d'eau contenue dans des réservoirs internes de la maquette, comme cela existe sur les sousmarins. Pour le freinage dans l'eau, des panneaux ou des ailerons se déploient de manière mécanique ou hydraulique. L'inconvénient de ce système est que les ballasts occupent énormément de volume à l'intérieur de l'objet, au détriment de la charge utile, et que leur localisation à la partie inférieure rend délicat les réglages d'équilibrage. Quant au freinage par panneaux, il est complexe et fragile. I1 existe aussi une technique dite de délestage dans laquelle on éjecte de la maquette, au moment voulu, un lest de densité supérieure à 1, par exemple en matière consommable tel que du sable ou du sel. Mais du fait de la présence d'un puits central dans la maquette, cette solution présente des difficultés d'aménagement et d'intégration. De plus il faut tenir compte des risques d'interférence avec le lanceur, et du respect de l'environnement. D'autres systèmes connus à filet capteur peuvent être utilisés. Le filet peut être immergé ou non, selon la profondeur du tir de la maquette, et il capte cette dernière soit dans sa trajectoire montante, soit lors de sa retombée. Ce concept est avantageux car il y a un découplage entre la maquette et sa flottabilité proprement dite, qui favorise l'aménagement et l'intégration de la maquette. En revanche la mise en oeuvre du dispositif est complexe, nécessitant des moyens nouveaux pour le déploiement, l'ancrage, la suspension et l'immersion des filets selon les cas d'émergence ou de non-émergence de la maquette. De plus la récupération de la maquette après stabilisation dans le filet, est délicate. Les inconvénients inhérents à ces dispositifs connus ont donc conduit la Demanderesse à la mise au point d'un nouveau système à capacités gonflables qui vise à augmenter la poussée d'Archimède et la traînée agissant sur la maquette, par gonflement de volumes supplémentaires. Ces capacités gonflables, une fois déployées et gonflées, constituent l'élément actif assurant à la fois la fonction de flottabilité et d'esquive du site de lancement. Avant le gonflage, la continuité du profil de la maquette est maintenue. L'occupation interne des capacités gonflables est faible, ce qui laisse toute possiblité pour l'intégration des équipements à l'intérieur de la maquette et pour leur accessibilité. Un objet principal de la présente invention consiste donc en un dispositif gonflable pour améliorer la flottabilité et le freinage d'un objet, notamment d'une maquette de fusée lancée sous l'eau, comportant des flotteurs gonflables fixés audit objet, dispositif selon lequel les flotteurs sont logés repliés à l'intérieur de conteneurs montés de façon amovible dans le corps principal de la maquette, des portes éjectables lors du déploiement desdits flotteurs obturant les conteneurs, et des réservoirs logés dans la maquette assurant le gonflage des flotteurs à l'apogée dès que des détecteurs détectent une variation de pression subie par la maquette, représentative de sa trajectoire sous-marine maxima. Selon une caractéristique particulière de l'invention, chaque flotteur gonflé a une forme centrale cylindrique d'axe parallèle à celui de la maquette et des parties hautes et basses de forme ellipsoïdale. Avantageusement chaque flotteur est muni d'une excroissance par laquelle il se prolonge vers l'intérieur du conteneur sur les parois duquel il est fixé. D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation dans lequel il est fait référence aux dessins annexés qui se présentent. Figures 1 et 3, des vues schématiques d'une maquette respectivement en position de départ et en position ballons déployés. Figure 2 une vue écorchée à plus grand échelle de la partie intérieure centrale de la maquette. La maquette montrée à la figure 1 se présente comme un cylindre réalisé à partir de plusieurs tronçons, un tronçon de base 1 surmontant un culot 2, un corps principal 3 cylindrique et, au-dessus, une tête profilée 4. Deux portes latérales éjectables 5 sont prévues dans ledit corps principal. Elles correspondent à des conteneurs 6, visibles à la figure 2, prévus à l'intérieur de la maquette, conteneurs qui servent pour le stockage de capacités gonflables ou flotteurs 7 , sortes de ballons repliés à l'intérieur (figure 3) . On voit que la maquette renferme deux réservoirs 8 de gaz sous pression reliés chacun à un conteneur 6 par l'intermédiaire d'un conduit 9 à grande section de passage, et d'une électrovanne 10. Chaque flotteur 7 est solidement ancré à l'intérieur du conteneur 6 correspondant. Les portes éjectables 5 ont pour rôle d'assurer la fermeture étanche des conteneurs et elles sont profilées pour correspondre au galbe extérieur de la maquette. Quant au système de gonflage à partir des réservoirs 8, il a pour but d'assurer le gonflage des flotteurs selon un volume et sous des pressions déterminées. La figure 3 illustre la maquette avec ses deux flotteurs gonflés. Ils sont diamétralement opposés et ont un plan moyen situé sensiblement au milieu du corps principal 3. Dans l'état pleinement gonflé tel que représenté, chaque flotteur a une forme centrale cylindrique a dont l'axe est parallèle à celui de la maquette et des parties hautes et basses 7b de forme ellipsoïdale lui conférant un certain profil aérodynamique. S'ils sont moyennement gonflés ils ont une forme pseudoellipsoïdale évolutive selon l'état de gonflement. Quand on a récupéré la maquette et que les flotteurs sont dégonflés et avant leur repliage ils se présentent comme une poche plate rectangulaire. Le choix du matériau dans lequel sont réalisés les flotteurs est très important. Le flotteur doit en effet présenter une excellente tenue à la pression interne, ainsi qu'aux efforts de pression dynamique, sans pour autant nuire à son pliage et à son déploiement. On utilise avantageusement pour cela un matériau connu en tissu de base polyamide enduit par un mélange de caoutchouc synthétique. L'enduction a essentiellement un rôle d'étanchéïté et de renforcement des tenues au vieillissement et aux agents marins. Si nécessaire des matériaux de même nature ou des inserts métalliques peuvent être introduits dans le tissu et servent de renforts ponctuels. Avantageusement un flotteur est réalisé par assemblage de panneaux de base c'est-à-dire de pièces de tissu prédécoupées, qui sont ensuite assemblées et thermosoudées pour former un seul ensemble. Avant son déploiement, chaque flotteur 7 est stocké replié dans son conteneur 6. On voit à la figure 2 que ce conteneur est fixé à un chassis 11 solidement ancré au corps principal 3 de la maquette. On peut désolidariser le conteneur de la maquette pour y placer en atelier le flotteur replié. Les flotteurs sont munis d'une excroissance 12 visible à la figure 3 grâce à laquelle ils se prolongent vers l'intérieur du conteneur. Cette excroissance est vulcanisée à la fois sur le fond du conteneur et sur ses parois, assurant ainsi la liaison ballon/conteneur dans laquelle transitent les efforts de retombée. Si nécessaire, des renforts métalliques noyés dans 1 'excroisssance permettront une liaison supplémentaire purement mécanique avec le conteneur. Lors du pliage, la partie de l'excroissance externe au conteneur est repliée sur les parois de ce caisson. Quand un essai est terminé et la maquette récupérée, on provoque le dégonflage des flotteurs par l'ouverture d'une vanne sur un pupitre de commande, avec emploi si nécessaire d'une pompe à vide d'appoint. Les conteneurs 6 sont alors extraits de la maquette et les flotteurs 7 sont nettoyés puis stockés à plat à l'abri de la lumière et d'une température excessive. Ils sont ensuite repliés avec soin, avantageusement "en accordéon", de façon à éviter tout coïncement et surpression locale lors de leur déploiement ultérieur. Pour faciliter ces opérations de manutention, les flotteurs sont équipés de place en place d'inserts métalliques pour la fixation de passants et de sangles destinés au pliage final. Enfin on introduit l'enveloppe repliée à l'intérieur du conteneur grâce à un outillage approprié. Le fonctionnement de la maquette est le suivant La maquette lancée sous l'eau effectue un premier parcours sous-marin puis émerge de la surface. Des capteurs de pression détectent la pression atmosphérique et l'ordre de gonflage des ballons est envoyé. Puis la maquette émerge totalement de l'eau et poursuit sa trajectoire ascendante. Simultanément les portes 5 sont éjectées sous l'action du gonflement des flotteurs. Puis la maquette atteint son apogée aérienne tandis que les flotteurs sont en fin de gonflement. Ensuite la maquette retombe sur l'eau avec ses flotteurs gonflés et entame sa phase de descente sous-marine freinée par les actions combinées de portance et de traînée des flotteurs. Après son immersion marine maximum elle débute sa phase de remontée sous-marine sous l'action de la portance des flotteurs, puis après une phase d'oscillations amorties, elle se stabilise sur l'eau en attente de sa récupération finale, ainsi que des portes qui flottent à la surface. Dans le cas d'un tir à grande profondeur pour lequel la maquette n'émerge pas de l'eau ou n'émerge que partiellement, ce sont des capteurs de pression d'eau qui détectent un palier de pression quand la maquette a atteint son apogée sous-marine. Les flotteurs sont donc gonflés sous l'eau, de même que les portes sont éjectées. La phase de retombée sous-marine est évidemment beaucoup plus courte. Les détecteurs, dans les deux cas d'émersion de la maquette ou de non émersion totale, ont détecté une variation de pression représentative de sa trajectoire sous-marine maxima. Dans les deux cas décrits, le dispositif de flottabilité et d'esquive du site de lancement doit être compatible avec une durée très brève de déploiement et de gonflement des flotteurs dictée par les trajectoires ascensionnelles limites indiquées précédemment, que ce soit en immersion ou à l'air libre. Dans l'hypothèse d'un roulis négligeable de la maquette lors de sa trajectoire ascendante, il est possible d'envisager un traitement de la trajectoire de retombée sous-marine par déport des flotteurs par rapport à l'axe longitudinal de la maquette. Ainsi, à la retombée, la maquette acquiert de l'incidence et une portance hydrodynamique supplémentaire qui permet d'incurver la trajectoire en éloignant la maquette du site de lancement. On peut aussi utiliser en appoint des ailerons déployables. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit. On peut notamment envisager d'utiliser quatre ballons ou plus, gonflables, au lieu de deux. REVENDICATIONS 1. Dispositif gonflable pour améliorer la flottabilité et le freinage d'un objet, notamment d'une maquette de fusée lancée sous l'eau, comportant des flotteurs gonflables fixés audit objet caractérisé en ce que les flotteurs (7) sont logés repliés à l'intérieur de conteneurs (6) montés de façon amovible dans le corps principal (3) de la maquette, en ce que des portes (5) éjectables lors du déploiement desdits flotteurs obturent les conteneurs et en ce que des réservoirs (8) logés dans la maquette assurent le gonflage des flotteurs à l'apogée dès que des détecteurs détectent une variation de pression subie par la maquette, représentative de sa trajectoire sousmarine maxima. 2. Dispositif gonflable selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque flotteur gonflé (7) a une forme centrale cylindrique (7a) d'axe parallèle à celui de la maquette et des parties hautes et basses (7b) de forme ellipsoïdale. 3. Dispositif gonflable selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque flotteur (7) est muni d'une excroissance (12) par laquelle il se prolonge vers l'intérieur du conteneur (6) sur les parois duquel il est fixé. 4. Dispositif gonflable selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conteneurs (6) sont fixés à un chassis (11) solidement ancré au corps principal (3) de la maquette. 5. Dispositif gonflable selon la revendication 1, caractérisé en ce que des inserts métalliques servant de renfort et/ou d'organes de fixation, sont introduits dans le tissu des flotteurs.