Brevet FR2843804A1 — publié le 20040227

L'invention concerne un appareil de suspension de sonar du type comprenant une bouée flottante et un dispositif sonar sous-marin relié à la bouée par un câble de suspension. Des dispositifs sonars sous-marins étendus doivent être déployés pour localiser un grand nombrede transducteurs à hydrophones dans des positions relatives appropriées afin de permettre une détection sur une longue portée et avec une haute sensibilité. De 10 tels dispositifs peuvent comprendre un certain nombre d'éléments de suspension déployés séparément, équipés chacun d'une bouée flottante séparée. Cependant, il est plus commode et plus économique que le dispositif soit déployé en une structure d'un seul tenant, géné15 ralement suspendu à une seule bouée flottante. A cet effet, on a proposé diverses structures d'un seul tenant comportant des bras rétractés capables d'effectuer un mouvement d'extension lors du déploiement dans une position appropriée afin de former un large dispositif 20 d'éléments rigides portant des transducteurs. Cependant, de telles structures sont nécessairement complexes et lourdes et sujettes à des problèmes mécaniques lors du déploiement. Un objet de l'invention est de proposer 25 une forme nouvelle d'appareil de suspension qui convient particulièrement à une telle application. Conformément à la présente invention, il est proposé un appareil de suspension de sonar comprenant une bouée flottante et un dispositif sonar sous30 marin relié à la bouée flottante par un câble de suspension, le dispositif sonar comprenant plusieurs éléments allongés de support de transducteurs comportant au moins un bras rigide et au moins une ligne flexible. L'association d'au moins un bras rigide 35 de support de transducteur et d'au moins une ligne flexible de support de transducteur en une structure d'un seul tenant permet de simplifier considérablement la conception et de faciliter le déploiement. Elle permet aussi de réaliser l'appareil de façon qu'il soit plus léger et produit plus économiquement. Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, le dispositif sonar comprend deux bras rigides de support de transducteurs, qui sont commodément télescopiques, et une ligne flexible de support 10 de transducteur, chacun étant relié par une extrémité à un ensemble commun de liaison. L'agencement est avantageusement tel que, lorsque l'appareil est déployé, les deux bras rigides s'étendent dans des directions radialement opposées, dans un plan sensiblement horizon15 tal, et la ligne flexible s'étend à peu près perpendiculairement aux deux bras. La ligne flexible est avantageusement d'une flottabilité sensiblement neutre. Un avantage particulier de cet appareil est qu'il peut être conçu pour être déployé suivant 20 l'un de deux agencements possibles. Dans un premier agencement, l'appareil comprend un élément de traînée, tel qu'une ancre flottante, relié à la ligne flexible afin de provoquer son extension dans un plan sensiblement horizontal 25 lorsqu'elle est déployée du fait de la traction exercée sur la ligne par l'effet de l'écoulement marée-moteur sur l'élément de traînée. Dans un second agencement, l'appareil comprend un lest relié à la ligne flexible afin de provo30 quer son extension à peu près verticalement vers le bas lors du déploiement du fait de la tension exercée sur la ligne par ce lest. L'appareil comprend commodément un boîtier extérieur destiné à loger les éléments de support de 35 transducteurs avant qu'ils soient déployés. Le boîtier extérieur peut être disposé de façon à être détaché de la partie restante de l'appareil après le déploiement. L'invention sera décrite plus en détail 5 en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique représente une forme préférée de réalisation de l'appareil selon l'invention dans son état déployé. L'appareil illustré comprend fondamentale10 ment une bouée flottante 1, représentée alors qu'elle flotte sur la surface de la mer 2, et un dispositif sonar 3 relié à la bouée flottante 1 par un câble 4 de suspension. Le dispositif sonar 3, qui est un dispositif en "T", comprend une partie rigide 5 et une partie 15 flexible 6. La partie rigide 5 du dispositif 3 est constituée de deux bras rigides télescopiques 7 et 8 comprenant chacun plusieurs tronçons d'une matière composite circulaire, emboîtés les uns dans les autres 20 avant l'extension. Chaque tronçon est muni d'un dispositif connu pour se verrouiller dans le tronçon suivant lors de l'extension et il comporte au moins un point d'attache pour un transducteurà hydrophone9 ainsi qu'un point d'attache de câbles pour signaux électriques 25 (non représentés). Chacun des bras 7 et 8 est relié par une extrémité à un bloc boîtier inférieur 10 qui comprend un circuit électronique de commande, au moyen d'une articulation pivotante permettant au bras 7 ou 8 d'être déplié vers le bas vers son état déployé 30 à partir d'une position parallèle au câble 4, lors du déploiement. Dans leurs positions déployées, les deux bras 7 et 8 ont chacun une longueur d'environ 5,5 mètres et s'étendent dans un plan sensiblement horizontal. 35 En outre, les bras 7 et 8 supportent douze transducteurs à hydrophones 9 à des intervalles demandés sur leurs longueurs, ainsi que les câbles pour signaux électriques connectant chacun des transducteurs 9 au circuit se trouvant dans le bloc boîtier inférieur 10. Des câbles 5 11 et 12 de stabilisation s'étendent entre le câble 4 de suspension et les bras 7 et 8. La partie flexible 6 du dispositif 3 comprend une ligne flexible 13 reliée au bloc boîtier inférieur 10 à proximité immédiate des articulations 10 des bras rigides 7 et 8. La ligne flexible 13 est constituée d'un câblage électrique de flottabilité neutre qui assume les deux fonctions consistantà supporter dix transducteurs à hydrophones 14 à intervalles demandés sur sa longueur et à établir des interconnexions électri15 ques entre les transducteurs 14 et le circuit se trouvant dans le bloc boîtier inférieur 10. Plus particulièrement, le câblage d'interconnexion (non représenté) s'étend entre chaque transducteur 14 et le câble auxquels il est relié électriquement, l'étanchéité du 20 raccord étant réalisée après la fixation au moyen d'une matière d'enrobage convenable. Lorsqu'elle est déployée, la ligne flexible 13 présente une longueur d'environ 100 mètres et s'étend à peu près perpendiculairement aux bras 7 et 8. Des haubans 15 et 16 de tensionnement 25 sont montés entre les bras 7 et 8 et la ligne flexible 13. Chaque transducteur à hydrophone 9 ou 14 est du type à diaphragme à flexion logé à l'intérieur d'un boîtier cylindrique semi-flexible. Le boîtier 30 contient aussi un circuit électronique miniaturisé nécessaire pour amplifier et multiplexer les signaux provenant de l'hydrophone. L'ensemble complet est conçu de façon à être aussi proche que possible d'une flottabilité neutre, avec des techniques de fabrication 35 peu coteuses. On décrira à présent la façon dont l'appareil est déployé dans la mer à partir d'un navire ou d'un aéronef. A cet égard, l'appareil peut être déployé suivant l'un de deux agencements possibles, et ces deux agencements possibles seront décrits séparément. L'appareil complet est initialement logé dans un boîtier extérieur 17, le bloc boîtier inférieur 10 se trouvant dans une partie inférieure du boîtier 17, les bras 7 et 8 étant totalement rétractés et pliés 10 parallèlement l'un à l'autre et à l'axe du bloc 10, la ligne flexible 13 étant enroulée à l'intérieur du boîtier 17 et le flotteur 1 étant attaché au sommet du boîtier 17. En arrivant sur la surface de l'eau, le flotteur 1 se détache du boîtier 17 et flotte sur 15 la surface 2 de la mer. La partie restante de l'ensemble descend sous la surface et le câble 4 est dévidé jusqu'à ce qu'un capteur indique que l'ensemble a atteint une profondeur prédéterminée. Entretemps, les bras 7 et 8 effectuent un mouvement d'extension jusqu'à leurs 20 longueurs complètes tout en restant parallèles entre eux. A la profondeur demandée, les bras 7 et 8 sont basculés vers l'extérieur en direction de leurs positions déployées, un mécanisme étant prévu pour assurer que les deux bras 7 et 8 se déploient symétriquement. 25 Ce déploiement s'accompagne d'une séparation du boîtier extérieur 17 qui s'écarte des bras 7 et 8 et du bloc 10 et il est aidé par le dévidage du câble 4. Une sollicitation par ressort est prévue pour vaincre toute adhérence de frottement et donner aux bras 7 et 8 une 30 impulsion initiale vers l'extérieur. Tandis que le boîtier extérieur 17 se sépare des bras 7 et 8 et du bloc 10 à ce stade, il reste attaché à la ligne flexible 13 qui est alors dévidée du boîtier 17. Dans un premier agencement, une étoffe 35 flexible ou une encre flottante 18 en matière plastique, ou encore un parachute sous-marin, est attaché à l'extrémité de la ligne flexible 13 et est dévidé avec la ligne 13 du boîtier 17. Avantageusement, le boîtier 17 comporte des panneaux 19 et 20 de section semi5 circulaire, chargés par des ressorts, qui sont éjectés vers l'extérieur lors du déploiement et qui sont placés de façon à former un petit angle afin de se comporter comme des ailes pour maîtriser la descente du boîtier 17 dans l'eau pendant le déploiement. Après que l'ancre flottante 18 a été dévidée, leboîtier l7est jeté l'eauets'enfoncevers le fond de la mer. Dans cet agencement, on provoque une extension de la ligne flexible 13 dans un plan sensiblement horizontal et on la maintient tendue par l'effet du courant 15 marée- moteur sur l'ancre flottante 18. On appréciera donc que l'orientation de la ligne flexible 13 est déterminée par la direction de ce courant à la profondeur déployée. Le dispositif déployé peut être maintenu à la profondeur demandée grâce au fait qu'il présente 20 une flottabilité aussi proche que possible de la neutralité, des éléments de traînée supplémentaires sous la forme de cerfs-volants, tels que ceux représentés en 21 sur la figure, étant insérés dans le câble 4 de suspension afin de créer un équilibre des forces 25 de traînée entre les ensembles situés à la surface et sous la surface pour qu'une traction souhaitée existe dans le dispositif horizontal afin de le maintenir droit. Une boussole d'induction est incorporée dans le bloc boîtier inférieur 10 pour fournir des données 30 concernant la direction dans laquelle le dispositif est orienté. Dans un second agencement de déploiement, le mode de déploiement est modifié par un mécanisme simple afin de provoquer une extension verticale vers 35 le bas de la ligne flexible à partir du bloc 10, cet agencement étant avantageux pour les performances globales du système dans certains environnements acoustiques. On l'obtient en jetant à l'eau l'ancre flottante 18 avec le boîtier 10, après déploiement des bras 7 et 8, mais en laissant en place un lest (non représenté) attaché à l'extrémité de la ligne 13 et servant à la maintenir verticalement dans le courant marée-moteur. Ainsi qu'il est classique, la bouée flottante 1 comprend un émetteur et un circuit associé connectés électriquement au circuit du bloc boîtier inférieur 10 au moyen du câble 4. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de suspension de sonar, caractérisé en ce qu'il comporte une bouée flottante (1) et un dispositif sonar sous-marin (3) relié à la bouée 5 flottante par un câble (4) de suspension, le dispositif sonar comprenant plusieurs éléments de support de transducteurs (9, 14) comprenant au moins un bras rigide (7 ou 8) et au moins une ligne flexible (13). 2. Appareil selon la revendication 1, carac10 térisé en ce que le dispositif sonar comprend deux bras rigides (7, 8) de support de transducteurs (9) et une ligne flexible (13) de support de transducteurs (14), reliés chacun, par une extrémité, à un ensemble commun de liaison (10). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux bras rigides peuvent, lors de l'utilisation, être étendus dans des directions radialement opposées, dans un plan sensiblement horizontal, et la ligne flexible peut, lors de l'utilisation, 20 s'étendre à peu près perpendiculairement aux deux bras. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que la ligne flexible est d'une flottabilité sensiblement neutre. 5. Appareil selon l'une quelconque des 25 revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un élément (18) de traînée attaché à la ligne flexible. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte 30 un lest attaché à la ligne flexible. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier extérieur (17) destiné à loger les éléments de support de transducteurs avant qu'ils 35 soient déployés.