Brevet FR2955082A1 — publié le 20110715

Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir d'un tube de lancement d'une arme à partir d'un engin sous-marin La présente invention concerne un système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir d'un tube de lancement d'une arme à partir d'un engin sous-marin. Un tel tube est couramment appelé « tube lance-torpille » et peut être intégré dans un engin sous-marin tel qu'un sous-marin proprement dit, pour lancer des armes telles que par exemple des torpilles ou encore des missiles, etc... Des drones peuvent également être lancés de cette façon en utilisant un tel tube. D'une façon générale, les systèmes d'alimentation pour ce type d'applications comportent une soupape de lancement interposée entre une source de fluide sous pression et le refouloir et cette soupape comporte alors un corps de soupape dans lequel est monté un clapet déplaçable lors du lancement de l'arme par des moyens de commande, entre une position de fermeture et une position d'ouverture de la soupape pour alimenter le refouloir en fluide sous pression. Ce clapet est également associé à des moyens de freinage de son déplacement d'ouverture, qui comportent un ralentisseur fluidique à deux chambres de fluide raccordées à travers des moyens à diaphragme de laminage de ce fluide. De tels systèmes sont par exemple utilisés pour assurer l'alimentation d'un refouloir pneumatique qui comporte alors un vérin pneumatique à plusieurs pistons télescopiques qui permettent de lancer des armes ayant des masses, des longueurs et des géométries différentes. Cependant des armes de natures différentes peuvent être lancées par un tel tube et il a été constaté que pour certaines de celles-ci, l'effort appliqué à l'arme lors de l'éjection est trop important et la loi de poussée est mal adaptée et provoque en particulier l'apparition d'un important phénomène de cavitation au culot de l'arme, ce qui se traduit notamment par une perte de vitesse de celle-ci lors de son éjection. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet l'invention a pour objet un système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir d'un tube de lancement d'une arme à partir d'un engin sous-marin, du type comportant une soupape de lancement interposée entre une source de fluide sous pression et le refouloir et comportant un corps de soupape dans lequel est monté un clapet déplaçable lors du lancement de l'arme par des moyens de commande, entre une position de fermeture et une position d'ouverture de la soupape pour alimenter le refouloir en fluide sous pression, ce clapet étant associé à des moyens de freinage de son déplacement d'ouverture comportant un ralentisseur fluidique à deux chambres de fluide raccordées à travers des moyens à diaphragme de laminage de ce fluide, caractérisé en ce que les moyens à diaphragme de laminage du fluide comportent des moyens à diaphragme variable selon la position du clapet. Selon des modes particuliers de réalisation, l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - les moyens formant diaphragme variable comportent un corps de diaphragme à deux chambres séparées par un voile muni d'au moins un orifice de passage du fluide, dans lequel s'étend une tête d'un pointeau déplaçable sous l'action du fluide et donc en fonction de la position du clapet, à l'encontre de la sollicitation de moyens élastiques ; - la tête du pointeau définit avec le voile une section de passage du fluide variable selon la position du clapet ; - la tête du pointeau comporte au moins une rainure de profondeur croissante vers son extrémité libre définissant ainsi avec le voile une section de laminage variable du fluide selon la position de cette tête et donc du pointeau ; - les moyens élastiques de sollicitation du pointeau sont associés à des moyens de réglage de leur tarage ; - les moyens élastiques comportent un ressort hélicoïdal dont une extrémité est associée à une surface d'appui du pointeau et dont l'autre extrémité est associée aux moyens de réglage du tarage de ce ressort ; - les moyens de tarage comprennent un flasque d'appui pour l'extrémité correspondante du ressort, ce flasque étant associé à un organe de réglage en position, permettant d'assurer le réglage du tarage du ressort ; - le fluide sous pression d'alimentation du refouloir est un gaz et le fluide du ralentisseur est un liquide ; - le fluide sous pression d'alimentation du refouloir est de l'air et le fluide du ralentisseur est de l'huile ; et - le fluide sous pression d'alimentation du refouloir est contenu dans des moyens formant bouteille de gaz sous pression. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente une vue générale schématique d'un système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir de l'état de la technique, - la figure 2 représente une vue en coupe schématique de moyens à diaphragme de laminage de fluide entrant dans la constitution d'un système d'alimentation selon l'invention, et - la figure 3 représente une vue en coupe d'un exemple de réalisation de ces moyens à diaphragme. On a en effet illustré sur ces figures et en particulier sur la figure 1, un système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir d'un tube de lancement d'une arme à partir d'un engin sous-marin. Le refouloir est désigné de façon générale par la référence 1 sur la figure 1 et est par exemple formé par un refouloir pneumatique à plusieurs pistons télescopiques permettant d'éjecter l'arme du tube. Des refouloirs de ce type à cinq pistons sont par exemple connus. Le système d'alimentation de ce refouloir est quant à lui désigné par la référence générale 2 de façon générale. En fait ce système d'alimentation comporte une soupape de lancement désignée par la référence générale 3, interposée entre une source de fluide sous pression désignée par la référence générale 4 et le refouloir 1. Dans l'exemple décrit, la source de fluide sous pression est par exemple formée par des moyens formant bouteille de gaz sous pression tels que par exemple des bouteilles d'air comprimé. La soupape de lancement 3 comporte quant à elle un corps de soupape désigné par la référence générale 5, dans lequel est monté un clapet désigné par la référence générale 6, déplaçable lors du lancement de l'arme par des moyens de commande désignés par la référence générale 7, entre une position de fermeture et une position d'ouverture de la soupape pour alimenter le refouloir en fluide sous pression. Cette soupape et plus particulièrement le clapet de celle-ci, sont également associés à des moyens de freinage du déplacement d'ouverture de ce clapet, ces moyens étant désignés par la référence générale 8 sur cette figure et comportant par exemple un ralentisseur fluidique à deux chambres de fluide raccordées à travers des moyens à diaphragme de laminage de ce fluide. Le fluide est par exemple de l'huile. Dans l'exemple décrit, les deux chambres du ralentisseur sont désignées par les références générales 9 et 10, et les moyens à diaphragme de laminage de ce fluide sont désignés par la référence générale 11. Un organe élastique tel que par exemple un ressort désigné par la référence générale 12, peut également être disposé dans l'une des chambres du ralentisseur, telle que la chambre 9. Dans les systèmes de l'état de la technique tels qu'illustrés sur cette figure 1, ces moyens à diaphragme de laminage comportent une portion de section réduite de passage du fluide entre les deux chambres du ralentisseur, cette partie de section réduite étant désignée par la référence générale 13. Le fonctionnement de ce système d'alimentation est alors le suivant. A l'état initial, l'air comprimé des moyens formant bouteille d'air de lancement maintient le clapet de soupape 6 en position fermée. Après une demande de lancement d'une arme, un opérateur actionne par exemple les moyens de commande 7 pour dériver une partie de l'air comprimé dans une chambre d'actionnement 14 du clapet 6, ce qui amène alors celui-ci à se déplacer vers une position d'ouverture. Ce déplacement se fait à l'encontre de la sollicitation élastique du ressort 12 et provoque un refoulement du fluide contenu dans la première chambre 9 du ralentisseur à travers les moyens 11 à diaphragme de laminage du fluide et la portion de section réduite 13 de ceux-ci, en direction de la seconde chambre 10 du ralentisseur. Une telle structure permet ainsi de ralentir le mouvement d'ouverture de la soupape afin de limiter l'effort de poussée vu au culot de l'arme. Cependant une telle structure présente des inconvénients qui ont été décrits précédemment à propos notamment de l'adaptation de l'effort au culot de l'arme et de l'apparition du phénomène de cavitation. Pour résoudre ces problèmes et comme cela est illustré sur les figures 2 et 3, dans le système d'alimentation selon l'invention, les moyens à diaphragme de laminage de fluide comportent des moyens à diaphragme variable selon la position du clapet de soupape. On reconnaît sur la figure 2, le corps de la soupape de lancement 5, le clapet 6, la chambre d'actionnement 14 du clapet, les moyens 8 de freinage du déplacement d'ouverture de ce clapet, les chambres fluidiques 9 et 10 de ceux-ci, les moyens élastiques 12 et des moyens à diaphragme de laminage de ce fluide qui, sur ces figures 2 et 3, sont désignés par la référence générale 15. En fait et comme cela est illustré, ces moyens à diaphragme de laminage de fluide comprennent des moyens à diaphragme variable selon la position du clapet. Ils comportent alors un corps de diaphragme désigné par la référence générale 16, à deux chambres respectivement 17 et 18, séparées par un voile 19, muni d'au moins un orifice de passage du fluide, cet orifice étant désigné par la référence générale 20. Un pointeau désigné par la référence générale 21 est monté déplaçable dans ce corps de diaphragme et présente une tête de pointeau désignée par la référence générale 22, adaptée pour s'étendre dans l'orifice 20 de passage du fluide ménagé dans le voile 19 séparant les deux chambres 17 et 18 du corps de diaphragme. En fait et comme cela est illustré, ce pointeau 21 est monté déplaçable à coulissement dans le corps de diaphragme sous l'action du fluide lors du déplacement du clapet de soupape de lancement vers sa position d'ouverture, à l'encontre de la sollicitation de moyens élastiques constitués par exemple par un ressort hélicoïdal désigné par la référence générale 23. En fait et comme cela est illustré, la tête 22 du pointeau 21 définit avec le voile 19, une section de passage du fluide variable selon la position du clapet. Dans l'exemple de réalisation illustré sur ces figures, la tête 22 du pointeau 21 comporte au moins une rainure désignée par la référence générale 24 sur la figure 3, de profondeur croissante vers l'extrémité libre de cette tête et définissant ainsi avec le voile 19 du corps de diaphragme, une section de laminage variable du fluide selon la position de cette tête et donc du pointeau. On conçoit que ceci permet de contrôler l'effet du ralentisseur de déplacement du clapet de soupape selon la position de celui-ci. De plus et comme cela est également illustré sur cette figure 3, les moyens élastiques de sollicitation du pointeau, c'est-à-dire le ressort 23, peuvent être associés à des moyens de réglage de leur tarage, ces moyens de réglage étant désignés par la référence générale 25. Comme cela est illustré sur cette figure 3, le ressort 23 présente en effet une première extrémité adaptée pour coopérer avec une surface d'appui 26 du pointeau 21 et une seconde extrémité associée aux moyens 25 de réglage du tarage de celui-ci. Ces moyens de réglage comprennent par exemple un flasque d'appui pour l'extrémité correspondante de ce ressort, ce flasque d'appui 27 étant monté réglable en position sur un manchon 28 placé par exemple autour d'une extrémité du pointeau 21 et permettant par exemple à un opérateur par l'intermédiaire d'une molette de réglage de déplacer ce flasque pour assurer le réglage du tarage de ce ressort. Il va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation de ces moyens de tarage peuvent être envisagés. Une telle structure permet d'adapter l'effort généré sur l'arme par le refouloir par exemple en fonction des caractéristiques de l'arme, de la profondeur d'immersion et de la vitesse de l'engin sous-marin, etc... Ainsi par exemple une telle structure permet d'optimiser l'effort vu par l'arme et en particulier de réduire l'effort maximum vu par celle-ci, de même que la loi de poussée qui permet d'assurer une accélération plus constante de l'arme en optimisant sa dynamique lors de son éjection. Par ailleurs une telle structure permet également d'obtenir un gain de vitesse de l'arme à l'éjection, tout en diminuant le phénomène de cavitation observé au culot de celle-ci lors de ce lancement. Bien entendu d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. REVENDICATIONS1.- Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir (1) d'un tube de lancement d'une arme à partir d'un engin sous-marin, du type comportant une soupape de lancement (3) interposée entre une source de fluide sous pression (4) et le refouloir (1) et comportant un corps de soupape (5) dans lequel est monté un clapet (6) déplaçable lors du lancement de l'arme par des moyens de commande (7), entre une position de fermeture et une position d'ouverture de la soupape pour alimenter le refouloir en fluide sous pression, ce clapet (6) étant associé à des moyens (8) de freinage de son déplacement d'ouverture comportant un ralentisseur fluidique à deux chambres de fluide (9, 10) raccordées à travers des moyens à diaphragme de laminage de ce fluide, caractérisé en ce que les moyens à diaphragme de laminage du fluide comportent des moyens (15) à diaphragme variable selon la position du clapet. 2.- Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (15) formant diaphragme variable comportent un corps de diaphragme (16) à deux chambres (17, 18) séparées par un voile (19) muni d'au moins un orifice (20) de passage du fluide, dans lequel s'étend une tête (22) d'un pointeau (21) déplaçable sous l'action du fluide et donc en fonction de la position du clapet, à l'encontre de la sollicitation de moyens élastiques (23). 3.- Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tête (22) du pointeau (21) définit avec le voile (19) une section de passage du fluide variable selon la position du clapet. 4.- Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tête (22) du pointeau (21) comporte au moins une rainure (24) de profondeur croissante vers son extrémité libre définissant ainsi avec le voile (19) une section de laminage variable du fluide selon la position de cette tête et donc du pointeau. 5.- Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens élastiques (23) de sollicitation du pointeau (21) sont associés à des moyens (25) de réglage de leur tarage. 6.- Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens élastiques comportent un ressort hélicoïdal (23) dont une extrémité est associée à une surface d'appui (26) du pointeau (21) et dont l'autre extrémité est associée aux moyens (25) de réglage du tarage de ce ressort. 7.- Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de tarage comprennent un flasque d'appui (27) pour l'extrémité correspondante du ressort (23), ce flasque étant associé à un organe (28) de réglage en position, permettant d'assurer le réglage du tarage du ressort. 8.- Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide sous pression d'alimentation du refouloir (1) est un gaz et le fluide du ralentisseur (8) est un liquide. 9.- Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fluide sous pression d'alimentation du refouloir est de l'air et le fluide du ralentisseur est de l'huile. 10.- Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le fluide sous pression d'alimentation du refouloir est contenu dans des moyens formant bouteille de gaz sous pression (4).