Brevet FR2976063A1 — publié le 20121207

Système de lancement d'un engin sous-marin La présente invention concerne un système de lancement d'un engin sous-marin. Plus particulièrement l'invention peut par exemple être utilisée pour lancer un engin sous-marin tel qu'une torpille, un missile, une mine, un dispositif de contre-mesure ou encore un drone ou tout autre engin de cette nature, à partir d'un système de lancement de ce type équipant un véhicule sous-marin tel qu'un sous-marin proprement dit. Ces systèmes de lancement sont également communément appelés « tubes lance-torpille » bien qu'ils puissent être utilisés pour lancer des engins autres que des torpilles. Généralement un sous-marin est équipé de plusieurs tubes lance-torpille de ce type. Ceux-ci doivent permettre de lancer différents types d'engins sous-marins tels que des armes constituées par des torpilles ou autres, sans imposer de contraintes mécaniques localisées et démesurées sur ces derniers (lancement sans contact), tout en présentant des dimensions acceptables pour pouvoir être intégrés dans le véhicule. Une autre caractéristique importante de ce type de systèmes est de pouvoir assurer un lancement de l'engin en toute discrétion afin d'éviter par exemple un repérage du véhicule lanceur. Différents systèmes de cette nature ont déjà été décrits en détails dans l'état de la technique. Pour mémoire, les principaux systèmes ou modes de lancement connus sont les suivants : - Les systèmes utilisant la chasse à l'air qui consiste à éjecter l'engin stocké dans un tube, en injectant de l'air sous pression à l'arrière de celui-ci. Ces systèmes présentent l'avantage de permettre un lancement sans contact avec l'engin mais sont relativement peu discrets car ils conduisent à évacuer beaucoup d'air du sous-marin porteur. - Le lancement par refouloir pneumatique qui est en fait un actionneur à vérin télescopique permettant de pousser mécaniquement l'engin hors du tube à l'aide d'un piston se déployant au moment du tir. Le principal inconvénient de ce type de systèmes est qu'ils imposent une interface mécanique spécifique à l'arrière de l'engin à lancer, l'interface devant résister à des chocs relativement importants. - Le lancement par auto-démarrage de l'engin qui n'est applicable qu'aux engins pouvant sortir du tube par leurs propres moyens et destinés à ce type de mode opératoire de lancement. En fait dans ce mode de lancement, les moyens de motorisation de l'engin sont activés et sont alors utilisés pour permettre à l'engin de sortir du tube. Ils nécessitent cependant soit un diamètre de tube sensiblement plus important que l'engin pour permettre à l'eau de circuler de l'avant de l'engin vers l'arrière de celui-ci pendant que cet engin sort, soit une troisième porte généralement annulaire, sur l'arrière du tube. Ceci permet alors d'éviter l'effet « seringue » lorsque l'engin sort du tube. Enfin, la vitesse de sortie relativement faible de l'engin limite également le domaine de tir (vitesse du sous- marin permettant l'éjection). - Les systèmes dits « Water Ram » qui utilisent un piston généralement actionné hydrauliquement, pour pousser l'eau située dans une cavité extérieure, vers l'arrière du tube lance-torpille et plus particulièrement de l'engin afin de pousser et d'éjecter celui-ci. L'avantage essentiel de ce type de systèmes réside dans le lancement sans contact. Cependant, ce type de systèmes est extrêmement volumineux et nécessite également une troisième porte généralement annulaire, ce qui présente un risque supplémentaire de ne pas pouvoir étancher correctement le tube avant et après lancement. Enfin, le piston traverse généralement la coque épaisse du sous-marin ce qui présente également une complexité supplémentaire et des risques pour celui-ci. - Le système à turbopompe, similaire aux systèmes dits « Water Ram », à ceci près qu'une turbine propulse l'eau à l'arrière de l'engin en lieu et place du piston. L'inconvénient d'un tel système réside dans le fait que la turbine est actionnée à l'intérieur de la coque du sous-marin, par injection d'air sous pression dans un rouet. Cette opération fait monter rapidement en pression l'atmosphère du bord et engendre un phénomène de condensation important dans le local de tir, ce qui se traduit également par un certain nombre de désagréments pour l'ensemble du bord. La demanderesse a également proposé de réaliser un système à double tube dont un tube intérieur est fixé à un tube extérieur et utilisant un piston annulaire réalisant une circulation d'eau de l'avant vers l'arrière de celui-ci. Cependant la fabrication d'un tel double tube est extrêmement complexe et l'espace inter tubes n'est pas aisément accessible à la maintenance. Des exemples de systèmes de lancement pourront être trouvés dans les documents DE 10340602, EP 2107331, EP 0151980, EP 0526831, FR 2724248, FR 2776059, KR 20100086295, US 4971949, US 5284106, US 6401645, US 6871610 et enfin US 7093552. Le but de l'invention est donc de résoudre les problèmes évoqués précédemment concernant le lancement de tout type d'engins grâce à un système présentant des dimensions acceptables et permettant un lancement discret. A cet effet, l'invention a pour objet un système de lancement d'un engin sous- marin, caractérisé en ce que l'engin est logé dans un tube interne, déplaçable à coulissement dans un tube externe entre une position escamotée et une position déployée à partir de ce tube externe, et en ce qu'il comporte des moyens à anti-retour d'admission d'eau à l'arrière du tube externe, des moyens de mise en communication fluidique de la partie du tube interne à l'arrière de l'engin avec la partie correspondante du tube externe, des moyens d'étanchéité portés par le tube interne et adaptés pour coulisser contre la paroi interne du tube externe lors des déplacements du tube interne dans ce tube externe et des moyens de déplacement du tube interne dans le tube externe, selon une première course de déplacement lente de sa position escamotée vers sa position déployée et selon une seconde course de déplacement rapide de sa position déployée vers sa position escamotée pour provoquer un reflux d'eau sous pression du tube externe dans le tube interne, à l'arrière de l'engin à travers les moyens de mise en communication fluidique, pour pousser l'engin sous-marin et provoquer son éjection. Selon d'autres caractéristiques prises seules ou en combinaison du système de lancement selon l'invention: - les moyens de déplacement sont interposés entre le tube externe et le tube interne, - les moyens de déplacement sont interposés entre l'arrière des tubes externe et interne, - les moyens de déplacement sont interposés entre l'arrière du tube interne et l'avant du tube externe, - les moyens de déplacement comprennent des moyens en forme de vérin télescopique, - les moyens de déplacement comprennent des moyens électromagnétiques, - les moyens de déplacement comprennent des moyens à force de LAPLACE, les moyens à anti-retour d'admission d'eau à l'arrière du tube externe comprennent une électrovanne, - les moyens à anti-retour d'admission d'eau à l'arrière du tube externe comprennent un clapet d'anti-retour, - les moyens de mise en communication fluidique comprennent des orifices ménagés dans la partie arrière du tube interne entre les deux tubes, - il comporte des moyens de guidage des déplacements du tube interne dans le tube externe interposés entre ceux-ci, - les moyens d'étanchéité portés par le tube interne et adaptés pour coulisser contre la paroi interne du tube externe lors des déplacements du tube interne dans ce tube externe comportent des moyens en forme de bavette, et - l'engin est choisi dans le groupe comprenant une torpille, un missile, une mine, un dispositif de contre-mesure ou encore un drone, - le tube interne est formé par un container résistant de réception et de protection de l'engin, et - les extrémités du tube sont obturées par des membranes perforables. 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 : - les Figures 1 à 4 représentent différentes vues en coupe schématique d'un exemple de réalisation d'un système selon l'invention et illustrant une phase de lancement d'un engin tel qu'une torpille ; - la Figure 5 représente une vue en coupe d'une variante de réalisation d'un système selon l'invention, et - la Figure 6 représente une vue en coupe d'une autre variante encore de réalisation d'un système selon l'invention. Comme cela est illustré sur ces figures et en particulier sur les Figures 1 à 4, l'invention se rapporte à un système de lancement d'un engin sous-marin. Sur ces figures le système est désigné par la référence générale 1 et l'engin sous-marin est désigné par la référence générale 2 et est constitué par exemple par une arme telle qu'une torpille ou tout autre engin sous-marin tel qu'un missile, une mine, un dispositif de contre-mesure ou encore un drone ou autre. Cet engin 2 est alors logé dans un tube interne désigné par la référence générale 3, qui, comme cela est illustré, est déplaçable à coulissement dans un tube externe désigné par la référence générale 4, entre une position escamotée illustrée sur la Figure 1 et une position déployée à partir de ce tube externe, telle qu'illustrée sur la Figure 2, après ouverture d'une porte correspondante du tube externe. Le système selon l'invention comporte également des moyens à anti-retour d'admission d'eau à l'arrière du tube externe, désignés par la référence générale 5 sur ces figures. En fait ces moyens à anti-retour peuvent par exemple comporter une électrovanne ou encore un clapet d'anti-retour, permettant d'admettre de l'eau à l'arrière du tube externe lorsque le tube interne se déploie afin d'éviter l'effet « seringue » mentionné précédemment. Dans le système selon l'invention, il est également prévu des moyens de mise en communication fluidique de la partie du tube interne à l'arrière de l'engin à lancer avec la partie correspondante du tube externe, ces moyens étant désignés par la référence générale 6 sur ces figures et comprenant par exemple des orifices ou des ouïes de passage de l'eau, ménagés dans la paroi du tube interne à l'arrière de celui-ci et plus particulièrement à l'arrière de l'engin à lancer. Le système selon l'invention comporte également des moyens d'étanchéité désignés par la référence générale 7, portés par exemple par le tube interne 3 et adaptés pour coulisser contre la paroi interne du tube externe 4 lors des déplacements du tube interne dans ce tube externe. Ces moyens d'étanchéité comprennent par exemple des moyens en forme de bavette par exemple rigide, permettant de réaliser une étanchéité entre l'amont et l'aval de ces moyens. Enfin, il est également prévu dans le système de lancement selon l'invention, des moyens de déplacement du tube interne dans le tube externe, entre ses positions décrites précédemment, ces moyens étant désignés par la référence générale 8 sur ces Figures 1 à 4. En fait, et dans l'exemple décrit sur ces Figures 1 à 4, ces moyens de déplacement sont interposés entre le tube externe et le tube interne et plus particulièrement entre l'arrière de ces tubes. Ces moyens de déplacement comportent alors des moyens en forme d'actionneur à vérin télescopique dont l'alimentation est pilotée par des moyens de commande de structure classique, pour provoquer les déplacements du tube interne dans le tube externe. Ainsi, ces moyens de déplacement sont adaptés pour déplacer le tube interne selon une première course de déplacement lente de sa position escamotée vers sa position déployée et selon une seconde course de déplacement rapide de sa position déployée à sa position escamotée. La première course de déplacement lente est ainsi illustrée sur la Figure 2, où l'on constate que l'extension du vérin a permis de déplacer le tube interne et donc l'engin sous-marin logé dans ce tube interne, de sa position escamotée à l'intérieur du tube externe vers sa position déployée à partir de celui-ci. Durant ce déplacement, l'eau est admise à l'arrière du tube externe à travers les moyens d'admission 5, pour éviter l'effet « seringue » mentionné précédemment et faciliter la sortie du tube interne. Lors de la seconde course de déplacement rapide du tube interne de sa position déployée vers sa position escamotée, telle qu'illustrée sur les Figures 3 et 4, les moyens à anti-retour sont fermés et empêchent l'eau de s'échapper du tube externe à travers ceux-ci. La bavette portée par le tube interne provoque alors, lors du déplacement de celui- ci vers sa position escamotée dans le tube externe, un reflux d'eau sous pression du tube externe dans le tube interne à l'arrière de l'engin, à travers les moyens de mise en communication fluidique 6, ce qui pousse l'engin sous-marin et provoque son éjection du tube interne, comme cela est illustré sur la Figure 4. On conçoit alors que ceci permet de résoudre les différents problèmes évoqués précédemment car le système selon l'invention ne nécessite pas de contact entre l'actionneur et l'engin. Par ailleurs il est relativement peu encombrant et permet des lancements d'engins de façon discrète. Bien entendu, des moyens de guidage des déplacements du tube interne dans le tube externe sont interposés entre ceux-ci. Ces moyens peuvent présenter n'importe quelle structure appropriée et ne seront donc pas décrits plus en détail par la suite. Bien entendu également, d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés comme ceux illustrés sur les Figures 5 et 6. Ainsi, et alors que dans les Figures 1 à 4, les moyens de déplacement comprennent un vérin télescopique interposé entre les parties arrière en regard des tubes interne et externe, dans l'exemple de réalisation illustré sur la Figure 5, ces moyens de déplacement désignés par la référence générale 10, sont formés par un actionneur du type vérin télescopique, interposé entre la partie avant du tube externe et la partie arrière du tube interne. Le fonctionnement du système est alors symétrique à celui décrit précédemment, c'est-à-dire que cet actionneur permet en se rétractant, une course lente de déploiement du tube interne par rapport au tube externe puis, en se déployant, une course rapide de rentrée du tube interne dans le tube externe. Bien entendu, d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés notamment pour la constitution des moyens de déplacement du tube interne dans le tube externe. Ainsi par exemple sur la Figure 6, on a illustré un exemple de réalisation dans lequel les moyens de déplacement comprennent des moyens électromagnétiques, un bobinage externe par exemple désigné par la référence générale 11, étant disposé autour du tube externe 12, et le tube interne 13 étant réalisé en matériau ferromagnétique permettant également de protéger l'engin sous-marin logé dans celui-ci. Bien entendu, d'autres modes de réalisation peuvent être envisagés, les moyens de déplacement pouvant par exemple être basés sur la force de LAPLACE ou autres. On conçoit que grâce à une telle structure, le système selon l'invention présente un certain nombre d'avantages également en terme de maintenance par rapport aux systèmes de l'état de la technique, dans la mesure où il peut au moins en partie être facilement démonté et retiré du véhicule lanceur afin de faciliter ces opérations. Il va de soi également que des moyens de mise en communication fluidique autres que ceux décrits peuvent être envisagés, ceux-ci pouvant par exemple être formés par une ouverture partielle ou totale de l'extrémité arrière du tube interne. Un lancement en auto-démarrage de l'engin est également possible grâce à la 5 structure du système selon l'invention. Enfin les dimensions des différentes pièces entrant dans la constitution de ce système peuvent être adaptées à la taille et à l'encombrement de l'engin. REVENDICATIONS1.- Système de lancement d'un engin sous-marin, caractérisé en ce que l'engin (2) est logé dans un tube interne (3), déplaçable à coulissement dans un tube externe (4) entre une position escamotée et une position déployée à partir de ce tube externe (4), et en ce qu'il comporte des moyens (5) à anti-retour d'admission d'eau à l'arrière du tube externe (4), des moyens (6) de mise en communication fluidique de la partie du tube interne à l'arrière de l'engin avec la partie correspondante du tube externe, des moyens d'étanchéité (7) portés par le tube interne (3) et adaptés pour coulisser contre la paroi interne du tube externe lors des déplacements du tube interne dans ce tube externe (4) et des moyens de déplacement (8 ; 10 ; 11, 13) du tube interne dans le tube externe, selon une première course de déplacement lente de sa position escamotée vers sa position déployée et selon une seconde course de déplacement rapide de sa position déployée vers sa position escamotée pour provoquer un reflux d'eau sous pression du tube externe (4) dans le tube interne (3), à l'arrière de l'engin (2) à travers les moyens (6) de mise en communication fluidique, pour pousser l'engin sous-marin (1) et provoquer son éjection. 2.- Système de lancement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (8 ; 10 ; 11, 13) sont interposés entre le tube externe et le tube interne. 3.- Système de lancement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (8) sont interposés entre l'arrière des tubes externe (4) et interne (3). 4.- Système de lancement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (10) sont interposés entre l'arrière du tube interne (3) et l'avant du tube externe (4). 5.- Système de lancement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de déplacement comprennent des moyens en forme de vérin télescopique (8). 6.- Système de lancement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de déplacement comprennent des moyens électromagnétiques (11, 13). 7.- Système de lancement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de déplacement comprennent des moyens à force de LAPLACE. 8.- Système de lancement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (5) à anti-retour d'admission d'eau à l'arrière du tube externe comprennent une électrovanne. 9.- Système de lancement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens (5) à anti-retour d'admission d'eau à l'arrière du tube externe comprennent un clapet d'anti-retour. 10.- Système de lancement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (6) de mise en communication fluidique comprennent des orifices ménagés dans la partie arrière du tube interne entre les deux tubes. 11.- Système de lancement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de guidage des déplacements du tube interne dans le tube externe interposés entre ceux-ci. 12.- Système de lancement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité portés par le tube interne et adaptés pour coulisser contre la paroi interne du tube externe lors des déplacements du tube interne dans ce tube externe comportent des moyens en forme de bavette (7). 13.- Système de lancement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'engin est choisi dans le groupe comprenant une torpille, un missile, une mine, un dispositif de contre-mesure ou encore un drone (2). 14.- Système de lancement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube interne (3) est formé par un container résistant de réception et de protection de l'engin. 15.- Système de lancement selon la revendication 14, caractérisé en ce que les extrémités du tube sont obturées par des membranes perforables.