Brevet FR2999523A1 — publié le 20140620

Navire du type comportant une chaîne de propulsion La présente invention concerne un navire propulsé par un système de lignes d'arbres/hélices. En règle générale, ce navire est soit un engin sous-marin soit un bâtiment de surface. Par la suite, seule l'application à l'engin sous-marin sera décrite. De tels engins comportent une chaîne de propulsion munie d'au moins un système de butée de reprise des efforts axiaux générés par l'hélice qui permet d'assurer la propulsion de cet engin. D'une façon générale, un tel système de butée comporte notamment : un carter fixé rigidement à la coque de l'engin sous-marin, des paliers assurant la liaison pivot d'un arbre de transmission, un collet de transmission des efforts axiaux de poussée suivant l'axe longitudinal de l'arbre, ce collet étant porté par cet arbre monté en liaison pivot dans le carter, des patins de reprise des efforts du collet fixés au carter, et des moyens de liaison et d'accouplement avec d'une part des moyens de motorisation de la chaîne de propulsion, constitués par exemple par un ou plusieurs moteurs électriques de propulsion et d'autre part avec la ligne d'arbre ou d'arbres d'entraînement. Les moteurs électriques de propulsion de ce type, sont calculés et dimensionnés pour avoir un rendement optimal lorsqu'ils sont utilisés dans de conditions nominales de propulsion de l'engin. En revanche, lorsqu'ils fonctionnent dans des plages éloignées de ces conditions nominales, comme c'est assez souvent le cas, le rendement de ces moteurs chute de manière très significative, ce qui a un impact négatif sur l'autonomie de l'engin sous-marin et ses capacités opérationnelles. On a déjà proposé dans l'état de la technique, un certain nombre de solutions pour tenter d'intégrer des moyens de motorisation supplémentaires à bord de tels engins sous- marins. Mais une telle intégration a jusqu'à présent été extrêmement difficile voire impossible, en raison des contraintes extrêmement sévères notamment de poids et d'encombrement de tels moyens de motorisation. En effet l'allocation de place à bord de l'engin sous-marin, octroyée aux moyens de propulsion, est relativement réduite. De même le poids est un facteur important dans ce contexte. D'autres solutions ont consisté à intégrer les moyens de propulsion ailleurs que dans l'engin sous-marin proprement dit. On pourra par exemple se reporter au document US-8 074 592 qui décrit une solution d'intégration externe. Mais ces propositions n'ont pour l'instant pas donné pleinement satisfaction. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un navire du type comportant une chaîne de propulsion munie d'au moins un système de butée de reprise des efforts axiaux sur la chaîne, comportant un collet de butée, caractérisé en ce que le collet de butée comporte en outre à sa périphérie, des moyens en forme d'aimants permanents de manière à former un rotor de machine tournante, et en regard de ceux-ci, des moyens en forme de bobinage formant un stator de la machine tournante. Selon d'autres caractéristiques du navire suivant l'invention, prises seules ou en combinaison : - les moyens en forme de bobinage sont portés par un carter de butée en regard des aimants permanents du collet, et - les moyens en forme de bobinage sont portés par la face interne du carter de butée. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en en se référant au dessin annexé, qui représente une vue en coupe schématique de côté d'un système de butée de reprise des efforts axiaux sur une chaîne de propulsion d'un navire tel qu'un engin sous-marin selon l'invention. On a illustré sur cette figure un système de butée de reprise des efforts axiaux sur une chaîne de propulsion d'un engin sous-marin. Comme indiqué précédemment d'autres types de navires tels que des bâtiments de surface peuvent être envisagés. Ce système est désigné par la référence générale 1 sur cette figure et comporte une portion d'arbre de transmission désignée par la référence générale 2, qui comporte à ses extrémités des moyens d'accouplement respectivement 3 et 4, au reste de la chaîne de propulsion de l'engin. Ces moyens d'accouplement comportent par exemple des moyens connus sous le nom de « tourteaux », dont l'un 3, permet le raccordement à des moyens de motorisation électrique tels que par exemple un moteur électrique principal de l'engin sous-marin et dont l'autre par exemple 4, permet le raccordement à une ligne d'arbre ou d'arbres de l'engin sous-marin. Dans sa partie intermédiaire, cette portion d'arbre de transmission 2 comporte des moyens formant collet de butée de reprise d'efforts, désignés par la référence générale 5 sur cette figure. Ces moyens formant collet sont, d'une façon générale, bien connus dans l'état de la technique. Ces moyens formant collet de butée sont en fait reçus dans un carter de butée fixé rigidement à la coque de l'engin sous-marin et étant désigné par la référence générale 6 sur cette figure. Ce carter est associé à des moyens formant palier assurant la liaison pivot de la transmission, ces moyens formant palier étant désignés par la référence générale 7 sur cette figure. De façon classique également, le collet de butée de reprise des efforts axiaux est reçu à rotation dans le carter 6 et est associé à des patins de butée principale désignés par la référence générale par exemple 8 sur cette figure. Selon l'invention, le collet de butée comporte en outre à sa périphérie, des moyens en forme d'aimants permanents. Ceci est illustré sur cette figure dans laquelle les aimants permanents prévus à la périphérie du collet de butée 5 sont désignés par exemple par la référence générale 9. Ainsi par exemple des aimants permanents sont régulièrement répartis à la périphérie de ce collet. Ces aimants permanents 9 sont prévus en regard de moyens en forme de bobinage désignés par la référence générale 10 sur cette figure et portés par le carter et plus particulièrement par la surface interne de celui-ci, tournée vers le collet de butée. Ces moyens formant bobinage entourent alors le collet de butée 5 en étant espacés de celui-ci et des aimants permanents, de façon classique, par un entrefer. Ces moyens formant bobinage sont alors raccordés à des moyens d'alimentation électrique afin de constituer un stator de machine tournante dont le rotor est constitué par le collet de butée et ses aimants permanents. On conçoit alors que le collet remplit deux fonctions, l'une classique, de reprise des efforts axiaux sur la chaîne de propulsion de l'engin sous-marin, et l'autre qui est de constituer des moyens de motorisation, par exemple auxiliaires, intégrés dans le carter de réception de celui-ci. Les bobinages statoriques de la machine tournante ainsi constituée sont alors intégrés dans le carter de butée autour du collet et des aimants permanents fixés à la périphérie de celui-ci. Ce collet et ses aimants permanents forment ainsi le rotor de la machine tournante. On obtient ainsi par exemple une machine synchrone à aimants permanents avec un rotor, un stator et un entrefer, de façon classique. Le couple électromagnétique engendré par l'alimentation électrique du stator, entraîne alors en rotation les aimants et le collet, ce qui permet d'assurer une propulsion par exemple auxiliaire, pour un tel engin sous-marin. Ainsi, cette machine tournante peut avoir une puissance nominale calculée et délimitée par rapport aux moyens de motorisation électrique principaux de l'engin sous-marin, pour avoir un rendement optimal à une puissance nominale différente. On notera par ailleurs qu'étant donné que toutes les machines électriques sont réversibles, la rotation des aimants par l'intermédiaire du moteur de propulsion principal permet de réaliser un générateur électrique. REVENDICATIONS1. Navire du type comportant une chaîne de propulsion munie d'au moins un système (1) de butée de reprise des efforts axiaux sur la chaîne, comportant un collet de butée (5) , caractérisé en ce que le collet de butée (5) comporte en outre à sa périphérie, des moyens en forme d'aimants permanents (9) de manière à former un rotor de machine tournante, et en regard de ceux-ci, des moyens en forme de bobinage (10) formant un stator de la machine tournante. 2. Navire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens en forme de bobinage (10) sont portés par un carter de butée (6) en regard des aimants permanents (9) du collet (5). 3. Navire selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens en forme de bobinage (10) sont portés par la face interne du carter de butée (6).