Brevet FR3039821A1 — publié le 20170210

Sous-marin comportant des moyens de propulsion à pompe-hélice La présente invention concerne un sous-marin comportant des moyens de propulsion à pompe-hélice. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un tel sous-marin qui comporte des moyens de propulsion à pompe-hélice comprenant au moins une hélice disposée dans une tuyère. Le pilotage ou la conduite des sous-marins actuels est réalisé grâce à des barres de plongée et/ou de direction, qui sont actionnées au travers de mèches qui, bien souvent, traversent la coque épaisse du sous-marin. Par ailleurs, les safrans associés génèrent une résistance supplémentaire à l'avancement. Différentes configurations de ces moyens ont été proposées pour tenter de résoudre ces problèmes. On pourra par exemple se référer aux documents CN201427663, US6572422 et US 6581537. Mais aucune de ces propositions n'a donné pleinement satisfaction en particulier en termes de coût, d'encombrement, de fiabilité, de facilité d'implantation et de montage, d'entretien, d'étanchéité, de discrétion.... Le but de l'invention est de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un sous-marin comportant des moyens de propulsion à pompe-hélice, comportant au moins une hélice disposée dans une tuyère, caractérisé en ce que la tuyère comporte au moins deux parties dans le prolongement l'une de l'autre, dont la partie avant est fixe par rapport au reste du sous-marin et dont la partie arrière est orientable en position par rapport à la partie avant et en ce que les parties avant et arrière de la tuyère comportent des surfaces de contact et de guidage complémentaires hémisphériques. Suivant d'autres caractéristiques du sous-marin selon l'invention, prises seules ou en combinaison : - des moyens en forme de couronnes de frottement sont interposés entre les surfaces de contact et de guidage complémentaires des parties de tuyère ; - des moyens de butée d'orientation de la partie arrière de la tuyère par rapport à la partie avant de celle-ci, sont interposés entre les deux parties de tuyère ; - les moyens de butée se présentent sous la forme de parties en saillie complémentaires des surfaces de contact et de guidage complémentaires des parties de tuyère ; 3039821 2 - des moyens en forme de manchons interne et externe sont prévus pour recouvrir les zones de liaison interne et externe entre les deux parties de tuyère ; - les manchons sont en matériau élastomère ; - il comporte des moyens motorisés de pilotage de l'orientation de la partie arrière 5 mobile de tuyère par rapport à la partie avant fixe ; - les moyens motorisés de pilotage comprennent des vérins interposés entre les deux parties de tuyère ; - les vérins comprennent des vérins choisis dans le groupe comprenant des vérins : 10 - hydrauliques, - pneumatiques, - électriques ; les moyens motorisés de pilotage comprennent au moins trois vérins régulièrement répartis entre les deux parties de tuyère ; 15 - les vérins sont débrayables pour permettre un fonctionnement en mode dégradé ; - il comporte des moyens formant capteur de position des deux parties de tuyère l'une par rapport à l'autre. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, 20 donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1 et 2 représentent des vues partielles à échelle agrandie, de parties d'une pompe-hélice entrant dans la constitution de moyens de propulsion d'un sous-marin selon l'invention. 25 On a en effet illustré sur ces figures, un engin sous-marin qui est désigné par la référence générale 1, et qui est muni de moyens de propulsion désignés par la référence générale 2. Ces moyens de propulsion 2 comprennent des moyens de propulsion à pompe- hélice désignés à la référence générale 3. 30 De façon classique, ces moyens de propulsion comportent alors au moins une hélice désignée par la référence générale 4, entrainée par exemple par un arbre d'entrainement 5, relié au reste de la chaîne de motorisation du sous-marin. L'hélice 4 est alors montée rotative dans une tuyère désignée par la référence générale 6. 35 Selon l'invention, cette tuyère 6 comporte au moins deux parties dans le prolongement l'une de l'autre. 3039821 3 Ces deux parties de tuyère sont désignées par les références 7 et 8 respectivement. La partie avant 7 est fixe par rapport au reste du sous-marin et est reliée à celui-ci par exemple par l'intermédiaire de bras de fixation, dont l'un est désigné par la référence 5 générale 9 sur la figure 1. Ces bras peuvent par exemple également permettre le passage de moyens de raccordement et de connexion du reste de la tuyère au sous-marin proprement dit, comme cela sera décrit plus détail par la suite. La partie arrière de la tuyère, désignée par la référence générale 8, est quant à 10 elle orientable en position par rapport à la partie avant de celle-ci. Les deux parties de tuyère sont alors par exemple dans le prolongement longitudinal et orientable l'une par rapport à l'autre. En fait, les parties avant et arrière de cette tuyère comportent des surfaces de contact et de guidage complémentaires hémisphériques. 15 Ces surfaces de contact de guidage complémentaires sont respectivement désignées par les références générales 10 et 11 sur ces figures. Comme cela sera également décrit plus en détail par la suite, des moyens de butée d'orientation et des déplacements de la partie arrière de la turbine par rapport à la partie avant de celle-ci, sont interposés entre ces deux parties de turbine. 20 Ces moyens de butée se présentent par exemple sous la forme de parties en saillie complémentaires de ces surfaces de contact, comme cela sera décrit plus en détails par la suite. Comme cela est illustré sur la figure 1, des moyens en forme de manchon interne et externe, désignés respectivement par les références générales 12 et 13 sur cette figure 25 1, sont prévus pour recouvrir les zones de liaison et d'orientation, interne et externe, entre les deux parties de tuyère. Ces manchons de recouvrement sont par exemple de préférence en matériau élastomère. Bien entendu d'autres matériaux peuvent être envisagés et d'autres formes de 30 moyens de recouvrement peuvent être conçues. Comme cela est indiqué précédemment, la partie arrière de la tuyère est orientable en position par rapport à la partie avant. Il est alors prévu à cet effet, des moyens motorisés de pilotage de l'orientation de cette partie arrière mobile de tuyère par rapport à la partie avant fixe de celle-ci. 3039821 4 En fait ces moyens motorisés de pilotage peuvent par exemple comporter des actionneurs comme des vérins, interposés entre les deux parties de tuyère et dont l'un est représenté sur cette figure 1 et est désigné par la référence générale 14. En fait, plusieurs actionneurs ou vérins peuvent être régulièrement répartis entre 5 ces deux parties de tuyère. De préférence, au moins trois vérins sont régulièrement répartis entre ces deux parties de tuyère. Ces vérins sont par exemple choisis dans un groupe comprenant des vérins hydrauliques, pneumatiques ou électriques. 10 Ces vérins sont alors commandés à partir de moyens de pilotage ou de conduite embarqués à bord du reste du sous-marin. On a illustré sur la figure 2, de façon plus détaillée, la zone des surfaces de contact et de guidage complémentaires hémisphériques des deux parties de tuyère. On reconnait toujours sur cette figure 2, les parties avant et arrière de tuyère 15 respectivement 7 et 8, et les surfaces de contact et de guidage complémentaires hémisphériques respectivement 10 et 11 de même que le manchon de recouvrement interne 12. Comme cela est indiqué précédemment, des moyens en forme de couronne de frottement, sont interposés entre les surfaces de contact et de guidage des deux parties 20 de tuyère. Ces moyens en forme de couronne sont désignés par les références respectivement 15 et 16 sur ces figures. Ces couronnes sont alors par exemple au nombre de deux et sont équipées par exemple de racleurs par exemple pour éviter des dysfonctionnements liés aux salissures 25 ou corps étrangers ou autres. Comme cela est indiqué précédemment également, des moyens de butée d'orientation de la partie arrière de tuyère par rapport à la partie avant, sont prévus entre les deux parties de celle-ci. Dans l'exemple de réalisation décrit sur cette figure 2, ces moyens de butée 30 d'orientation comprennent en outre une partie en saillie désignée par la référence générale 17 sur cette figure 2. Cette partie en saillie 17 est par exemple associée à la partie avant fixe de tuyère et sert donc à délimiter, en coopérant avec les couronnes 15 et 16, qui sont elles associées à la partie mobile de tuyère, la plage de déplacement et d'orientation de la 35 partie arrière de tuyère par rapport à la partie avant. 3039821 5 Sur cette figure 2, on a illustré une partie en saillie et des couronnes qui coopèrent pour définir la plage de déplacement mai il va de soi que d'autres modes de réalisation peuvent être envisagés. On a également illustré sur cette figure 2, l'implantation de capteurs de position 5 dans la partie fixe de tuyère. Ces capteurs de position sont par exemple désignés par les références 18 et 19 respectivement sur cette figure. Comme cela a été indiqué précédemment également, les bras de fixation de la partie avant de la tuyère, fixe par rapport au reste du sous-marin, peuvent servir à faire 10 passer les différentes connexions et raccordements par exemple de ces capteurs de position et des vérins au reste du sous-marin. On conçoit alors qu'une telle structure présente un certain nombre d'avantages par rapport aux systèmes à barre de plongée et/ou de direction ou encore à ceux décrits dans les documents antérieurs mentionnés précédemment. 15 Une telle structure est également particulièrement fiable dans la mesure par exemple où elle est « tolérante » aux dysfonctionnements. Les vérins sont en effet par exemple débrayables pour permettre un fonctionnement en mode dégradé de l'ensemble, sur le reste des vérins opérationnels. Ainsi par exemple en cas de dysfonctionnement de l'un des vérins des moyens 20 motorisés, il suffit de mettre celui-ci hors-circuit par exemple en le libérant, pour permettre de maintenir la fonction grâce aux autres vérins qui restent opérationnels et qui sont alors pilotés grâce à des lois spécifiques. Ceci est très important en particulier dans l'application envisagée aux sous-marins. 25 REVENDICATIONS1.- Sous-marin comportant des moyens (2) de propulsion à pompe-hélice, comportant au moins une hélice (4) disposée dans une tuyère (3), caractérisé en ce que la tuyère comporte au moins deux parties (7, 8) dans le prolongement l'une de l'autre, dont la partie avant (7) est fixe par rapport au reste du sous-marin et dont la partie arrière (8) est orientable en position par rapport à la partie avant (7) et en ce que les parties avant et arrière de la tuyère comportent des surfaces de contact et de guidage complémentaires hémisphériques (10, 11). 2.- Sous-marin selon la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens en forme de couronne de frottement (15, 16) sont interposés entre les surfaces de contact et de guidage complémentaires (10, 11) des parties de tuyère. 3.- Sous-marin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des moyens (15, 16, 17) de butée d'orientation de la partie arrière (8) de la tuyère par rapport à la partie avant (7) de celle-ci, sont interposés entre les deux parties de tuyère. 4.- Sous-marin selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de butée se présentent sous la forme de parties en saillie complémentaires (15, 16, 17) des surfaces de contact et de guidage complémentaires (10, 11) des parties de tuyère. 5.- Sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens en forme de manchons interne et externe (12, 13) sont prévus pour recouvrir les zones de liaison interne et externe entre les deux parties de tuyère. 6.- Sous-marin selon la revendication 5, caractérisé en ce que les manchons externe (12, 13) sont en matériau élastomère. 7.- Sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens motorisés (14) de pilotage de l'orientation de la partie arrière mobile de tuyère par rapport à la partie avant fixe. 3039821 7 8.- Sous-marin selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens motorisés (14) de pilotage comprennent des vérins interposés entre les deux parties de tuyère. 5 9.- Sous-marin selon la revendication 8, caractérisé en ce que les vérins comprennent des vérins choisis dans le groupe comprenant des vérins : - hydrauliques, - pneumatiques, - électriques. 10 10.- Sous-marin selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens motorisés de pilotage comprennent au moins trois vérins régulièrement répartis entre les deux parties de tuyère. 15 11.- Sous-marin selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les vérins sont débrayables pour permettre un fonctionnement en mode dégradé. 12.- Sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (18, 19) formant capteur de position des 20 deux parties de tuyère l'une par rapport à l'autre.