CA2038462A1 - Dispositif de suspension pour base acoustique - Google Patents

Dispositif de suspension pour base acoustique

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CA2038462A1
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Francois Warnan
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Francois Warnan
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    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/004Mounting transducers, e.g. provided with mechanical moving or orienting device
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Abstract

DISPOSITIF DE SUSPENSION POUR BASE ACOUSTIQUE L'invention concerne les dispositifs de suspension des bases acoustiques de sonar (2) à l'intérieur de leur dôme de protection (9). Elle consiste à utiliser deux biellettes (3, 4) articulées d'un côté sur la coque du bâteau (5, 6) et de l'autre (7, 8) sur la base, acoustique. Ces biellettes forment une triangulation qui impose lors des mouvements de la base une rotation de celle-ci autour d'un centre instatané de rotation (R) situé au-dessus du centre de gravité (G) de la base. De cette manière lorsque la base vient toucher la surface intérieure du dôme, le choc se produit surface contre surface et non pas coin contre surface, ce qui limite les dégâts dus aux chocs. Elle permet d'obtenir simultanément une suspension très libre de la base acoustique et une bonne protection du dôme sonar. FIG. 1

Description

~3~

DISPOSITIF DE SUSPENSION
POUR BASE ACOUSTIQ.UE

La présente lnvention se rapporte aux dispositifs qui permettent de suspendre les base~s acoustiques de manièrs à
pouvoir lutter contre les effets de la houle.
I,es bases acoustiques, c'est-à-dire les ensembles de 5 transducteurs acoustiques qui permettent de recevoir ou d'émettre des signaux acoustiques dans l'eau, notamment pour les sonars, sont souvent fixées sous la ooque d'un bateau l'intérieur d'une enveloppe protectrica dite dôme sonar, elle-même généralement remplie d'un liquide protecteur 10 acoustiquement adapté. Comme les bateaux se déplacent sous l'effet des vngues, le faisceau acoustique, tant en ém;ssion qu'en réception, suit les mouvements de la base et il devient rapidement nécessaire de compenser ces déplacements. Bien qu'une compensation electronique soit possible, on pré~ère géné-15 ralement, tout au moins pour compenser les mouvements les plusimportants, suspendre la base de manière à ce qu'elle tende à
rester verticale en dépit de ces mouvements du bateau. Pour faciliter l'explication et le langage on peut dire, en regardant le mouvement relatif et en considérant le bateau comme immobile, 20 que la base se balance de manisre angulalre autour de son point de suspension à la coque. Bien quton puisse concevoir de faire aussi osciller le dôme, il est usuel, pour des raisons de mécaniques ainsi que pour des raisons hydrodynamiques, de fixer rlgidement le dôme à la coque du bateau et de suspendre la 2sbase à l'inté:rieur de ce dôme dans lequel elle oscille relativement librement. En outre comme les effets des vagues sont beaucoup plus sensibles en roulis qu'en tangage, la base sst généralement suspendue de manière à pouvoir osciller latéralement par rapport à l'axe du bateau, ce qui compense les , : . : ' . ,. : : , '.J

mouvements cle roulis, tout en étant fixée rigidement par rapport à l'axe longitudinal, ce qui l'entrnîne à suivre les mouvements de tangage qul sont d'importance plus faible que ceux de roulis.
Si l'on pouvait mettre une petite base dans un gros 5 dôme, celle-ci aurait toute la place voulue pOUI' se déplacer à
l'intérieur du dôme sans venir heurter les parois de celui-ci.
Cette solution n'est généralement pas retenue parce que le dôrne freine le bâteau et qu'il Paut donc le faire aussi petit que possible, compte tenu des dimensions de la base qu'il doit 10 contenir. Dans ces conditions la base tend à heurter les parois intérieures du dôme dès que le roulis prend une certahle ampleur. Ces chocs sont d'autant plus dangereux qll~ la base, qui est par exemple de la forme d'un tambour circulaire à axe vertical, présente des coins relativement aigus et est d'un 15 poids respectable. ~:n dépit de l'amortissement apporte par le liquide de remplissage du dôme les chocs risquent donc de défoncer le dôme. On est alors amené, pour éviter une telle collision, à utiliser divers palliatiîs tels que des butées qui limitent l'excursion pendulaire de la base. Ces paUiatifs sont 20 loin de donner satisfaction puisque justement en limitant les mouvements de la base ils tendent à solidariser celle- ci à la coque et donc à contrecarrer la compensation que l'on cherche à
obtenir en suspendant celle-ci de manière pendulaire.
Pour pallier ces inconvénients l'invention propose un 25 dispositif de- suspension pour base acoustique, dans lequel on suspend sous la coque d'un b~teau une base acoustique en~ermée dans un dôme de protection, caractérisé en ce que l'on utilise deux biellettes fixées par des articulations d'un côté sous la coque du bateau et de l'autre sur la base acoustique; ces 30 biellettes étant inclinées pour que les droites joignant les points d'articulation de chaque bie~lette se croisent en un point situé au-dessus du centre de gravité de la base acoustique .
D'alltres particularités et avantages de l'invention 35 apparaîtront clairement dans la description suivante présentée à

:, ~ , ,, ' ~

titre d'exemple non limitatif en regarcl des f igures annexées qui représentent:
- la ~igure 1, une coupe perpendiculaire à l'axe de roulis d'un dôme sonar enfermant une base acoustique suspendue 5 selon l'invention; et - la figure 2, un graphique des angles de débatement du bateau et de la base.
Sur la figure 1 on a représenté une coupe transversale par rapport à l'axe du bateau porteur d'un dôme sonar 9 lO protégeant une base acoustique 2 suspendue à la partie inférieure de la coque d'un bateau porteur à l'aide de deux bieLlettes 3 et 4 articulées, d'un côté sur la Eace supérieure de la base par des rotules 7 et 8, et de l'autre côté sur la coque du bateau par des rotules 5 et 6.
Cette disposition est à comparer à celle que l'on aurait si la base 2 était suspendue à la coque 1 par un système simple composé par exemple d'une biellette fixée suivant l'axe central de la base et articulée par exemple sous la coque. Dans ces conditions il est bien clair que la base an se balançant au 20 bout de ce point d'articulation viendrait cogner le dôme 9 par ses extrémités inférieures pointues 10 et 11 qui risqueraient ainsi de crever ce dôme.
Avec le système selon l'invention, il est tout aussi clair que lorsque la base se balance la$éralement elle suit non 25 seulement un mouvement de translation latéral, mais encore un mouvement de rotation autour d'un centre da rotation fictif situé au croisement du prolongement des axes des biellettes. Ce centre de rotation instantané n'est bien entendu pas fixe par rapport à la base, mais pour de petits angles il reste situé
30sensiblement au même endroit.
Ainsi donc, lorsque la base se déplace par exemple de gauche à droite en se rapprochant de la partie droite du dôme, elle subit un mouvement de rotation dans le sens des aiguiUes d'une montret qui tend à rendre la face latérale 12 de la base sensiblement parallèle à la surface lntérieure du sonar en ~3~

r0gard de cette face. Corrélativement le coin inférieur 11 de cette base se rapproche beaucollp moins du dôme que dans le cas de la suspension an~ulaire classique, alors que le coin supérieur droit 13 se rapproche beaucoup plus, c0 qui est de 5 faible importance puisque la gardo entre ce coin et le dôme est beaucoup plus importante que pour ]le coin 11. Ainsi, à supposer que le tanga~e soit suffisamment violent pour q~e la b ase vienne heurter le dôme, ce choc se fera entre la face 12 et la face intérieure du dôme sensiblement surface contra surfaca et le 10 choc des coins 11 et 13 sera ~eaucc~up moins nocif daDs ce sens que le choc direct du coin 11. clans la solution connue.
Blen entendu l'effet est le même, mais de l'autre côté, lorsque la base se balanc~ de droite à gauche, et ce sont alors les coins inférieur gauche 10 et supérieur gauche 14 qui l 5 SOllt concernés .
En outre, comme on diminue la longueur du pendule equivalent au système, la fréquence propre d'oscillation de l'ensl3mble base/biellettes augmente, ce qui 0st favorable puisque la fréquence des vagues est relativement petite.
20 L'ensemble a ainsi moins de chance d'entrer en résonance.
De plus dans ces types de mouvement le fluide protecteur qui remplit l'intérieur du dôme est moins soLlicité
en brassage, ce qui facilite les mouvements de la base au lieu de les gêner et évite les sollicitations de ce fluide sur les 25 hydrophones, sources de bruits parasites indésirables.
La dimension des biellettes et la disposition des points cle fixation n'est pas critique, si ce n'est qu'il faut que le centre instantané de rotation R se trotlve toujollrs situé
au-dessus du centre de gravité G de la base. En effet dans le 30 cas contraire la base tendralt à se balancer à l'envers, ce qui donnerait un résultat inverse de celui escompté. Compte tenu des différents paramètres qui ~ouent, notamment sur la forme intérieure du sonar ainsi que sur la forme et les dimensions de la base, la résolution analytique du probleme est relativement 35 ardue. Par contre une solution approchee permettant d'obtenir le .~

~ . ,, .. ~ -::

7,~3~

mouvement souhaité correspondant à un contact surface sur sureace lors d'un choc éventuel est facile à obtenir par l'homrne de l'art à l'aide do quelques essais graphiques préalables.
On remarquera que si l'on augmente l'angle 5 d'inclinaison entre les biellettes, soit en rapprochant leurs extrémités inférieures, soit en écartant leurs extrémités supérieures, on se rapproche du cas du pendule simple.
In~Tersement lorsque l'on diminue c~t angle, soit en écartant les extrémités inférieures cles biellett~s~ soit en rapprochant leurs 10 extremités supérieures, on tend à rendre 1Q systèrna indifférent par rapport au mouvement du bateau. Cette indifférence est totale, tout au moins pour 1QS petits ang~les lorsquo le croisement a lieu au centre de gravité G.
On remarquera aussi que si l'écartement des 15 articulations supérieures des biellettes est inférieur à
l'écartement des articulations inférieuresl le centre de rotation instantané étant alors situé au-dessus de la surface de la coque 1, on a tou~ours l'ePfet désiré mais qu'alors, si le mouvement est correct pour les petits angles en rnaintenant 20 notamment un angle de visée relativement constant, le déplacement lateral de la base est important et même souvent excessif .
Par ailleurs on a constaté que la longueur des biellettes a une faible influence sur le mouv~ment de l'ensembl~.
On a représenté sur la figure 2 l'angle de roulis~de la base sonar en fonction de l'angle de roulis a du bateau. En pointille on a la bissectrice qui correspondrait à une liaison fixe entre la base et le bateau. En trait plein on a l'angle correspondant à la situation de la figure 1. On constata que cet 30 angle est nettement plus faible pour les petites inclinaisons, ce qui correspond bien à l'effet souhalté de la suspenslon de la base. Cet angle augmente petit à petit pour se rapprocher d'une asymptote correspondant à la butée contre les parois de la coque.

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. .

Claims (2)

1. Dispositif de suspension pour base acoustique, dans lequel on suspend sous la coque (1) d'un bateau une base acoustique (2) enfermée dans un dôme de protection (9), caractérisé en ce que l'on utilise deux biellettes (3, 4) fixées par des articulations d'un côte (5, 6) sous la coque du bateau et de l'autre (7, 8) sur la base acoustique; ces biellettes étant inclinées pour que les droites joignant les points d'articulation de chaque biellette se croisent en un point (R) situé nu-dessus du centre de gravité (G) de la base acoustique.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les longueurs des biellettes (3, 4) et les positions des points d'articulation (5, 6) permettent à la base acoustique (2) de se rapprocher de la face intérieure du dôme de protection (9) en tournant de manière à ce qu'un choc éventuel entre la base et cette face intérieure du dôme se fasse surface contre surface.
CA002038462A 1990-03-23 1991-03-18 Dispositif de suspension pour base acoustique Abandoned CA2038462A1 (fr)

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