EP0015177A1 - Bouée aéroportée largable à déclenchements aérodynamique et inertiel - Google Patents

Bouée aéroportée largable à déclenchements aérodynamique et inertiel Download PDF

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EP0015177A1
EP0015177A1 EP80400140A EP80400140A EP0015177A1 EP 0015177 A1 EP0015177 A1 EP 0015177A1 EP 80400140 A EP80400140 A EP 80400140A EP 80400140 A EP80400140 A EP 80400140A EP 0015177 A1 EP0015177 A1 EP 0015177A1
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    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B22/00—Buoys
    • B63B22/003—Buoys adapted for being launched from an aircraft or water vehicle;, e.g. with brakes deployed in the water
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods 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
    • G10K11/004—Mounting transducers, e.g. provided with mechanical moving or orienting device
    • G10K11/006—Transducer mounting in underwater equipment, e.g. sonobuoys

Definitions

  • the present invention relates to buoys which are dropped from an aircraft and more specifically to sound radio buoys, which are intended, once in the water, to transmit various submarine parameters and information by radio, detected by acoustic receivers.
  • These radio buoys generally include a float provided with an antenna as well as a hydrophone which, attached to the float descends to a certain depth to detect acoustic noise. The hydrophone's electrical signals are processed and applied to the radio antenna.
  • Z1 is known to use a balloon as a float. This balloon inflates during the fall and once arrived on the water, the air is trapped in the balloon and ensures the buoyancy of the buoy.
  • the balloon Before the fall the balloon is contained in a cover, which must come off at the start of this fall.
  • a releasable airborne buoy comprising a balloon which inflates during the fall ensures the buoyancy of the buoy on the water.
  • the balloon inflates during the fall by a forced entry of air at the base of the balloon and inside the balloon there is a membrane of flexible material which can block the air inlet or outlet holes of the balloon , the pressure of the balloon thus being equal to the maximum dynamic pressure of the air during the fall.
  • the cover is not fixed to the device and it comes off at the start of the fall, which does not guarantee certain operation, the cover being able to cause damage.
  • the descent is slow and therefore it takes quite a long time before the buoy is operational.
  • the descent is faster if the coil is faired, but the volume available for the cable is less, which reduces the depth that the hydrophone can reach.
  • the movement of the shovels is used according to the invention to release the cover and to lock a system for detaching the container in which the hydrophone and the cable reel, the buoy additionally comprising an inertia release device for detaching the container during water impact, which descends rapidly into the water thanks to its fairing.
  • the device according to the invention has the advantage that the lower part detaches entirely, which makes it possible to use a larger volume than in the prior art. As a result, it is possible to accommodate a length of cable for depths up to 2000 meters.
  • a radioelectric buoy comprising a hydraphane, dropable from an aircraft into the water, comprising two separable parts, an upper part containing the electronics associated with a transmission antenna and to a hydrophone capturing sound waves in water, and supporting a floating balloon protected by a cover, the balloon inflating during the fall of the buoy by means of a forced air inlet established by the lifting of openings in the form of shovels located at the base of the balloon, a lower part or “plunger” containing the hydrophone and its coil of coiled suspension cable, the hydrophone can be submerged at depths up to 2000 meters, characterized in that the upper part of the buoy comprises first mechanisms controlled by the lifting of the shovels and second mechanisms controlled by inertial triggering, the operation of these mechanisms not being simultaneous.
  • Figure 1 shows a general exterior view of the buoy according to the invention, which comprises mounted on the body of this buoy, the protective cover of the balloon 5, articulated shovels 18 which allow the forced inflation of the balloon.
  • These shovels are mounted by a fastener 1, the rods 2 whose function is to release the cover 5 and to unlock the mechanism sé - rity of the container 14, which is the hydrophone and the cable reel.
  • the container will be called a diver later.
  • Figure 2 shows the device in the rest position before dropping the buoy. According to a characteristic of the invention, the tilting of shovels upwards when the buoy is released, on the one hand unlocks an inertia flyweight 9, and on the other hand releases the protective cover 5.
  • the buoy being launched from an airplane, for example, its fall causes the shovels 18 to lift under the action of air.
  • this lifting causes a downward movement of the rods 2 and by unlocking, an offset rods 3 under the action of the spring 16.
  • this offset simultaneously causes the axis 8 to be unlocked and the cover to be released by erasing the ends 4.
  • FIG. 3 represents the device in the state obtained which corresponds to the aerial descent of the buoy. With the cover released, the balloon 23 inflates through the holes 22, the air pressure having raised the membrane 21.
  • the radio antenna 20 which is in the balloon 23 is also shown in FIG. 3.
  • water shock is used to drop the plunger into the water.
  • This shock causes a rapid downward movement of the counterweight 9, due to its inertia and the disc 11 allows under the action of the springs 13 to release the plunger 14 by returning the rods 12, the disc being locked in the low position.
  • FIG. 4 represents the device at the time of the impact with water and FIG. 5 gives a transverse view which makes it possible to better understand these mechanisms.
  • inertial tripping movement is inhibited during handling as long as the shovels are not raised, which prevents accidental impacts on the plunger.
  • a jettable buoy comprising a hydrophone that can be submerged to depths of up to 2,000 meters.
  • the device is very safe during handling, during the fall and impact, for the antenna, the electronics and the hydrophone part.

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Abstract

Radiobouées largables à partir d'un aéronef destinées à flotter à la surface de la mer et comportant un plongeur pour immerger un hydrophone. Au cours de la chute un ballon (23) se gonfle par une entrée d'air force par les trous (22) grâce à des ouvertures articulées en forme de pelles, les pelles débloquent par une tringle (1) le capot de protection du ballon (23) et le dispositif de sécurité (6, 7) de largage du plongeur (14), qui se détache après l'impact sur l'eau par déclenchement inertiel dû à des mécanismes comportant une masselotte d'inertie (9). Application à la surveillance sous-marine à des profondeurs pouvant atteindre 2 000 mètres.

Description

  • La présente invention se rapporte à des bouées qui sont larguées d'un aéronef et plus spécialement aux radiobouées sonores, qui sont destinées une fois à l'eau, à transmettre radioélectriquement divers paramètres et informations sous-marins, détectés par des récepteurs acoustiques. Ces radiobouées comportent généralement un flotteur muni d'une antenne ainsi que d'un hydrophone qui, rattaché au flotteur descend à une certaine profondeur pour détecter les bruits acoustiques. Les signaux électriques de l'hydrophone sont traités et appliqués à l'antenne radioélectrique.
  • La chute de la bouée après son largage doit être freinée et doit être aérodynamiquement stable, pour qu'après l'impact sur l'eau, la flottabilité soit assurée et que les systèmes radioélectriques et acoustiques se mettent en place de façon à fonctionner correctement.
  • Z1 est connu d'utiliser un ballon comme flotteur. Ce ballon se gonfle au cours de la chute et une fois arrivé sur l'eau, l'air se trouve emprisonné dans le ballon et assure la flottabilité de la bouée.
  • Avant la chute le ballon est contenu dans un capot, qui doit se détacher au début de cette chute. D'autre part dans la partie inférieure du dispositif se trouve un conteneur dans lequel se trouve l'hydrophone avec une bobine de câble. Ce câble sert à la fois pour porter l'hydrophone une fois immergé et pour conduire les signaux électriques vers l'antenne d'émission.Après l'arrivée de la bouée sur l'eau l'hydrophone et son câble doivent se détacher du flotteur pour descendre à la profondeur déterminée pai la longueur du câble qui s'est déroulé complètement.
  • Dans la demande.de brevet français déposée . le 18 Juillet 1978 sous le numéro 78.21.276 est décrite une réalisation de bouée aéroportée largable, comportant un ballon qui se gonflant pendant la chute assure la flottabilité de la bouée sur l'eau. Le ballon se gonfle pendant la chute par une entrée forcée de l'air à la base du ballon et à l'intérieur du ballon se trouve une membrane en matériau souple pouvant obturer des trous d'entrée ou de sortie de l'air du ballon, la pression du ballon étant ainsi égale à la pression dynamique maximale de l'air au cours de la chute.
  • Des pièces mécaniques incurvées articulées appelées "pelles" permettent l'entrée forcée de l'air et le ballon est muni sur sa partie supérieure de poches, traversées par l'air en cours de chute et ces courants d'air produisent une pression stabilisant le ballon en rotation au cours de cette chute.
  • Suivant l'art antérieur le capot n'est pas fixé sur le dispositif et il se détache en début de la chute, ce qui n'assure pas un fonctionnenement certain, le capot pouvant causer des avaries.
  • D'autre part, suivant cet art antérieur, après l'impact sur l'eau une trappe s'ouvre dans la partie inférieure de la bouée, ce qui permet la chute de l'hydrophone avec son câble. L'ouverture de la trappe est causée par la pression hydrostatique. La bobine de câble et l'hydrophone une fois libérés coulent directement ou protégés dans une enveloppe.
  • La descente est lente et donc il se passe un temps assez long avant que la bouée ne soit opérationnelle. La descente est plus rapide si la bobine est carénée, mais le volume disponible pour le câble est moindre, ce qui réduit la profondeur que peut atteindre l'hydrophone.
  • Pour remédier à ces inconvénients on utilise, suivant l'invention, le mouvement des pelles pour libérer le capot et d verrouiller un système de détachement du conteneur dans lequel se trouve l'hydrophone et la bobine de câble, la bouée comportant en plus un dispositif à déclenchement à inertie pour détacher lors du choc à l'eau le conteneur, qui descend rapidement dans l'eau grâce à son carénage.
  • De plus le dispositif suivant l'invention présente l'avantage que la partie inférieure se détache entièrement, ce qui permet d'utiliser un plus grand volume que dans l'art antérieur. Il en résulte qu'il est possible de loger une longueur de câble pour des profondeurs jusqu'à 2000 mètres.
  • Suivant la caractéristique principale de l'invention il s'agit d'une bouée radioélectrique comportant un hydraphane, largable d'un aéronef dans l'eau, comprenant deux parties séparables, une partie supérieure contenant l'électronique associée à une antenne de transmission et à un hydrophone capteur des ondes sonores dans l'eau, e-t supportant un ballon flotteur protégé par un capot, le ballon se gonflant pendant la chute de la bouée à l'aide d'une entrée d'air forcée établie par le soulèvement d'ouvertures en forme de pelles situées à la base du ballon, une partie inférieure ou "plongeur" contenant l'hydrophone et sa bobine de câble de suspension enroulé, l'hydrophone pouvant être immergé à des profondeurs pouvant atteindre 2000 mètres, caractérisée en ce que la partie supérieure de la bouée comporte des premiers mécanismes commandés par le soulèvement des pelles et des seconds mécanismes commandés par déclenchement inertiel,le fonctionnement de ces mécanismes n'étant pas simultané.
  • D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description d'un exemple de l'invention, donné à l'aide des figures qui représentent :
    • - la figure 1, une vue générale de la bouée largable avant la chute, suivant l'invention ;
    • - la figure 2, une vue détaillée longitudinale des dispositifs de libération du capot et du conteneur, avant la chute ;
    • - la figure 3, une vue détaillée longitudinale des dispositifs de libération du capot et du conteneur au cours de la chute ;
    • - la figure 4, une vue détaillée longitudinale des dispositifs de libération du capot et du conteneur. après l'arrivée sur l'eau ;
    • - la figure 5, une vue transversale des mécanismes de libération du capot et du conteneur.
  • La figure 1 montre une vue générale extérieure de la bouée suivant l'invention, qui comprend montés sur le corps de cette bouée, le capot protecteur du ballon 5, des pelles articulées 18 qui permettent le gonflage forcé du ballon. Sur ces pelles sont montées par une fixation 1, des tringles 2 dont le rôle est de libérer le capot 5 et de déverrouiller le mécanisme de sé- curité du conteneur 14, dans lequel se trouve l'hydrophone et la bobine de câble. Le conteneur sera appelé plongeur par la suite.
  • La figure 2 représente le dispositif en position de repos avant le largage de la bouée. Selon une caractéristique de l'invention, le basculement de pelles vers le haut lors du largage de la bouée, d'une part déverrouille une masselotte d'inertie 9, et d'autre part libère le capot de protection 5.
  • Sur cette figure 2 apparaît en 1 l'extrémité supérieure des pelles permettant l'entrée d'air dans le ballon suivant le processus indiqué dans une autre demande de brevet de la demanderesse n° 78.21276 déjà citée. Sur chaque pelle est fixée, par rivetage par exemple, la tringle 2 qui bloque avec le ressort 16 une tige 3 placée transversalement dont l'extrémité bloque un côté du capot 5 et comportant une pièce 6 qui verrouille l'extrémité 7 d'un axe 8 solidaire de la masselotte 9, dont la base est munie d'un disque 11, maintenue en position haute par le ressort taré 10. Ce disque tient écartées deux tiges 12 munies de ressorts 13 dont les extrémités bloquent le plongeur. Par ailleurs, on distingue en 15 la partie électronique comprenant principalement l'émetteur radioélectrique et l'amplificateur de l'hydrophone.
  • La bouée étant par exemple lancée d'avion, sa chute entraîne sous l'action de l'air le soulèvement des pelles 18. Par rotation (environ 200), ce soulèvement entraîne un mouvement descendant des tringles 2 et par déblocage, un décalage des tiges 3 sous l'action du ressort 16. Par écartement des pièces 6, ce décalage provoque simultanément le déverrouillage de l'axe 8 et la libération du capot par effacement des extrémités 4.
  • La figure 3 représente le dispositif dans l'état obtenu qui correspond à la descente aérienne de la bouée. Le capot libéré, le ballon 23 se gonfle par les trous 22, la pression de l'air ayant soulevé la membrane 21. L'antenne radioélectrique 20 qui se trouve dans le ballon 23 est également représentée sur la figure 3.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, on utilise le choc à l'eau pour larguer le plongeur dans l'eau. Ce choc provoque un mouvement rapide vers le bas de la masselotte 9, de par son inertie et le disque 11 permet sous l'action des ressorts 13 de libérer le plongeur 14 en rentrant les tiges 12, le disque se trouvant verrouillé en position basse.
  • La figure 4 représente le dispositif au moment du choc à l'eau et la figure 5 donne une vue transversale qui permet de mieux comprendre ces mécanismes.
  • Après le choc le plongeur 14 est libéré et coule, n'étant plus relié à la partie supérieure de la bouée que par le câble 25. L'axe 8 ayant été déverrouillé au début de la chute de sa liaison avec la pièce 6, il s'en suit qu'au moment du choc sur l'eau le plongeur est libéré sans que la partie supérieure ne soit soumise à ces efforts importants. Ceci évite des avaries possibles du flotteur et/ou de l'électronique qui pourraient survenir de ces efforts au moment du choc, surtout dans le cas où la longueur du câble est importante.
  • D'autre part, l'enveloppe du plongeur étant plus légère par construction,que la charge utile constitués de l'hydrophone et de sa bobine, cette charge se trouve être carénée par l'enveloppe,ce qui rend cette descente plus rapide ; la perte de l'enveloppe se fait simplement par gravité lorsque le câble est entièrement déroulé.
  • De plus, le mouvement de déclenchement inertiel est inhibé en manutention tant que les pelles ne sont pas soulevées ce qui prévient des chocs accidentels sur le plongeur.
  • En conclusion, on a décrit une bouée largable comportant un hydrophone pouvant être immergé à des profondeurs pouvant atteindre 2 000 mètres. Le dispositif présente une grande sécurité au cours de la manutention, au cours de la chute et de l'impact, pour l'antenne, l'électronique et la partie hydrophone.

Claims (7)

1 - Bouée radioélectrique, comportant un hydrophone, largable d'un aéronef dans l'eau, comprenant deux parties séparables, une partie supérieure contenant l'électronique associée à une antenne de transmission et à un hydrophone capteur des ondes sonores dans l'eau et supportant un ballon flotteur protégé par un capot, le ballon se gonflant pendant la chute de la bouée à l'aide d'une entrée d'air forcée établie par le soulèvement d'ouverture en forme de pelles, situées à la base du ballon, une partie inférieure ou "plongeur" contenant l'hydjCDphone et sa bobine de câble de suspension enroulé, l'hydrophone pouvant être immergé à des profondeurs pouvant atteindre 2000 mètres, caractérisée en ce que la partie supérieure de la bouée comporte des premiers mécanismes commandés par le soulèvement des pelles et des seconds mécanismes commandés par déclenchement inertiel, le fonctionnement de ces mécanismes n'étant pas simultané.
2 - Bouée largable suivant la revendication 1, caractérisée en ce que au moment du largage, le soulèvement des pelles entraîne par l'intermédiaire des premiers mécanismes d'une part la libération du capot protecteur du ballon flotteur et d'autre part le déverrouillage d'un dispositif de sécurité des seconds mécanismes liant le plongeur à la partie supérieure.
3 - Bouée largable suivant la revendication 1, caractérisée en ce que au moment du choc sur l'eau les seconds mécanismes entraînent la libération du plongeur par déclenchement inertiel.
4 - Bouée largable suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le plongeur libéré est un conteneur à enveloppe carénée, qui est la partie inférieure de la bouée et que cette enveloppe descend au fond de l'eau une fois que le câble de suspension de l'hydrophone est tendu.
5 - Bouée largable suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les premiers mécanismes comportent des tringles fixées aux pelles qui commandent des tiges dont une extrémité bloque un côté du capot.
6 - Bouée largable suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les tiges bloquent également le dispositif de sécurité des seconds mécanismes de libération du plongeur et qu'au cours de la chute, le soulèvement des pelles par l'intermédiaire des tringles entraîne le déverrouillage du dispositif des sécurités.
7 - Bouée largable suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les seconds mécanismes de libération du plongeur comporte une masselotte ayant à sa partie inférieure un disque qui poussant sur d'autres tiges maintient le blocage du plongeur en cours de chute, et en ce qu'après l'impact, l'avance de la masselotte provoque le déblocage du plongeur.
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