EP0347288A1 - Véhicule sous-marin autopropulsé pour la détection d'objets immergés - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
- B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
- B63C11/34—Diving chambers with mechanical link, e.g. cable, to a base
- B63C11/36—Diving chambers with mechanical link, e.g. cable, to a base of closed type
- B63C11/42—Diving chambers with mechanical link, e.g. cable, to a base of closed type with independent propulsion or direction control
Definitions
- the invention relates to a self-propelled underwater vehicle for the detection of submerged objects, such as in particular underwater mines.
- submerged sonar For the search and detection of underwater mines, submerged sonar is often used towed by a cable behind a surface building. To be effective, the sonar must be far from the surface vessel and have a very large range, in order to be able to explore the marine space far enough in front of the surface vessel. Such sonars are very sophisticated and very expensive.
- the object of the invention is to provide a satisfactory solution to the problem of searching for and detecting submerged objects such as underwater mines, by means of a self-propelled vehicle comprising detection means such as sonar and means horizontal and vertical propulsion systems powered by a cable that connects the vehicle to a surface building and which also transmits the orders for maneuvering the vehicle and controlling the detection means, as well as the information exchanged with these means.
- detection means such as sonar and means horizontal and vertical propulsion systems powered by a cable that connects the vehicle to a surface building and which also transmits the orders for maneuvering the vehicle and controlling the detection means, as well as the information exchanged with these means.
- this vehicle is characterized in that the cable is hung on the vehicle at a fixed point located on the thrust axis of the horizontal propulsion means, in the median longitudinal plane of lateral symmetry of the vehicle, and in the vicinity from the center of gravity or substantially vertically thereof, and in that the vehicle comprises a recess at its rear upper part for the passage of the cable and its clearance around its point of attachment upwards and on each side of the vehicle, so as to preserve its trim and maneuverability, in particular when it moves in front of or towards the front of the surface building, by towing its cable.
- connection cable to the surface vessel has little or no influence on the stability and the maneuverability of the underwater vehicle, while at the same time ensuring that it is constantly supplied with power. in energy, giving it unlimited autonomy.
- the sonar antenna is located at the front end of the vehicle, in a recess in the lower part of the hull.
- the antenna is rotatably mounted more or less 180 ° around a vertical axis and pivoting around a transverse axis on the vehicle, so as to be able to scan the marine space in front of the vehicle, on the sides, up and down of it.
- the abovementioned recess of the lower front part of the hull delimits an area of dead water around the sonar antenna, when the vehicle is moving forward, so that the movements of the antenna do not influence vehicle behavior.
- the vehicle can also constitute a hull sonar.
- the lower part of the vehicle is offset towards the rear relative to its upper part, on the one hand to form the front recess in which the sonar antenna is housed, on the other hand leaves to spare the passage of the connecting cable to its point of attachment in the vicinity of the center of gravity of the vehicle, and to allow free movement of this cable around its point of attachment.
- This particular configuration allows the attachment of the connecting cable to the vehicle in the immediate vicinity of the vehicle center of gravity.
- Figures 1 to 4 represents schematically feel a self-propelled underwater vehicle according to the invention, for the detection of submerged objects, in particular underwater mines.
- this vehicle 10 comprises an upper part 12 consisting essentially of two longitudinal floats 14 connected to each other at their front end, but separated from each other at their rear end, and a lower part 16 which is shifted backwards relative to the upper part 12 of the vehicle.
- This offset between the upper 12 and lower 16 parts of the vehicle provides, at the front, a recess 18 in which are housed the antenna 20 of a sonar and its mechanisms 22 for controlling orientation around a vertical axis 24 and of a horizontal axis 26, and of stabilization in position.
- the offset between the upper part 12 and the lower part 16 of the vehicle forms another recess allowing the passage of a cable 28 for connection to a surface building and the attachment of this cable at a point 30 located in the immediate vicinity of the vehicle's center of gravity G.
- the vehicle At the junction between its upper 12 and lower 16 parts, the vehicle comprises two side fairings 32 which each carry a horizontal thruster 34 with a faired propeller.
- a vertical thruster 36 is also housed in the front part of each lateral fairing 32.
- the point 30 for attaching the cable 28 to the vehicle is located on the thrust axis of the horizontal thrusters 34 and in the median longitudinal plane of lateral symmetry of the vehicle, as well as on the axis of the hydrodynamic result in frontal attack.
- the plane passing through the axis of the horizontal thrusters 34 and containing the point 30 for hooking the cable 28, can be situated substantially at the level of the junction plane between the upper 12 and lower 16 parts of the vehicle. , or above this junction plane.
- the point 30 for hooking the cables 28 may be slightly behind the center of gravity G of the vehicle so that the latter, when is put in the water, tends to place the nose facing the current.
- point 30 may be located substantially vertical to the center of gravity G of the vehicle.
- the travel of the connecting cable 28 around the attachment point 30 is ensured, being at least 90 ° in the median vertical longitudinal plane of symmetry, from the longitudinal axis of the vehicle , and at least 90 ° in a horizontal plane, on either side of this median longitudinal axis.
- the rear ends of the floats 14 are shaped like a cone and are separated by a vertical space, so as to facilitate this movement of the cable 28.
- the lower part 16 of the vehicle essentially contains, in containers 38, control circuits for horizontal and vertical thrusters 36, and sonar control circuits and for processing information exchanged with the surface building.
- a releasable balancing ballast 40 is also provided in the lower part of the vehicle, behind the sonar antenna, and fins 42 and fixed fins 44 are mounted at the rear of the lower part 16.
- Acoustic locators 46 are mounted at the front and at the rear of the upper part 12 of the vehicle.
- Various navigation equipment such as a current meter can also be provided.
- the cable 28 transmits to the vehicle, from a surface building, the energy necessary for its operation (powering of the thrusters, of the sonar, of the mechanisms of displacement and stabilization of antenna, of various electronic circuits) and the control signals of the pro pulsers, sonar, etc., and is also used for transferring information between the circuits associated with the sonar on board the vehicle 10 and the processing and display circuits provided on board the surface vessel.
- This cable can have a length of several hundred meters and a total weight of the order of 2 tonnes for example.
- the power of the horizontal thrusters 34 is determined so as to be able, on the one hand, to tow the connecting cable 28 and, on the other hand, to ensure a speed of movement of several nodes of the vehicle.
- the arrangement of the sonar antenna 20 in the recess 18 at the lower front end of the vehicle 10 makes it possible to clear the field of vision of this antenna forwards and downwards and to place it in a water area dead when the vehicle is moving forward, so there is no need to protect the antenna with a hood and it is possible to use a swiveling directional antenna without its movements influencing the movement of the vehicle.
- FIG. 5 schematically represents the position of the vehicle in this use.
- the vehicle has, in the upper part, a shape and a resistance allowing it to be placed and immobilized in hull sonar position under the surface building.
- the vehicle 10 can also be brought back on board or put into the sea by conventional handling means which equip the ship.
- the connecting cable 28 is released or hung on the vehicle by a plunger.
- a sliding horizontal telescopic ramp 48 can be provided in the lower part of the vehicle, to protect manage its sonar and increase its base when it is for example deposited on a quay or a platform.
- the underwater vehicle according to the invention may have a length of the order of 3m to 3.50m, a width of the order of 2m, a height of the order of 1.70m, a weight of around 2t, and that it is capable of operating several hundred meters in front of a surface building to a depth of around 300m.
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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Abstract
Description
- L'invention concerne un véhicule sous-marin autopropulsé pour la détection d'objets immergés, tels notamment que des mines sous-marines.
- Pour la recherche et la détection des mines sous-marines, on utilise souvent un sonar immergé remorqué au moyen d'un câble derrière un bâtiment de surface. Pour être efficace, le sonar doit être éloigné du bâtiment de surface et avoir une portée très importante, afin de pouvoir explorer l'espace marin suffisamment loin devant le bâtiment de surface. De tels sonars sont très sophistiqués et très coûteux.
- Il existe également de petits véhicules sous-marins autonomes, équipés de caméras vidéo et/ou d'un sonar pour la recherche et la détection des objets immergés tels que des mines sous-marines, qui peuvent être mis à l'eau depuis une plate-forme ou un bâtiment de surface, et qui, selon les cas, soit sont indépendants de la plate-forme ou du bâtiment de surface mais ont une autonomie très limitée, soit sont reliés à la plate-forme ou au bâtiment de surface par un câble de liaison les alimentant en énergie et doivent alors remorquer constamment ce câble au cours de leurs déplacements, au détriment de leurs capacités d'évolution.
- L'invention a pour but d'apporter une solution satisfaisante au problème de la recherche et de la détection des objets immergés tels que des mines sous-marines, grâce à un véhicule autopropulsé comprenant des moyens de détection tels qu'un sonar et des moyens de propulsion horizontale et verticale alimentés en énergie par un câble qui relie le véhicule à un bâtiment de surface et qui transmet également les ordres de manoeuvre du véhicule et de commande des moyens de détection, ainsi que les informations échangées avec ces moyens.
- Selon l'invention, ce véhicule est caractérisé en ce que le câble est accroché sur le véhicule en un point fixe situé sur l'axe de poussée des moyens de propulsion horizontale, dans le plan longitudinal médian de symétrie latérale du véhicule, et au voisinage du centre de gravité ou sensiblement à la verticale de celui-ci, et en ce que le véhicule comprend un décrochement à sa partie supérieure arrière pour le passage du câble et son débattement autour de son point d'accrochage vers le haut et de chaque côté du véhicule, de façon à préserver l'assiette et la manoeuvrabilité de ce dernier notamment lorsqu'il se déplace devant ou vers l'avant du bâtiment de surface, en remorquant son câble.
- Grâce à ces caractéristiques de l'invention, la présence du câble de liaison au bâtiment de surface n'influence pas, ou très peu, la stabilité et les capacités de manoeuvre du véhicule sous-marin, tout en permettant de lui assurer constamment une alimentation en énergie, lui conférant une autonomie illimitée.
- Selon une autre caractéristique de l'invention, l'antenne du sonar est située à l'extrémité avant du véhicule, dans un décrochement de la partie inférieure de la coque.
- Avantageusement, l'antenne est montée rotative sur plus ou moins 180° autour d'un axe vertical et pivotante autour d'un axe transversal sur le véhicule, de façon à pouvoir balayer l'espace marin en avant du véhicule, sur les côtés, vers le haut et vers le bas de celui-ci.
- Le décrochement précité de la partie inférieure avant de la coque délimite une zone d'eau morte autour de l'antenne du sonar, lorsque le véhicule se déplace vers l'avant, de telle sorte que les mouvements de l'antenne n'influencent pas le comportement du véhicule.
- Selon une autre caractéristique importante de l'invention, le véhicule peut également constituer un sonar de coque.
- Il est ainsi utilisable aussi bien en évolution à quelques centaines de mètres en avant du bâtiment de surface, que lorsqu'il est à poste sous la coque de ce bâtiment.
- En outre, lorsque ce véhicule est ramené vers le bâtiment de surface à la fin d'une période de service, il n'est plus obligatoire de le hisser hors de l'eau sur le bâtiment, et on peut le placer en position sonar de coque. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la partie inférieure du véhicule est décalée vers l'arrière par rapport à sa partie supérieure, d'une part pour former le décrochement avant dans lequel est logée l'antenne du sonar, d'autre part pour ménager le passage du câble de liaison jusqu'à son point d'accrochage au voisinage du centre de gravité du véhicule, et pour permettre le libre débattement de ce câble autour de son point d'accrochage. Cette configuration particulière permet l'accrochage du câble de liaison sur le véhicule au voisinage immédiat du centre de gravité du véhicule.
- L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages, détails et caractéristiques de celle-ci apparaîtront au cours de la description explicative qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- - la figure 1 est une vue schématique de face du véhicule selon l'invention ;
- - la figure 2 est une vue de côté de ce véhicule ;
- - la figure 3 est une vue de dessus du véhicule ;
- - la figure 4 est une vue en perspective du véhicule ;
- - la figure 5 représente schématiquement un bâtiment de surface et le véhicule en position sonar de coque.
- On fera d'abord référence aux figures 1 à 4, qui repré sentent schématiquement un véhicule sous-marin autopropulsé selon l'invention, pour la détection d'objets immergés, en particulier des mines sous-marines.
- Dans la forme de réalisation représentée, ce véhicule 10 comprend une partie supérieure 12 constituée essentiellement de deux flotteurs longitudinaux 14 raccordés entre eux à leur extrémité avant, mais séparés l'un de l'autre à leur extrémité arrière, et une partie inférieure 16 qui est décalée vers l'arrière par rapport à la partie supérieure 12 du véhicule. Ce décalage entre les parties supérieure 12 et inférieure 16 du véhicule ménage, à l'avant, un décrochement 18 dans lequel sont logés l'antenne 20 d'un sonar et ses mécanismes 22 de commande d'orientation autour d'un axe vertical 24 et d'un axe horizontal 26, et de stabilisation en position.
- A l'arrière, le décalage entre la partie supérieure 12 et la partie inférieure 16 du véhicule forme un autre décrochement permettant le passage d'un câble 28 de liaison à un bâtiment de surface et l'accrochage de ce câble en un point 30 situé au voisinage immédiat du centre de gravité G du véhicule.
- A la jonction entre ses parties supérieure 12 et inférieure 16, le véhicule comprend deux carénages latéraux 32 qui portent chacun un propulseur horizontal 34 à hélice carénée. Un propulseur vertical 36 est en outre logé dans la partie avant de chaque carénage latéral 32.
- Le point 30 d'accrochage du câble 28 sur le véhicule se trouve sur l'axe de poussée des propulseurs horizontaux 34 et dans le plan longitudinal médian de symétrie latérale du véhicule, ainsi que sur l'axe de la résultante hydrodynamique en attaque frontale.
- Selon les formes de réalisation envisageables, le plan passant par l'axe des propulseurs horizontaux 34 et contenant le point 30 d'accrochage du câble 28, peut se situer sensiblement au niveau du plan de jonction entre les parties supérieure 12 et inférieure 16 du véhicule, ou bien au-dessus de ce plan de jonction. Dans le premier cas, qui correspond au mode de réalisation des figures 1 à 4, le point 30 d'accrochage des câbles 28 peut se trouver légèrement en arrière du centre de gravité G du véhicule de telle sorte que celui-ci, lorsqu'il est mis à l'eau, ait tendance à se placer le nez face au courant.
- Dans le second cas, le point 30 peut être situé sensiblement à la verticale du centre de gravité G du véhicule.
- Dans tous les cas, le débattement du câble de liaison 28 autour du point d'accrochage 30 est assuré, en étant d'au moins 90° dans le plan longitudinal vertical médian de symétrie du véhicule, à partir de l'axe longitudinal du véhicule, et d'au moins 90° dans un plan horizontal, de part et d'autre de cet axe longitudinal médian.
- Les extrémités arrière des flotteurs 14 sont conformées en cône et sont séparées par un espace vertical, de façon à faciliter ce débattement du câble 28.
- La partie inférieure 16 du véhicule contient essentiellement, dans des conteneurs 38, des circuits de commande deds propulseurs horizontaux 34 et verticaux 36, et des circuits de commande du sonar et de traitement des informations échangées avec le bâtiment de surface. Un lest d'équilibrage largable 40 est également prévu en partie inférieure du véhicule, en arrière de l'antenne du sonar, et des dérives 42 et des ailerons fixes 44 sont montés à l'arrière de la partie inférieure 16.
- Des localisateurs acoustiques 46 sont montés à l'avant et à l'arrière de la partie supérieure 12 du véhicule. Divers équipements de navigation, tels qu'un courantomètre peuvent également être prévus.
- Ce véhicule est utilisé de la façon suivante :
Le câble 28 transmet au véhicule, depuis un bâtiment de surface, l'énergie nécessaire à son fonctionnement (alimentation des propulseurs, du sonar, des mécanismes de déplacement et de stabilisation d'antenne, de circuits électroniques divers) et les signaux de commande des pro pulseurs, du sonar, etc... et sert également au transfert d'informations entre les circuits associés au sonar à bord du véhicule 10 et les circuits de traitement et de visualisation prévus à bord du bâtiment de surface. Ce câble peut avoir une longueur de plusieurs centaines de mètres et un poids total de l'ordre de 2 tonnes par exemple. La puissance des propulseurs horizontaux 34 est déterminée de façon à pouvoir, d'une part, tracter le câble de liaison 28 et, d'autre part, assurer une vitesse de déplacement de plusieurs noeuds du véhicule. - La disposition de l'antenne 20 du sonar dans le décrochement 18 à l'extrémité inférieure avant du véhicule 10 permet de dégager le champ de vision de cette antenne vers l'avant et vers le bas et de la placer dans une zone d'eau morte lorsque le véhicule se déplace vers l'avant, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de protéger l'antenne par un capot et qu'il est possible d'utiliser une antenne directionnelle pivotante sans que ses mouvements influent sur le déplacement du véhicule.
- Cette disposition particulière de l'antenne sonar permet également d'arrimer le véhicule à poste sous la coque du bâtiment de surface, et de l'utiliser ensuite en sonar de coque, sans limitation de ses performances et de son champ de vision. La figure 5 représente schématiquement la position du véhicule dans cette utilisation.
- Le véhicule a, en partie supérieure, une forme et une résistance lui permettant d'être placé et immobilisé en position sonar de coque sous le bâtiment de surface.
- Par ailleurs, le véhicule 10 peut également être ramené à bord ou mis à la mer par les moyens classiques de manutention qui équipent le navire. Dans ce cas, le câble de liaison 28 est largué ou accroché sur le véhicule par un plongeur.
- Enfin, comme représenté schématiquement en figures 1 et 2, une rampe téléscopique horizontale 48 coulissante peut être prévue en partie inférieure du véhicule, pour proté ger son sonar et accroître son assise lorsqu'il est par exemple déposé sur un quai ou une plate-forme.
- Pour fixer les diées, on précisera, à titre d'exemple, que le véhicule sous-marin selon l'invention peut avoir une longueur de l'ordre de 3m à 3,50m, une largeur de l'ordre de 2m, une hauteur de l'ordre de 1,70m, un poids de 2t environ, et qu'il est capable d'opérer à plusieurs centaines de mètres en avant d'un bâtiment de surface jusqu'à une profondeur de 300m environ.
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