EP0491034A1 - Device for absorbing sound energy originating inside the hull of a vessel, and modular acoustic baffle forming a part thereof - Google Patents

Device for absorbing sound energy originating inside the hull of a vessel, and modular acoustic baffle forming a part thereof

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Publication number
EP0491034A1
EP0491034A1 EP19910913468 EP91913468A EP0491034A1 EP 0491034 A1 EP0491034 A1 EP 0491034A1 EP 19910913468 EP19910913468 EP 19910913468 EP 91913468 A EP91913468 A EP 91913468A EP 0491034 A1 EP0491034 A1 EP 0491034A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screen
bed
hull
passages
air
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19910913468
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
François GRAS
Philippe Gerard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bertin Technologies SAS
Original Assignee
Bertin et Cie SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Bertin et Cie SA filed Critical Bertin et Cie SA
Publication of EP0491034A1 publication Critical patent/EP0491034A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/28—Arrangement of offensive or defensive equipment
    • B63G8/34—Camouflage

Definitions

  • the present invention relates to a device for absorbing the acoustic energy emitted inside a ship's hull and, more particularly, to such a device designed to equip a submarine.
  • the present invention also relates to a modular acoustic screen forming part of such a device. .
  • the submarines are held with the greatest possible discretion so as to prevent their location by the opposing navies. This
  • LO implies in particular their electromagnetic and acoustic "silence”.
  • Acoustic emissions in particular, originate in particular from the many devices that are necessary for the operation of the submarine, even when it is stopped.
  • the present invention therefore aims to provide a device for absorbing the acoustic energy emitted inside a ship's hull, which does not form a screen for heat transfer to the outside of the ship, through the shell of it.
  • the present invention also aims to achieve a modular acoustic screen for such a device, which has the required thermal "transparency” and acoustic "opacity" while being of reduced weight and size, easy assembly and maintenance. , good impact resistance and reduced manufacturing cost.
  • the bed is formed of a plurality of acoustic screens adjacent elementary modulars, each supported between two adjacent pairs.
  • each elementary modular screen is fixed between two couples by at least one strap passed around the screen and secured at its ends by means of attachment to two adjacent couples.
  • a bar can be associated with each strap to pinch an elementary modular screen between them and fix it on the two pairs.
  • each elementary screen is fixed with the aid of columns protruding from some of the passages drilled in the screen, in order to press on the internal wall of the shell so as to define the predetermined distance separating this wall from the screen by wedging the screen between the base of these columns bearing against the shell and two adjacent pairs.
  • the elementary modular acoustic screen used to form the bed takes the form of a parepelepipedal block of a porous material capable of absorbing acoustic radiation, this block being crossed by passages whose outlets are distributed on two opposite faces of the block.
  • FIG. 1 is a partial perspective view of the hull of a ship equipped of the acoustic energy absorption device according to the invention
  • - Figure 2 is a partial view, in perspective and in section, of an elementary modular acoustic screen forming part of the device according to the invention and its fixing means on the hull of the ship
  • - Figure 3 is a view similar to that of Figure 2 and shows another embodiment of the means for fixing an elementary modular acoustic screen forming part of the device according to the invention.
  • FIG. 1 of the drawing -annexed -where-1-a part of the hull 1 of an underwater ship has been represented.
  • This shell 1 is then generally cylindrical and it is supported by "pairs" 2 taking the form of circular beams with T-section, welded to the internal wall of the shell (around a quarter of these beams are shown in FIG. 1 ).
  • the shell 1 is doubled, at a distance E from its internal wall, by a bed made of an acoustically absorbent material of thickness D, this bed being formed by a mosaic of elementary modular screens 3 joined together.
  • a bed made of an acoustically absorbent material of thickness D this bed being formed by a mosaic of elementary modular screens 3 joined together.
  • beams 2 to fix the screens 3 to the
  • FIG. 1 An essential characteristic of the invention thus appears in FIG. 1, namely the presence of a space of radial thickness E between the bed consisting of screens 3 and the internal wall of the shell 1, this space communicating with the atmosphere of the submarine thanks to passages 4 crossing the thickness of each screen.
  • these passages 4 are of cylindrical shape and completely pass through the thickness D of the screen.
  • the outlets of these passages on two opposite faces of the screen are preferably regularly distributed over these surfaces, for example in staggered rows.
  • air can circulate through the screen through the passages 4, either in one direction or the other, and in the annular space of thickness E situated between the screens constituting the bed and the inner wall of the submarine (this air circulation taking place in the direction of the arrows shown in Figure 1).
  • Air heated inside the submarine by engines and other devices operating in it, can thus, by free convection, circulate against the hull of the ship to exchange calories with the sea water located beyond the hull, an exchange which has the effect of cooling this air, thus contributing to its conditioning.
  • any internal acoustic emission in the submarine is largely absorbed by the bed of acoustic screens 3 fixed to the couple 2, without the presence of this bed disturbing the necessary heat exchange
  • FIG. 2 shows a first embodiment of these fixing means, which essentially comprise a strap 5 provided ⁇ each of its ends with means for hooking on wings 6 opposite two adjacent pairs 2.
  • These means may include a bracket 7 hooking on the underside of a wing of a couple 2 (from the point of view of figure) bracket integral on the one hand with one end of the strap 5 and, on the other part, a welded nut 8 provided to cooperate with a screw 9.
  • the fixing means may further comprise a bar 10, constituted for example by a metal pipe with crushed ends and pierced with a hole. We pass the screw 9 in this hole and we tighten this screw in the nut 8, to pinch the screen 3 between the bar and the strap. The screen is thus securely fixed on two adjacent pairs, as shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 shows another embodiment of the means for fixing an acoustic screen.
  • REPLACEMENT SHEET 3 The screen is notched, as shown, along two edges to adapt complementally to the profile of two wings 6 of adjacent couples. Wing cases are provided on their underside with a double-sided adhesive tape 12 which allows the bonding of two surfaces facing the screen and these wings. A joint cover 13 'è section in T closes the interstice torque / elementary screen. Columns 11 passed in some of the passages 4 drilled in the screen 3 are pushed in case of passages so as to come into abutment on the hull 1 of the ship. Columns can be formed simply using the cores removed from the passages 4 drilled in the screen.
  • balusters can be provided, for example at the four angles of a screen and in the vicinity of its central part, to thus completely support the latter away from the hull so as to provide a space of free circulation for the air to be cooled by heat exchange with the sea water located the other side of the hull.
  • an acoustic absorption device capable of reducing the “air noise” of the submarine from 10 to 15 decibels
  • elementary acoustic screens were produced in a bed of mineral fibers, glass or rock , or in a foam bed of synthetic materials such as polymers.
  • a preferred material is the polyimide foam called Illmid sold by the company ILLBRUCK (RFA).
  • Illmid sold by the company ILLBRUCK (RFA).
  • REPLACEMENT FE UI dimension 500 x 500 x 200 (in mm), the screen being placed 100 mm from the shell, cumulative surface of the passage sections / screen surface: 40%, density of the material constituting the screen: 10 kg / m 3
  • This material is satisfactory in other respects in particular as regards its temperature and impact resistance, as regards the toxicity of the decomposition products and the fumes which are emitted in the event of combustion, important considerations very particularly in the case of a material intended to be installed in a closed enclosure such as the hull of a submarine.
  • the ratio d / D of the diameter d of a cross section of a passage 4 to the thickness D of the screen and the ratio s / S of the cumulative surface s of the sections of passages 4 To the surface S of a faces of the screen where these passages open are parameters on which the skilled person can act to adapt the thermal and acoustic performances of the device according to the invention to such or such specification laid down by a specification.
  • the s / S ratio can vary significantly, from 30 to 50% for example.
  • the d / D ratio may be between 3 and 10, for example.
  • the invention is not limited to the embodiments described and shown which have been given only by way of example. Thus, one could substitute other screens for the elementary screen described above, pierced with cylindrical passages.
  • any arrangement making it possible to establish passages of any shape, with an evolving section and / or with rectilinear axes or not, through the thickness of a block made of an acoustically absorbent material, could be adopted to make the elementary screens constituting the device according to the invention.
  • the invention is not limited to improving the acoustic discretion of an underwater ship and can find application in surface ships in which only part of the hull is in contact with the water of sea.

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Abstract

Le dispositif comprend un lit d'un matériau acoustiquement absorbant percé de passages (4) autorisant une circulation d'air à travers le lit et des moyens de fixation du lit à une distance prédéterminée (E) de la paroi intérieure de la coque de manière que ce lit constitue un écran acoustique pour la coque du navire, cet écran autorisant une libre convection de l'air dans les passages traversant le lit et dans l'espace ménagé entre la coque et le lit pour assurer un refroidissement de l'air par échange thermique avec l'eau mouillant l'extérieur de la coque. Application à l'amélioration de la discrétion acoustique d'un sous-marin militaire.The device comprises a bed of an acoustically absorbent material pierced with passages (4) allowing air circulation through the bed and means for fixing the bed at a predetermined distance (E) from the inner wall of the shell so that this bed constitutes an acoustic screen for the hull of the ship, this screen allowing free convection of the air in the passages passing through the bed and in the space provided between the hull and the bed to ensure cooling of the air by heat exchange with water wetting the outside of the hull. Application to the improvement of the acoustic discretion of a military submarine.

Description

"DISPOSITIF D'ABSORPTION D'ENERGIE ACOUSTIQUE EMISE A L'INTERIEUR D'UNE COQUE DE NAVIRE ET ECRAN ACOUSTIQUE MODULAIRE FORMANT PARTIE D'UN TEL DISPOSITIF"."ACOUSTIC ENERGY ABSORPTION DEVICE EMITTED INSIDE A SHIP HULL AND MODULAR ACOUSTIC SCREEN FORMING PART OF SUCH A DEVICE".
La présente invention est relative à un dispositif d'absorption de 1'énergie acoustique ém se à 1'intérieur d'une coque de navire et, plus particuli rement, à un tel dispositif conçu pour équiper un sous-marin. La présente 5 invention concerne aussi un écran acoustique modulaire formant partie d'un tel dispositif. . Dans leurs missions militaires, les sous-marins sont tenus à la plus grande discrétion possible de manière à empêcher leur repérage par les marines adverses. CeciThe present invention relates to a device for absorbing the acoustic energy emitted inside a ship's hull and, more particularly, to such a device designed to equip a submarine. The present invention also relates to a modular acoustic screen forming part of such a device. . In their military missions, the submarines are held with the greatest possible discretion so as to prevent their location by the opposing navies. This
LO implique notamment leur "silence" électromagnétique et acoustique. Les émissions acoustiques, en particulier, trouvent notamment leur origine dans les nombreux appareils qui sont nécessaires au fonctionnement du sous- marin, même lorsque celui-ci est à l'arrêt. Ces émissionsLO implies in particular their electromagnetic and acoustic "silence". Acoustic emissions, in particular, originate in particular from the many devices that are necessary for the operation of the submarine, even when it is stopped. These shows
15 sont inévitables et doivent être absorbées au moins partiellement à l'intérieur même du sous-marin de manière à réduire l'énergie acoustique qui se propage dans l'eau, après traversée de la coque du sous-marin, à un niveau qui ne permet pas la détection de celui-ci.15 are inevitable and must be absorbed at least partially inside the submarine so as to reduce the acoustic energy which propagates in the water, after crossing the hull of the submarine, to a level which does not not allow detection of it.
20 La transmission par "voie solide" des bruits engendrés par les divers appareils peut être atténuée voire supprimée par un incorporation de suspensions et/ou d'amortisseurs au support de chaque appareil. De même la transmission des bruits par "voie liquide" peut êtreThe transmission by "solid channel" of the noises generated by the various devices can be attenuated or even eliminated by the incorporation of suspensions and / or dampers in the support of each device. Likewise, the transmission of noise by "liquid means" can be
25 considérablement atténuée par interposition d'absorbeurs adaptés dans les canalisations concernées. Par contre la propagation des bruits par voie aérienne peut certes être atténuée à la source au moyen par exemple de capotages adéquats mais ne peut en aucun cas être totalement25 considerably attenuated by the interposition of suitable absorbers in the pipes concerned. On the other hand, the propagation of noise by air can certainly be attenuated at the source by means, for example, of suitable rollovers, but cannot in any case be completely
30 supprimée.30 deleted.
On a déjà tenté d'absorber le "bruit aérien" en revêtant la paroi intérieure de la coque du sous-marin, avec une couche de matériau poreux constituant un écran absorbant (laine de verre ou de roche, mousse de matièreWe have already tried to absorb "airborne noise" by coating the interior wall of the submarine's hull, with a layer of porous material constituting an absorbent screen (glass or rock wool, foam material
35 plastique, etc...). Cette solution est relativement efficace sur le plan acoustique mais présente un grave inconvénient en matière d'échange thermique. L'atmosphère d'un sous-marin est en effet chauffée par un rayonnement thermique dégagé notamment par les moteurs. Cet échauffement peut être combattu a l'aide de groupes de conditionnement d'air, notamment dans les parties habitées, et par un échange thermique avec l'eau qui baigne la surface extérieure du sous-marin, à travers la coque de celui-ci, notamment dans les zones non habitées où rayonnent des moteurs de grande puissance (nucléaires par exemple) nécessaires è la propulsion du sous-marin. Du fait du matériau les constituant et de leur structure, les bons écrans acoustiques présentent de mauvaises caractéristiques de transfert thermiques. Lorsqu'un tel écran double la paroi interne du sous-marin, l'échange thermique avec l'eau de mer est considérablement réduit et on ne bénéficie plus efficacement de la source froide constituée par l'eau de mer pour refroidir l'air échauffé par le fonctionnement des moteurs.35 plastic, etc ...). This solution is relatively effective acoustically but has a serious drawback in terms of heat exchange. The atmosphere of a submarine is in fact heated by thermal radiation released in particular by the engines. This overheating can be combated using air conditioning groups, in particular in the inhabited parts, and by a heat exchange with the water which bathes the outer surface of the submarine, through the hull of the latter. , especially in uninhabited areas where high-powered engines (nuclear for example) are needed to propel the submarine. Due to the material constituting them and their structure, good acoustic screens have poor heat transfer characteristics. When such a screen doubles the internal wall of the submarine, the heat exchange with seawater is considerably reduced and the cold source constituted by seawater is no longer effectively used to cool the heated air. by the operation of the motors.
La présente invention a donc pour but de réaliser un dispositif d'absorption de l'énergie acoustique émise à l'intérieur d'une coque de navire, qui ne fasse pas écran pour un transfert thermique vers l'extérieur du navire, à travers la coque de celui-ci.The present invention therefore aims to provide a device for absorbing the acoustic energy emitted inside a ship's hull, which does not form a screen for heat transfer to the outside of the ship, through the shell of it.
La présente invention a aussi pour but de réaliser un écran acoustique modulaire pour un tel dispositif, qui présente la "transparence" thermique et "l'opacité" acoustique requises tout en étant de poids et d'encombrement réduits, de montage et de maintenance faciles, de bonne tenue aux chocs et de coût de fabrication réduit. On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres qui apparaîtront dans la suite de la présente description, avec un dispositif d'absorption de l'énergie acoustique émise à l'intérieur d'une coque de navire au moins partiellement immergée, qui comprend un lit d'un matériau acoustiquement absorbant et percé de passages autorisant une circulation d'air à travers le lit et des moyens de fixation du lit à une distance prédéterminée deThe present invention also aims to achieve a modular acoustic screen for such a device, which has the required thermal "transparency" and acoustic "opacity" while being of reduced weight and size, easy assembly and maintenance. , good impact resistance and reduced manufacturing cost. These objects of the invention are achieved, as well as others which will appear in the remainder of this description, with a device for absorbing the acoustic energy emitted inside a hull of a ship at least partially submerged. , which comprises a bed of an acoustically absorbent material and pierced with passages allowing air circulation through the bed and means for fixing the bed at a predetermined distance from
FEUILLE DE REMPLACEMENT la paroi intérieure de la coque de manière que ce lit constitue un écran acoustique pour les bruits transmis par . voie aérienne dans la coque du navire , cet écran autorisant une libre convection de l ' air dans 1ms passages traversant le lit et dans l'espace ménagé entre la coque et le lit pour ne pas entraver le refroidissement de l ' air par échange thermique avec l ' eau mouillant l 'extérieur de la coque.REPLACEMENT SHEET the inner wall of the shell so that this bed constitutes an acoustic screen for the noises transmitted by. airway in the hull of the ship, this screen allowing free convection of the air in 1ms passages crossing the bed and in the space provided between the hull and the bed so as not to impede the cooling of the air by heat exchange with water wetting the outside of the hull.
En espaçant ainsi le lit de la coque et en établissant des passages d ' air à travers le lit, on maintient un échange thermique efficace entre l ' air et l ' eau à travers la coque, nécessaire au refroidissement de cet air, malgré la présence indispensable du lit pour assurer la discrétion acoustique du navire. Suivant une caractéristique du dispositif selon l ' invention, conçue pour être mise en oeuvre dans un navire sous-marin dont la coque est supportée par des couples circulaires se développant dans des plans parallèles, le lit est formé d ' une pluralité d 'écrans acoustiques modulaires élémentaires adjacents, supporté chacun entre deux couples adjacents.By thus spacing the hull bed and by establishing air passages through the bed, an efficient heat exchange between the air and the water is maintained through the hull, necessary for the cooling of this air, despite the presence essential of the bed to ensure the acoustic discretion of the ship. According to a characteristic of the device according to the invention, designed to be implemented in an underwater ship whose hull is supported by circular couples developing in parallel planes, the bed is formed of a plurality of acoustic screens adjacent elementary modulars, each supported between two adjacent pairs.
Suivant un premier mode de réalisation de l ' invention, chaque écran modulaire élémentaire est fixé entre deux couples par au moins une sangle passée autour de l ' écran et solidaire -à ses— extrémités de moyens d ' accrochage sur deux couples adjacents. Un barreau peut être associé à chaque sangle pour pincer un écran modulaire élémentaire entre eux et le fixer sur les deux couples . Suivant un deuxième mode de réal i sation de l ' invention, chaque écran élémentaire est fixé à l 'aide de colonnettes débordant de certains des passages percés dans l 'écran, pour s' appuyer sur la paroi interne de la coque de manière à définir la distance prédéterminée séparant cette paroi de l 'écran en coinçant l'écran entre la base de ces colonnettes en appui contre la coque et deux couples adjacents.According to a first embodiment of the invention, each elementary modular screen is fixed between two couples by at least one strap passed around the screen and secured at its ends by means of attachment to two adjacent couples. A bar can be associated with each strap to pinch an elementary modular screen between them and fix it on the two pairs. According to a second embodiment of the invention, each elementary screen is fixed with the aid of columns protruding from some of the passages drilled in the screen, in order to press on the internal wall of the shell so as to define the predetermined distance separating this wall from the screen by wedging the screen between the base of these columns bearing against the shell and two adjacent pairs.
FEUILLE DE REMPLACεMEffT L'écran acoustique modulaire élémentaire utilisé pour constituer le lit prend la forme d'un bloc parailêlépipédique en un matériau poreux propre à absorber un rayonnement acoustique, ce bloc étant traversé par des passages dont les débouchés sont distribués sur deux faces opposées du bloc.SUBSTITUTE SHEET The elementary modular acoustic screen used to form the bed takes the form of a parepelepipedal block of a porous material capable of absorbing acoustic radiation, this block being crossed by passages whose outlets are distributed on two opposite faces of the block.
D'autres caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel : la figure 1 est une vue partielle en perspective de la coque d'un navire équipé du dispositif d'absorption d'énergie acoustique suivant l'invention, - la figure 2 est une vue partielle, en perspective et en coupe, d'un écran acoustique modulaire élémentaire formant partie du dispositif suivant l'invention et de ses moyens de fixation sur la coque du navire et - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 et représente un autre mode de réalisation des moyens de fixation d'un écran acoustique modulaire élémentaire formant partie du dispositif suivant l'invention. On se réfère à la figure 1 du dessin -annexé -où-1-on a représenté une partie de la coque 1 d'un navire sous- marin. Cette coque 1 est alors généralement cylindrique et elle est supportée par des "couples" 2 prenant la forme de poutres circulaires à section en T, soudées sur la paroi interne de la coque (on a représenté un quart environ de ces poutres à la figure 1).Other characteristics and advantages of the device according to the invention will appear on reading the description which follows and on examining the appended drawing in which: FIG. 1 is a partial perspective view of the hull of a ship equipped of the acoustic energy absorption device according to the invention, - Figure 2 is a partial view, in perspective and in section, of an elementary modular acoustic screen forming part of the device according to the invention and its fixing means on the hull of the ship and - Figure 3 is a view similar to that of Figure 2 and shows another embodiment of the means for fixing an elementary modular acoustic screen forming part of the device according to the invention. Reference is made to FIG. 1 of the drawing -annexed -where-1-a part of the hull 1 of an underwater ship has been represented. This shell 1 is then generally cylindrical and it is supported by "pairs" 2 taking the form of circular beams with T-section, welded to the internal wall of the shell (around a quarter of these beams are shown in FIG. 1 ).
Suivant la présente invention, la coque 1 est doublée, à une distance E de sa paroi interne, par un lit en un matériau acoustiquement absorbant d'épaisseur D, ce lit étant formé par une mosaïque d'écrans modulaires élémentaires 3 accolés. Suivant l'invention encore, on fait usage des poutres 2 pour fixer les écrans 3 à laAccording to the present invention, the shell 1 is doubled, at a distance E from its internal wall, by a bed made of an acoustically absorbent material of thickness D, this bed being formed by a mosaic of elementary modular screens 3 joined together. According to the invention also, use is made of beams 2 to fix the screens 3 to the
FEUILLE DE REMPLACEMENT distance E de la coque 1. Les moyens de fixation de ces écrans seront décrits plus loin en liaison avec l'examen des figures 2 et 3.REPLACEMENT SHEET distance E from the shell 1. The means of fixing these screens will be described later in connection with the examination of FIGS. 2 and 3.
Pour préserver la clarté de la figure 1, on n'a représenté sur celle-ci qu'un seul des écrans élémentaires utilisés pour constituer le lit du dispositif suivant l'invention. Une caractéristique essentielle de l'invention apparaît ainsi sur la figure 1, è savoir la présence d'un espace d'épaisseur radiale E entre le lit constitué d'écrans 3 et la paroi interne de la coque 1, cet espace communiquant avec l'atmosphère du sous-marin grâce à des passages 4 traversant l'épaisseur de chaque écran. Sur la vue en coupe agrandie d'un écran suivant l'invention représenté è la figure 2, il apparaît que ces passages 4 sont de forme cylindrique et traversent complètement l'épaisseur D de l'écran. Les débouchés de ces passages sur deux faces opposées de l'écran sont, de préférence, régulièrement distribués sur ces surfaces, par exemple en quinconce. On comprend qu'ainsi de 1'air puisse circuler à travers l'écran par les passages 4, soit dans un sens soit dans l'autre, et dans l'espace annulaire d'épaisseur E situé entre les écrans constituant le lit et la paroi interne du sous-marin (cette circulation d'air s'effectuant suivant les sens des flèches représentées à la figure 1). De l'air chauffé à l'intérieur du sous-marin par les moteurs et autres appareils fonctionnant dans celui-ci, peut ainsi, par libre convection, circuler contre la coque du navire pour y échanger des calories avec l'eau de mer située au-delà de la coque, échange qui a pour effet de rafraîchir cet air en contribuant ainsi à son conditionnement.In order to preserve the clarity of FIG. 1, only one of the elementary screens used on this screen has been shown to constitute the bed of the device according to the invention. An essential characteristic of the invention thus appears in FIG. 1, namely the presence of a space of radial thickness E between the bed consisting of screens 3 and the internal wall of the shell 1, this space communicating with the atmosphere of the submarine thanks to passages 4 crossing the thickness of each screen. On the enlarged sectional view of a screen according to the invention shown in Figure 2, it appears that these passages 4 are of cylindrical shape and completely pass through the thickness D of the screen. The outlets of these passages on two opposite faces of the screen are preferably regularly distributed over these surfaces, for example in staggered rows. It is understood that thus air can circulate through the screen through the passages 4, either in one direction or the other, and in the annular space of thickness E situated between the screens constituting the bed and the inner wall of the submarine (this air circulation taking place in the direction of the arrows shown in Figure 1). Air heated inside the submarine by engines and other devices operating in it, can thus, by free convection, circulate against the hull of the ship to exchange calories with the sea water located beyond the hull, an exchange which has the effect of cooling this air, thus contributing to its conditioning.
Par ailleurs, et conformément à l'objet principal du dispositif suivant l'invention, toute émission acoustique interne au sous-marin est largement absorbée par le lit d'écrans acoustiques 3 fixés au couple 2, sans que la présence de ce lit ne gêne l'échange thermique nécessaireFurthermore, and in accordance with the main object of the device according to the invention, any internal acoustic emission in the submarine is largely absorbed by the bed of acoustic screens 3 fixed to the couple 2, without the presence of this bed disturbing the necessary heat exchange
FEUILLE DE REMPLACEMENT entre l 'atmosphère du sous-marin et l'eau de mer, échange qui serait inacceptablement dégradé si on s'était borné à disposer classiquement un écran acoustique en contact direct avec la paroi interne de la coque 1. Divers moyens de fixation des écrans 3 sur les couples 2 peuvent être utilisés. On a représenté à la figure 2 un premier mode de réalisation de ces moyens de fixation, qui comprennent essentiellement une sangle 5 munie ό chacune de ses extrémités de moyens d'accrochage sur des ailes 6 en regard de deux couples 2 adjacents. Ces moyens peuvent comprendre une équerre 7 s 'accrochant sur la face inférieure d'une aile d'un couple 2 (du point de vue de figure ) équerre solidaire d ' une part d ' une extrémité de la sangle 5 et, d'autre part, d'un écrou soudé 8 prévu pour coopérer avec une vis 9. Les moyens de fixation peuvent comprendre en outre un barreau 10, constitué par exemple par un tuyau métallique à extrémités écrasées et percées d'un trou. On passe la vis 9 dans ce trou et on serre cette vis dans l ' écrou 8, pour pincer l'écran 3 entre le barreau et la sangle. L'écran est ainsi solidement fixé sur deux couples adjacents , comme représenté à la figure 2.REPLACEMENT SHEET between the atmosphere of the submarine and the sea water, an exchange which would be unacceptably degraded if we had confined ourselves conventionally to having an acoustic screen in direct contact with the inner wall of the hull 1. Various means of fixing the screens 3 on couples 2 can be used. FIG. 2 shows a first embodiment of these fixing means, which essentially comprise a strap 5 provided ό each of its ends with means for hooking on wings 6 opposite two adjacent pairs 2. These means may include a bracket 7 hooking on the underside of a wing of a couple 2 (from the point of view of figure) bracket integral on the one hand with one end of the strap 5 and, on the other part, a welded nut 8 provided to cooperate with a screw 9. The fixing means may further comprise a bar 10, constituted for example by a metal pipe with crushed ends and pierced with a hole. We pass the screw 9 in this hole and we tighten this screw in the nut 8, to pinch the screen 3 between the bar and the strap. The screen is thus securely fixed on two adjacent pairs, as shown in FIG. 2.
Sur cette figure les positions relatives du barreau 10 et des passages 4 qu ' il surmonte n'ont été choisies que pour faire apparaître ces derniers en coupe, pour la clarté de la figure. On remarque encore un couvre -joint 13 placé au-dessus de l' interstice séparant chaque couple du bord adjacent d'un écran élémentaire 3. Ce couvre -joint 13, fixé par vissage ou collage, empêche un court-circuit acoustique de l ' écran 3 et améliore l ' aspect de l 'ensemble. Une couche de peinture déposée sur la face apparente des écrans, des couples et des couvre -joints améliore encore cet aspect. Bien entendu on choisit une peinture qui n'altère pas les performances acoustiques de l 'ensemble.In this figure, the relative positions of the bar 10 and the passages 4 which it overcomes have been chosen only so as to make them appear in section, for the clarity of the figure. There is also a joint cover 13 placed above the gap separating each pair from the adjacent edge of an elementary screen 3. This joint cover 13, fixed by screwing or gluing, prevents an acoustic short circuit of the screen 3 and improves the appearance of the whole. A layer of paint deposited on the visible face of screens, frames and joint covers further improves this aspect. Of course we choose a paint that does not alter the acoustic performance of the whole.
On a représenté à la figure 3 un autre mode de réalisation des moyens de fixation d'un écran acoustiqueFIG. 3 shows another embodiment of the means for fixing an acoustic screen.
FEUILLE DE REMPLACEMENT 3. L'écran est encoche, comme représenté, suivant deux arêtes pour s'adapter complémentalrβment au profil de deux ailes 6 de couples adjacents. Cas ailes sont munies sur leur face inférieure d'un ruban adhésif double face 12 qui permet le collage de deux surfaces en regard de l'écran et de ces ailes. Un couvre-joint 13' è section en T bouche l'interstice couple/écran élémentaire. Des colonnettes 11 passées dans certains des passages 4 percés dans l'écran 3 sont poussées dans cas passages de manière è venir en butée sur la coque 1 du navire. Cas colonnettes peuvent être constituées simplement à l'aide des carottes retirées des passages 4 percés dans l'écran. En poussant une première colonnette 11 è l'aide d'une deuxième colonnette 11' insérée à sa suite dans le même passage, comme représenté à la figure 3, puis en collant la deuxième colonnette 11' dans ce passage et en coupant la partie de la colonnette 11' qui déborde de la surface de l'écran, on constitue un deuxième appui pour l'écran qui immobilise complètement celui-ci par rapport à la coque 1. On peut prévoir de telles colonnettes, par exemple aux quatre angles d'un écran et au voisinage de sa partie centrale, pour supporter ainsi complètement celui-ci è l'écart de la coque de manière à ménager un espace de libre circulation pour l'air à rafraîchir par échange thermique avec l'eau de mer située de l'autre côté de la coque.REPLACEMENT SHEET 3. The screen is notched, as shown, along two edges to adapt complementally to the profile of two wings 6 of adjacent couples. Wing cases are provided on their underside with a double-sided adhesive tape 12 which allows the bonding of two surfaces facing the screen and these wings. A joint cover 13 'è section in T closes the interstice torque / elementary screen. Columns 11 passed in some of the passages 4 drilled in the screen 3 are pushed in case of passages so as to come into abutment on the hull 1 of the ship. Columns can be formed simply using the cores removed from the passages 4 drilled in the screen. By pushing a first column 11 using a second column 11 'inserted in its succession in the same passage, as shown in Figure 3, then by gluing the second column 11' in this passage and cutting the part of the baluster 11 'which extends beyond the surface of the screen, a second support for the screen is formed which completely immobilizes the latter relative to the shell 1. Such balusters can be provided, for example at the four angles of a screen and in the vicinity of its central part, to thus completely support the latter away from the hull so as to provide a space of free circulation for the air to be cooled by heat exchange with the sea water located the other side of the hull.
Pour constituer un dispositif d'absorption acoustique suivant l'invention, capable de réduire de 10 à 15 décibels le "bruit aérien" du sous-marin, on a réalisé des écrans acoustiques élémentaires dans un lit de fibres minérales, de verre ou de roche, ou dans un lit en mousse de matières synthétiques telles que des polymères. A cet égard, un matériau préféré est la mousse de polyimide dite Illmid vendue par la Société ILLBRUCK (RFA). A titre d'exemple, on donne ci-dessous les caractéristiques d'un écran modulaire élémentaire constitué dans ce matériau et permettant d'obtenir la performance acoustique mentionnée ci-dessus :To constitute an acoustic absorption device according to the invention, capable of reducing the “air noise” of the submarine from 10 to 15 decibels, elementary acoustic screens were produced in a bed of mineral fibers, glass or rock , or in a foam bed of synthetic materials such as polymers. In this regard, a preferred material is the polyimide foam called Illmid sold by the company ILLBRUCK (RFA). By way of example, the characteristics of an elementary modular screen made of this material are given below and making it possible to obtain the above-mentioned acoustic performance:
FEUILLE DE REMPLACEMENT dimension : 500 x 500 x 200 (en mm), l'écran étant disposé à 100 mm de la coque, surface cumulée des sections de passage/surface de l'écran : 40 %, densité du matériau constituant l'écran : 10 kg/m3 REPLACEMENT FE UI dimension: 500 x 500 x 200 (in mm), the screen being placed 100 mm from the shell, cumulative surface of the passage sections / screen surface: 40%, density of the material constituting the screen: 10 kg / m 3
Ce matériau est satisfaisant é d'autres égards notamment en ce qui concerne sa tenue en température et aux chocs, en ce qui concerne la toxicité des produits de décomposition et les fumées qui sont émises en cas de combustion, considérations importantes tout particulièrement dans le cas d'un matériau destiné à être installé dans une enceinte close telle que la coque d'un sous -marin.This material is satisfactory in other respects in particular as regards its temperature and impact resistance, as regards the toxicity of the decomposition products and the fumes which are emitted in the event of combustion, important considerations very particularly in the case of a material intended to be installed in a closed enclosure such as the hull of a submarine.
Le rapport d/D du diamètre d d'une section droite d'un passage 4 à l'épaisseur D de l'écran et le rapport s/S de la surface cumulée s des sections des passages 4 A la surface S d'une des faces de l'écran où débouchent ces passages sont des paramètres sur lesquels l'homme de métier peut agir pour adapter les performances thermiques et acoustiques du dispositif suivant l'invention à telle ou telle spécification posées par un cahier des charges. Ainsi le rapport s/S pourra varier de manière importante, de 30 à 50 % par exemple. Le rapport d/D pourra être compris entre 3 et 10, par exemple. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Ainsi, on pourrait substituer d'autres écrans à l'écran élémentaire décrit ci-dessus, percé de passages cylindriques. Ainsi, on pourrait constituer le dispositif suivant l'invention avec des écrans constitués de bandes de matériaux absorbants séparés par des espaces et maintenues ensemble dans des cadres, par exemple. D'une manière générale, toute disposition permettant d'établir des passages de forme quelconque, à section évolutive et /ou d'axes rectilignes ou non, à travers l'épaisseur d'un bloc en un matériau acoustiquement absorbant, pourrait être adoptée pour réaliser las écrans élémentaires constituant le dispositif suivant l'invention.The ratio d / D of the diameter d of a cross section of a passage 4 to the thickness D of the screen and the ratio s / S of the cumulative surface s of the sections of passages 4 To the surface S of a faces of the screen where these passages open are parameters on which the skilled person can act to adapt the thermal and acoustic performances of the device according to the invention to such or such specification laid down by a specification. Thus the s / S ratio can vary significantly, from 30 to 50% for example. The d / D ratio may be between 3 and 10, for example. Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown which have been given only by way of example. Thus, one could substitute other screens for the elementary screen described above, pierced with cylindrical passages. Thus, one could constitute the device according to the invention with screens made up of strips of absorbent materials separated by spaces and held together in frames, for example. In general, any arrangement making it possible to establish passages of any shape, with an evolving section and / or with rectilinear axes or not, through the thickness of a block made of an acoustically absorbent material, could be adopted to make the elementary screens constituting the device according to the invention.
De même, l'invention n'est pas limitée à l'amélioration de la discrétion acoustique d'un navire sous-marin et peut trouver application dans des navires de surface dont une partie seulement de la coque est au contact de l'eau de mer.Likewise, the invention is not limited to improving the acoustic discretion of an underwater ship and can find application in surface ships in which only part of the hull is in contact with the water of sea.
ILLE DE REMPLACEMENT REPLACEMENT ISLAND

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'absorption de l'énergie acoustique émise è l'intérieur d'une coque de navire au moins partiellement immergée, caractérisé en ce qu'il comprend un lit d'un matériau acoustiquement abeorbant et percé de passages (4) autorisant une circulation d'air A travers le lit et des moyens de fixation du lit à une distance1. Device for absorbing the acoustic energy emitted inside an at least partially submerged hull of a ship, characterized in that it comprises a bed of an acoustically absorbent material and pierced with passages (4) allowing air circulation through the bed and means for fixing the bed at a distance
, prédéterminée (E) de la paroi intérieure de la coque de manière que ce lit constitue un écran acoustique pour les bruits transmis par voie aérienne dans la coque du navire, cet écran autorisant une libre convection de l'air dans les passages (4) traversant le lit et dans l'espace ménagé entre la coque et le lit pour ne pas entraver le refroidissement de l'air par échange thermique avec l'eau mouillant l'extérieur de la coque., predetermined (E) of the inner wall of the hull so that this bed constitutes an acoustic screen for the noise transmitted by air in the hull of the ship, this screen allowing free convection of the air in the passages (4) crossing the bed and in the space provided between the hull and the bed so as not to impede the cooling of the air by heat exchange with the water wetting the outside of the hull.
2. Dispositif conforme à la revendication 1, adapté à un navire sous-marin dont la coque est supportée par des couples (2) circulaires se développant dans des plans parallèles, caractérisé en ce que le lit est formé d'une pluralité d'écrans acoustiques modulaires élémentaires (3) adjacents, supportés chacun entre deux couples (2) adjacents.2. Device according to claim 1, suitable for an underwater ship whose hull is supported by pairs (2) circular developing in parallel planes, characterized in that the bed is formed of a plurality of screens adjacent modular elementary acoustics (3), each supported between two adjacent pairs (2).
3. Dispositif conforme à la revendication 2, adapté à un navire dans lequel les couples sont profilés en "T", caractérisé en ce que les moyens de fixation coopèrent d'une part avec un écran modulaire élémentaire (3) et d'autre part avec les ailes (6) en regard de deux couples (2) adjacents, pour fixer un écran entre ces deux couples.3. Device according to claim 2, suitable for a ship in which the torques are profiled in "T", characterized in that the fixing means cooperate on the one hand with an elementary modular screen (3) and on the other hand with the wings (6) facing two adjacent couples (2), to fix a screen between these two couples.
4. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la libre convection de l'air entre le lit et la coque s'établit indépendamment dans des espaces annulaires adjacents de la coque délimités chacun par deux couples (2) adjacents.4. Device according to any one of claims 2 and 3, characterized in that the free convection of air between the bed and the shell is established independently in adjacent annular spaces of the shell each delimited by two couples ( 2) adjacent.
5. Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les moyens de fixation du lit comprennent, pour chaque écran modulaire élémentaire, au moins une sangle (5) passée autour de5. Device according to any one of claims 3 and 4, characterized in that the bed fixing means comprise, for each elementary modular screen, at least one strap (5) passed around
FEUILLE DE REMPLACEMENT l'écran' et solidaire A ses extrémités de moyens d'accrochage (7, 8, 9) sur deux ailes (6) en regard de deux couples adjacents entre lesquels l'écran est monté.REPLACEMENT SHEET the screen ' and integral At its ends with hooking means (7, 8, 9) on two wings (6) facing two adjacent pairs between which the screen is mounted.
6. Dispositif conforme A la revendication 5, caractérisé en ce que las moyens de fixation comprennent en outre des barreaux (10) associés chacun A une sangle pour pincer un écran modulaire élémentaire entre eux et le , fixer sur deux couples adjacents.6. Device according to claim 5, characterized in that the fixing means further comprise bars (10) each associated with a strap for pinching an elementary modular screen between them and fix it on two adjacent pairs.
7. Dispositif conforme A l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent des colonnettes (11, 11') débordant de certains des passages percés dans un écran modulaire élémentaire pour s'appuyer sur la paroi Interne (1) de la coque de manière A définir la distance prédéterminée (E) séparant cette paroi de l'écran, en coinçant l'écran (3) entre ces colonnettes en appui contre la coque et les ailes (6) en regard de deux couples adjacents.7. Device according to any one of claims 3 and 4, characterized in that the fixing means comprise balusters (11, 11 ') projecting from some of the passages drilled in an elementary modular screen to bear on the wall Internal (1) of the hull so as to define the predetermined distance (E) separating this wall from the screen, by wedging the screen (3) between these balusters resting against the hull and the wings (6) opposite two adjacent couples.
8. Dispositif conforme A la revendication 7, caractérisé en ce que les colonnettes (11, 11') sont constituées par des chutes du matériau de l'écran, obtenues lors du perçage des passages (4) d'air, ces colonnettes étant collées dans les passages qui les reçoivent .8. Device according to claim 7, characterized in that the columns (11, 11 ') consist of falls of the screen material, obtained during the drilling of the air passages (4), these columns being glued in the passages which receive them.
9. Ecran acoustique modulaire élémentaire formant partie du dispositif conforme A l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il prend la forme d'un bloc parallélépipédique en un matériau poreux propre A absorber un rayonnement acoustique, ce bloc étant traversé par des passages (4) dont les débouchés sont distribués sur deux faces opposées du bloc.9. Elementary modular acoustic screen forming part of the device according to any one of the preceding claims, characterized in that it takes the form of a parallelepipedal block of a porous material suitable for absorbing acoustic radiation, this block being traversed by passages (4) whose outlets are distributed on two opposite faces of the block.
10. Ecran conforme A la revendication 9, caractérisé en ce que le rapport de la surface cumulée des débouchés à celle de la face du bloc où ils sont formés est compris entre 30 et 50 %. 10. Screen according to claim 9, characterized in that the ratio of the cumulative surface of the outlets to that of the face of the block where they are formed is between 30 and 50%.
11. Ecran conforme à l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le matériau poreux est constitué de fibres minérales, de verre ou de11. Screen according to any one of claims 9 and 10, characterized in that the porous material consists of mineral fibers, glass or
FEUILLE DE REMPLACEMENT roche.REPLACEMENT SHEET rock.
12. Ecran conforme A l ' une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le matériau poreux est une mousse en matériau synthétique. 12. Screen according to any one of claims 9 and 10, characterized in that the porous material is a foam of synthetic material.
13 . Ecran conforme A la revendication 12 , caractérisé en ce que ladite mousse est une mousse de polyimide.13. Screen according to claim 12, characterized in that said foam is a polyimide foam.
FEUILLE DE REMPLACEMENT REPLACEMENT SHEET
EP19910913468 1990-07-09 1991-07-09 Device for absorbing sound energy originating inside the hull of a vessel, and modular acoustic baffle forming a part thereof Withdrawn EP0491034A1 (en)

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