EP0591309A1 - Method for automatically monitoring and controlling the degaussing of a naval vessel. - Google Patents

Method for automatically monitoring and controlling the degaussing of a naval vessel.

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EP0591309A1
EP0591309A1 EP92912953A EP92912953A EP0591309A1 EP 0591309 A1 EP0591309 A1 EP 0591309A1 EP 92912953 A EP92912953 A EP 92912953A EP 92912953 A EP92912953 A EP 92912953A EP 0591309 A1 EP0591309 A1 EP 0591309A1
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EP
European Patent Office
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immunization
magnetic
naval vessel
circuits
currents
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EP92912953A
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Paul Penven
Jean-Jacques Periou
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Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
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    • 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
    • B63G9/00—Other offensive or defensive arrangements on vessels against submarines, torpedoes, or mines
    • B63G9/06—Other offensive or defensive arrangements on vessels against submarines, torpedoes, or mines for degaussing vessels

Definitions

  • the present invention relates to a self-monitoring and slaving method of magnetic immunization of a naval vessel provided with magnetic immunization circuits.
  • some mines said to have magnetic influence, include sensors capable of detecting any variation in their magnetic environment caused by a naval vessel, allowing them to destroy or damage this vessel.
  • Certain aircraft are also fitted with sensors of this type enabling them to detect the naval vessel in order to destroy it.
  • the risk generated by the possibility of an aircraft detecting the magnetic signature of a naval vessel is called the MAD risk. (Magnetic Anomaly Detection).
  • the magnetic signature of a building is constituted by its permanent magnetization and by its induced magnetization.
  • the permanent magnetization of a structure is due to the ferromagnetic materials constituting it. This is substantially constant, fluctuates only over time and is linked to the nature of the material used.
  • the induced magnetization is essentially variable. In the case of a ship, it depends on its orientation in the land field, its course and its inclination due to roll and pitch.
  • the magnetic signature of the ship therefore makes it possible to locate it, to follow it, and possibly to guide or ignite devices intended to destroy it. It is therefore very important to minimize or even cancel this "magnetic signature”. that "to prevent its detection by magnetic method.
  • Magnetic immunization is carried out, in a known manner, by creating in the volume of the building a magnetic field which compensates for that of the building, in order to cancel its magnetic signature.
  • the building is provided with a set of circuits called “immunization loops" which are traversed by electric currents.
  • the dimensions, the arrangement of the loops and the currents flowing therein are determined to best minimize the "magnetic signature" of the building, whatever its orientation in the earth's magnetic field, that is to say whatever its heading. and its inclination due to roll and pitch.
  • These immunization loops are distributed in three directions corresponding to the roll, yaw and pitch axes, conventionally called “L, M, A” or even “L, V, T” (Longitudinal, Vertical, Transversal).
  • the currents in the immunization loops are adjusted using values obtained by passing the naval vessel through a measuring station.
  • This station may be placed at the bottom of the sea (at a depth generally varying from 8 m to 30 m) and made up of a line of magnetometers with regard to the risk caused by mines or other naval vessels, or be made up of magnetometers on board an aircraft for the MAD risk
  • the readings obtained thanks to these magnetometers make it possible to obtain on land a setting of the value of the currents to be circulated in the immunization circuits whatever the heading of the vessel, in a plane at the depth or at the altitude of danger.
  • the building goes on a mission without knowing precisely the map of the magnetic field it creates in the volume that surrounds it and for different heights of water. Indeed, such knowledge would require the transmission, from a land station, of too large a number of data.
  • this vessel must be able to know its exact magnetic signature and the associated risk to it, at a point or on a given area. Indeed, it can be necessary to modify in intensity the currents flowing in the immunization circuits and to control the results of these modifications on the magnetic signature.
  • An object of the present invention is to provide a method enabling a naval vessel to predict in real time its magnetic signature in a danger zone in order to allow it to very quickly deduce its risk with respect to a detection system. magnetic located in the risk zone.
  • Another object of the present invention is to provide a method enabling the naval vessel to assess its magnetic signature even in the event of an anomaly detected in the immunization circuits, and thus to independently assess its vulnerability, possibly by redefining automatically the best combination of currents taking into account the new constraints generated by the detected fault (s).
  • Another objective of the invention is to provide a method allowing the naval ship to test in simulation the modifications of the currents in the immunization circuits in order to better control the impact of the latter on its magnetic signature, then if necessary to modify his real signature.
  • the method of self-monitoring and slaving of the magnetic immunization of a naval vessel provided with magnetic immunization circuits by means of a modeling system comprises the steps consisting in: - identify a danger zone against which we want to assess the magnetic risk;
  • the method according to the invention comprises the steps consisting in:
  • the self-monitoring and servo-control method further comprises the steps consisting in:
  • This variant allows the naval vessel to independently estimate the consequences caused on its magnetic signature by an anomaly in a given circuit and to remedy it immediately by a new adjustment of the currents in the immunization circuits.
  • the method according to the invention comprises an additional step consisting in testing in simulation the modifications of the currents in the immunization circuits, so as to control the validity of the information provided by the modeling system.
  • the method comprises a periodic updating of the on-board models thanks to magnetic sensors installed on board the naval vessel.
  • the method comprises a phase consisting in permanently updating the on-board models thanks to magnetic sensors installed on board the naval vessel.
  • the method according to the invention can include a step consisting in using this information on a console or on a tactical table.
  • the operator can thus quickly change the definition of the danger zone himself, for example switching from a mine risk to a MAD risk, assessing its vulnerability and ordering, if necessary, a temporary or permanent modification of the currents in the circuits 'immunization.
  • FIG. 1 represents the three directions of arrangement of the immunization loops in a ship
  • FIG. 2 represents a flow diagram of a method according to the invention.
  • the building 21 comprises ferromagnetic structures surrounded by immunization loops 22, 23, 24. These loops are arranged in three separate planes.
  • a loop 22 is used to compensate the longitudinal magnetization and is commonly called loop "L”
  • another loop 23 is used to compensate the vertical magnetization and is denoted "V”
  • the third loop 24 which has the function of compensating the magnetization transverse is noted T.
  • Loops 22 and 23 are presented in perspective.
  • a loop is characterized by its coordinates (x, y, z) relative to a given point, by its dimensions, by its resistance, by its shape, by the maximum current that can cross it, and by the number of available turns.
  • a step prior to the method of controlling and controlling the magnetic immunization of a naval vessel consists of an operation comprising two steps.
  • the first of these steps a consists in measuring the magnetic field of the ship on station at sea.
  • This step consists in making the naval vessel cross the same path twice over networks of magnetic sensors in opposite directions.
  • the permanent magnetization linked to the building rotates with it, while the induced magnetization does not rotate. To know the induced magnetization, it suffices to subtract the measurement results from the two opposite directions.
  • the second step b consists in defining the representative models of the magnetizations of the naval vessel and of its loop effects. For example, it is possible to model the naval vessel or one of these "circuit effects" by a set of N ellipsoids.
  • the magnetic field derives from a magnetic potential V; the components h ⁇ , h y , h z of the magnetic field are respectively equal to
  • each ellipsoid being defined by 9 data: the position of the center x, y, z, the projections of the magnetizations on the 3 axes M ⁇ , My, M ⁇ and the dimensions a, b, c.
  • the process of self-monitoring and control of the immunization consists, after having transferred all the models on board the naval vessel, c, to characterize a danger zone 2, by defining the type of risk 10 and the thresholds of dangers 11 so as to arrive at a precise definition of the danger zone 1 2.
  • Steps 10 and 11 can be replaced by a step 19 for reading in real time the parameters relating to the danger zone (depth, C iole ... ).
  • the process then consists in reading the on-board representative models of the magnetizations and circuit effects of the naval vessel 3 ' , these models being updated 8 by means of sensors installed on board, then in predicting in real time the magnetic field created by the vessel. naval in the defined danger zone 4, to use the results graphically 5 finally to interpret the vulnerability of the building and to decide whether or not to modify the values of the currents flowing in the building's immunization circuits 6 ,.
  • the method according to the invention comprises an additional step 7 consisting in detecting any anomalies concerning the values of the immunization currents flowing in the immunization circuits.
  • the real-time reading of the immunization currents flowing in the circuits 1 is followed by a step making it possible to detect any anomalies concerning the values of the immunization currents and to predict the magnetic field created by taking into account these possible anomalies.
  • This step is divided into a step of detecting the anomaly 13 followed, if an anomaly is detected, by a step of predicting the magnetic field produced in the immunization loops taking into account the detected anomaly 14 and then of a step of calculating the optimum currents 15 followed by a validation 16 leading to the modification of these currents during a step 17.
  • the step of reading in real time the currents flowing in the immunization circuits 1 followed by the step of detecting anomalies making it possible to modify these currents 7 results in knowing the currents in the immunization loops 18.
  • the building has all the means necessary to calculate the magnetic field created at a point with any coordinates (x, y, z) in the frame centered on the building. Indeed this field can be described as the sum of the contributions:
  • the coordinates (x, y, z) are defined by a hazard analysis.
  • the parameter z is either the depth (mine risk) or the assumed altitude of the aircraft relative to the building (MAD risk).
  • the x, y coordinates of the points for which the field is calculated define the length and width of the area that you want to cover.
  • the module is calculated, for example, which is compared with a predefined limit value (threshold) not to be exceeded. If there is an overshoot, the captain orders a maneuver to move the vessel. The field is then recalculated to check if the building is still vulnerable. The captain can also order a calculation of the magnetic field with new values of currents in the circuits and modify these currents if the vessel has again become non-vulnerable.
  • threshold a predefined limit value
  • the system allows the building to assess almost instantaneously the consequence of this anomaly on its vulnerability and redefine the best combination of currents to minimize its signature.
  • the danger zone and the values of the magnetic field are displayed on a console or a tactical table to aid in the decision.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé d'autocontrôle et d'asservissement de l'immunisation magnétique d'un bâtiment naval muni de circuits d'immunisation magnétique au moyen d'un système de modélisation. Le procédé selon l'invention comprend les étapes consistant à: déterminer une zone de danger par rapport à laquelle on veut évaluer le risque magnétique; (2) déterminer les coordonnées spatiales de ladite zone par rapport à un repère de référence du bâtiment naval; (12) utiliser un système de modélisation embarqué fournissant en temps réel le risque magnétique du bâtiment en fonction de la position du bâtiment par rapport à ladite zone (a, b, c).The invention relates to a method for self-monitoring and servo-control of the magnetic immunization of a naval vessel provided with magnetic immunization circuits by means of a modeling system. The method according to the invention comprises the steps consisting in: determining a danger zone with respect to which it is desired to evaluate the magnetic risk; (2) determining the spatial coordinates of said area with respect to a reference frame of the naval vessel; (12) using an on-board modeling system providing in real time the magnetic risk of the building as a function of the position of the building with respect to said zone (a, b, c).

Description

Procédé d'autocontrôlé et d'asservissement de l'immunisation magnétique d'un bâtiment naval. Self-monitoring and slaving method of magnetic immunization of a naval vessel.
La présente invention concerne un procédé d'autocontrôlé et d'asservissement de rimmunisation magnétique d'un bâtiment naval muni de circuits d'immunisation magnétique.The present invention relates to a self-monitoring and slaving method of magnetic immunization of a naval vessel provided with magnetic immunization circuits.
Il est connu que les pièces ferromagnétiques présentes dans les bâtiments navals rendent ceux-ci détectables par des moyens de détection de leur "signature magnétique" pouvant par exemple être intégrés dans des mines, dans d'autres bâtiments navals ou encore dans des aéronefs.It is known that ferromagnetic parts present in naval vessels make them detectable by means of detection of their "magnetic signature" which can, for example, be integrated in mines, in other naval vessels or even in aircraft.
Ainsi, certaines mines, dites à influence magnétique, comportent des capteurs capables de détecter toute variation de leur environnement magnétique provoqué par un bâtiment naval, leur permettant de détruire ou d'endommager ce bâtiment. Certains aéronefs sont également munis de capteurs de ce type leur permettant de détecter le bâtiment naval afin de le détruire. Le risque engendré par la possibilité de détection par un aéronef de la signature magnétique d'un bâtiment naval est appelé le risque MAD. (Magnetic Anomaly Détection).Thus, some mines, said to have magnetic influence, include sensors capable of detecting any variation in their magnetic environment caused by a naval vessel, allowing them to destroy or damage this vessel. Certain aircraft are also fitted with sensors of this type enabling them to detect the naval vessel in order to destroy it. The risk generated by the possibility of an aircraft detecting the magnetic signature of a naval vessel is called the MAD risk. (Magnetic Anomaly Detection).
La signature magnétique d'un bâtiment est constituée par son aimantation permanente et par son aimantation induite. L'aimantation permanente d'une structure est due aux matériaux ferromagnétiques la constituant. Celle-ci est sensiblement constante, ne fluctue qu'avec le temps et est liée à la nature du matériau utilisé.The magnetic signature of a building is constituted by its permanent magnetization and by its induced magnetization. The permanent magnetization of a structure is due to the ferromagnetic materials constituting it. This is substantially constant, fluctuates only over time and is linked to the nature of the material used.
L'aimantation induite, en revanche, est essentiellement variable. Dans le cas d'un navire, elle dépend de son orientation dans le champ terrestre, de son cap et de son inclinaison due au roulis et au tangage.The induced magnetization, on the other hand, is essentially variable. In the case of a ship, it depends on its orientation in the land field, its course and its inclination due to roll and pitch.
La signature magnétique du navire permet donc de le repérer, de le suivre, et éventuellement de guider ou de mettre à feu des engins destinés à le détruire. Il est donc très important de minimiser, voire d'annuler cette "signature magnéti- que" pour empêcher sa détection par méthode magnétique.The magnetic signature of the ship therefore makes it possible to locate it, to follow it, and possibly to guide or ignite devices intended to destroy it. It is therefore very important to minimize or even cancel this "magnetic signature". that "to prevent its detection by magnetic method.
Cette opération, dite "immunisation magnétique", s'effectue, de manière connue, en créant dans le volume du bâtiment un champ magnétique qui compense celui du bâtiment, afin d'annuler sa signature magnétique. Pour cela, on munit le bâtiment d'un jeu de circuits appelés "boucles d'immunisation" qui sont parcourues par des courants électriques.This operation, called "magnetic immunization", is carried out, in a known manner, by creating in the volume of the building a magnetic field which compensates for that of the building, in order to cancel its magnetic signature. For this, the building is provided with a set of circuits called "immunization loops" which are traversed by electric currents.
Les dimensions, la disposition des boucles et les courants qui y circulent sont déterminés pour minimiser au mieux la "signature magnétique" du bâtiment, quelle que soit son orientation dans le champ magnétique terrestre, c'est-à-dire quels que soient son cap et son inclinaison due au roulis et au tangage. Ces boucles d'immunisation sont réparties suivant trois directions correspondants aux axes de roulis, de lacet et de tangage, appelés de manière conventionnelle "L,M,A" ou encore "L,V,T" (Longitudinal, Vertical, Transversal).The dimensions, the arrangement of the loops and the currents flowing therein are determined to best minimize the "magnetic signature" of the building, whatever its orientation in the earth's magnetic field, that is to say whatever its heading. and its inclination due to roll and pitch. These immunization loops are distributed in three directions corresponding to the roll, yaw and pitch axes, conventionally called "L, M, A" or even "L, V, T" (Longitudinal, Vertical, Transversal).
Le réglage des courants dans les boucles d'immunisation se fait grâce à des valeurs obtenues par passage du bâtiment naval sur une station de mesure. Cette station peut-être posée au fond de la mer (à une profondeur variant généralement de 8 m à 30 m) et constituée d'une ligne de magnétomètres en ce qui concerne le risque occasionné par les mines ou par d'autres bâtiments navals, ou être constituée par des magnétomètres embarqués sur un aéronef pour le risque M.A.D. Les relevés obtenus grâce à ces magnétomètres permettent d'obtenir à terre un réglage de la valeur des courants à faire circuler dans les circuits d'immunisation quelque soit le cap du bâtiment, dans un plan à la profondeur ou à l'altitude de danger.The currents in the immunization loops are adjusted using values obtained by passing the naval vessel through a measuring station. This station may be placed at the bottom of the sea (at a depth generally varying from 8 m to 30 m) and made up of a line of magnetometers with regard to the risk caused by mines or other naval vessels, or be made up of magnetometers on board an aircraft for the MAD risk The readings obtained thanks to these magnetometers make it possible to obtain on land a setting of the value of the currents to be circulated in the immunization circuits whatever the heading of the vessel, in a plane at the depth or at the altitude of danger.
Après réglage, le bâtiment part en mission sans connaître précisément la carte du champ magnétique qu'il crée dans le volume qui l'entoure et pour différentes hauteurs d'eau. En effet, une telle connaissance supposerait la transmission, à partir d'une station terrestre, d'un trop grand nombre de données. Or, en fonction des impératifs de sa mission, au cours de laquelle le bâtiment naval peut être amené à localiser un objet suspect ou la présence d'un aéronef susceptible de le localiser, ce bâtiment doit pouvoir connaître sa signature magnétique exacte et le risque associé à celle-ci, en un point ou sur une zone donnée. En effet, il peut être nécessaire de modifier en intensité les courants circulant dans les circuits d'immunisation et de contrôler les résultats de ces modifications sur la signature magnétique. Or, il n'existe actuellement pas de procédés permettant de prédire en temps réel la signature magnétique d'un bâtiment naval dans une zone de danger définie et d'en déduire son risque vis-à-vis d'une détection magnétique sous-marine ou aérienne.After adjustment, the building goes on a mission without knowing precisely the map of the magnetic field it creates in the volume that surrounds it and for different heights of water. Indeed, such knowledge would require the transmission, from a land station, of too large a number of data. However, depending on the requirements of its mission, during which the naval vessel may be required to locate a suspicious object or the presence of an aircraft likely to locate it, this vessel must be able to know its exact magnetic signature and the associated risk to it, at a point or on a given area. Indeed, it can be necessary to modify in intensity the currents flowing in the immunization circuits and to control the results of these modifications on the magnetic signature. However, there are currently no methods making it possible to predict in real time the magnetic signature of a naval vessel in a defined danger zone and to deduce its risk with respect to an underwater magnetic detection. or aerial.
De plus, si par suite d'un incident, le courant électrique circulant dans un circuit donné ne peut être maintenu à sa valeur de consigne, le bâtiment doit pouvoir estimer par lui-même les conséquences de cette défaillance sur sa vulnérabilité et y remédier immédiatement par un nouveau réglage des courants dans les circuits d'immunisation.In addition, if as a result of an incident, the electric current flowing in a given circuit cannot be maintained at its set value, the building must be able to estimate for itself the consequences of this failure on its vulnerability and remedy it immediately by a new adjustment of the currents in the immunization circuits.
Un objet de la présente invention est de fournir un procédé permettant à un bâtiment naval de prédire en temps réel sa signature magnétique dans une zone de danger afin de lui permettre de déduire très rapidement son risque vis-à-vis d'un système de détection magnétique situé dans la zone de risque.An object of the present invention is to provide a method enabling a naval vessel to predict in real time its magnetic signature in a danger zone in order to allow it to very quickly deduce its risk with respect to a detection system. magnetic located in the risk zone.
Un autre objet de la présente invention est de fournir un procédé permettant au bâtiment naval d'évaluer sa signature magnétique même en cas d'anomalie détectée dans les circuits d'immunisation, et ainsi d'évaluer de manière autonome sa vulnérabilité, éventuellement en redéfinissant automatiquement la meilleure combinaison des courants en tenant compte des nouvelles contraintes générées par la ou les anomalies détectées.Another object of the present invention is to provide a method enabling the naval vessel to assess its magnetic signature even in the event of an anomaly detected in the immunization circuits, and thus to independently assess its vulnerability, possibly by redefining automatically the best combination of currents taking into account the new constraints generated by the detected fault (s).
Un autre objectif de l'invention est de fournir un procédé permettant au bâtiment naval de tester en simulation les modifications des courants dans les circuits d'immunisation afin de mieux contrôler l'impact de celle-ci sur sa signature magnétique, puis le cas échéant de modifier sa signature réelle.Another objective of the invention is to provide a method allowing the naval ship to test in simulation the modifications of the currents in the immunization circuits in order to better control the impact of the latter on its magnetic signature, then if necessary to modify his real signature.
Selon l'invention, le procédé d'autocontrôlé et d'asservissement de l'immunisation magnétique d'un bâtiment naval muni de circuits d'immunisation magnétique au moyen d'un système de modélisation selon l'invention comprend les étapes consistant à : - déteπniner une zone de danger par rapport à laquelle on veut évaluer le risque magnétique ;According to the invention, the method of self-monitoring and slaving of the magnetic immunization of a naval vessel provided with magnetic immunization circuits by means of a modeling system according to the invention comprises the steps consisting in: - identify a danger zone against which we want to assess the magnetic risk;
- déteπniner les coordonnées spatiales de ladite zone par rapport à un repère de référence du bâtiment naval ;- deteπniner the spatial coordinates of said area relative to a reference mark of the naval vessel;
- utiliser un système de modélisation embarqué fournissant le risque magnétique du bâtiment en fonction de la position du bâtiment par rapport à ladite zone.- use an on-board modeling system providing the building's magnetic risk as a function of the building's position in relation to said area.
On entend dans la présente description sous le terme "système de modéh'sation" tout système permettant de modéliser un bâtiment naval ou l'un de ces "effets de circuit", l'effet de circuit étant la différence des champs magnétiques, créés par un circuit d'immunisation, mesurés avec le circuit alimenté d'une part et le circuit non alimenté d'autre partIs meant herein as the "modeh system 'tion" any system to model a naval vessel or one of those "system effects", the circuit effect the difference of magnetic fields created by an immunization circuit, measured with the circuit supplied on the one hand and the non-supplied circuit on the other
Selon une variante préférentielle, le procédé selon l'invention comprend les étapes consistant à :According to a preferred variant, the method according to the invention comprises the steps consisting in:
- lire en temps réel les valeurs des courants dans les circuits d'immunisation du bâtiment naval ;- read in real time the values of the currents in the ship's immunization circuits;
- définir un type de risque et un seuil de danger de façon à caractériser la zone de danger ;- define a type of risk and a danger threshold in order to characterize the danger zone;
- lire les modèles représentatifs embarqués des aimantations et effets de circuits du bâtiment naval ; - prédire en temps réel le champ magnétique créé par le bâtiment naval dans ladite zone de danger ;- read the on-board representative models of the magnetizations and circuit effects of the naval vessel; - predict in real time the magnetic field created by the naval vessel in said danger zone;
- évaluer, selon la prédiction obtenue, la vulnérabilité du bâtiment et modifier ou non les valeurs des courants circulants dans les circuits d'immunisation du bâtiment. Selon une variante particulièrement intéressante de l'invention, le procédé d'autocontrôlé et d'asservissement comprend en outre les étapes consistant à :- evaluate, according to the prediction obtained, the vulnerability of the building and modify or not the values of the circulating currents in the building's immunization circuits. According to a particularly advantageous variant of the invention, the self-monitoring and servo-control method further comprises the steps consisting in:
- détecter les éventuelles anomalies concernant les valeurs des courants d'immunisation ;- detect any anomalies concerning the values of the immunization currents;
- prédire le champ magnétique par le bâtiment naval en prenant en compte les éventuelles anomalies détectées dans les circuits d'immunisation ; - éventuellement modifier les courants dans les circuits d'immunisation en fonction des anomalies détectées.- predict the magnetic field by the ship, taking into account any anomalies detected in the immunization circuits; - possibly modify the currents in the immunization circuits according to the anomalies detected.
Cette variante permet au bâtiment naval d'estimer de façon autonome les conséquences provoquées sur sa signature magnétique par une anomalie dans un circuit donné et d'y remédier immédiatement par un nouveau réglage des courants dans les circuits d'immunisation.This variant allows the naval vessel to independently estimate the consequences caused on its magnetic signature by an anomaly in a given circuit and to remedy it immediately by a new adjustment of the currents in the immunization circuits.
Selon une variante intéressante, le procédé selon l'invention comprend une étape supplémentaire consistant à tester en simulation les modifications des courants dans les circuits d'immunisation, de façon à contrôler la validité des informations fournies par le système de modélisation.According to an advantageous variant, the method according to the invention comprises an additional step consisting in testing in simulation the modifications of the currents in the immunization circuits, so as to control the validity of the information provided by the modeling system.
Après test de simulation et bien qu'une intervention humaine puisse être envisagée pour mener à bien l'étape de modification, en temps réel, des valeurs des courants circulant dans les circuits d'immunisation du bâtiment selon les informations fournies par le système de modélisation, la modification de ces valeurs est avantageusement effectuée automatiquement.After simulation test and although a human intervention can be envisaged to carry out the step of modification, in real time, of the values of the currents circulating in the immunization circuits of the building according to the information provided by the modeling system , the modification of these values is advantageously carried out automatically.
Selon un mode de réalisation préférentiel du procédé, celui-ci comprend une remise à jour périodique des modèles embarqués grâce à des capteurs magnétiques installés à bord du bâtiment naval.According to a preferred embodiment of the method, it comprises a periodic updating of the on-board models thanks to magnetic sensors installed on board the naval vessel.
Selon une autre variante intéressante, le procédé comprend une phase consistant à remettre à jour de façon permanente les modèles embarqués grâce à des capteurs magnétiques installés à bord du bâtiment naval.According to another interesting variant, the method comprises a phase consisting in permanently updating the on-board models thanks to magnetic sensors installed on board the naval vessel.
Dans le but d'optimiser l'exploitation des informations fournies par le système de modélisation, le procédé selon l'invention peut inclure une étape consistant à exploiter ces informations sur une console ou sur une table tactique. L'opérateur peut ainsi modifier lui-même rapidement la définition de la zone de danger, par exemple passer d'un risque mines à un risque M.A.D, évaluer sa vulnérabilité et commander le cas échéant une modification temporaire ou définitive des courants dans des circuits d'immunisation.In order to optimize the use of the information provided by the modeling system, the method according to the invention can include a step consisting in using this information on a console or on a tactical table. The operator can thus quickly change the definition of the danger zone himself, for example switching from a mine risk to a MAD risk, assessing its vulnerability and ordering, if necessary, a temporary or permanent modification of the currents in the circuits 'immunization.
L'invention ainsi que les avantages qu'elle présente seront plus facilement compris grâce à l'exemple non limitatif de réalisation de l'invention qui va suivre en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 représente les trois directions de disposition des boucles d'immunisation dans un navire ; la figure 2 représente un organigramme d'un procédé conforme à l'invention.The invention as well as the advantages which it presents will be more easily understood thanks to the nonlimiting example of embodiment of the invention which will follow with reference to the drawings in which: FIG. 1 represents the three directions of arrangement of the immunization loops in a ship; FIG. 2 represents a flow diagram of a method according to the invention.
Selon la figure 1, le bâtiment 21 comprend des structures ferromagnétiques entourées par des boucles 22, 23, 24 d'immunisation. Ces boucles sont disposées dans trois plans distincts. Une boucle 22 sert à compenser l'aimantation longitudinale et est couramment appelée boucle "L", une autre boucle 23 sert à compenser l'aimantation verticale et est notée "V" et la troisième boucle 24 qui a pour fonction de compenser l'aimantation transversale est notée T. Les boucles 22 et 23 sont présentées en perspectives.According to FIG. 1, the building 21 comprises ferromagnetic structures surrounded by immunization loops 22, 23, 24. These loops are arranged in three separate planes. A loop 22 is used to compensate the longitudinal magnetization and is commonly called loop "L", another loop 23 is used to compensate the vertical magnetization and is denoted "V" and the third loop 24 which has the function of compensating the magnetization transverse is noted T. Loops 22 and 23 are presented in perspective.
Une boucle est caractérisée par ses coordonnées (x,y,z) par rapport à un point donné, par ses dimensions, par sa résistance, par sa forme, par le courant maximal pouvant la traverser, et par le nombre de tours disponibles.A loop is characterized by its coordinates (x, y, z) relative to a given point, by its dimensions, by its resistance, by its shape, by the maximum current that can cross it, and by the number of available turns.
Bien entendu, la disposition de la figure 1 n'est qu'indicative, rimmunisation de toutes les structures ferromagnétiques comprises dans un navire impliquant la disposition de nombreuses boucles dans les différents plans autour des structures à compenser. Selon la figure 2, une étape préalable au procédé de contrôle et d'asservissement de l'immunisation magnétique d'un bâtiment naval consiste en une opération comprenant deux étapes. La première de ces étapes a consiste à mesurer le champ magnétique du navire sur station en mer. Cette étape consiste à faire parcourir au bâtiment naval deux fois le même trajet au-dessus de réseaux de capteurs magnétiques selon des caps opposés. L'aimantation permanente liée au bâtiment tourne avec celui-ci, alors que l'aimantation induite ne tourne pas. Pour connaître l'aimantation induite il suffit de soustraire les résultats de mesure des deux sens opposés.Of course, the arrangement of FIG. 1 is only indicative, immunization of all the ferromagnetic structures included in a ship implying the arrangement of numerous loops in the different planes around the structures to be compensated. According to FIG. 2, a step prior to the method of controlling and controlling the magnetic immunization of a naval vessel consists of an operation comprising two steps. The first of these steps a consists in measuring the magnetic field of the ship on station at sea. This step consists in making the naval vessel cross the same path twice over networks of magnetic sensors in opposite directions. The permanent magnetization linked to the building rotates with it, while the induced magnetization does not rotate. To know the induced magnetization, it suffices to subtract the measurement results from the two opposite directions.
La seconde étape b consiste à définir les modèles représentatifs des aimantations du bâtiment naval et de ses effets de boucle. A titre d'exemple, il est possible de modéliser le bâtiment naval ou l'un de ces "effets de circuit" par un ensemble de N ellipsoïdes.The second step b consists in defining the representative models of the magnetizations of the naval vessel and of its loop effects. For example, it is possible to model the naval vessel or one of these "circuit effects" by a set of N ellipsoids.
Le champ magnétique dérive d'un potentiel magnétique V ; les composantes hχ, hy, hz du champ magnétique sont respectivement égales àThe magnetic field derives from a magnetic potential V; the components h χ , h y , h z of the magnetic field are respectively equal to
μ0 étant la perméabilité.μ 0 being the permeability.
Pour un modèle ellipsoïdal le potentiel est donné par :For an ellipsoidal model the potential is given by:
La limite e est donnée parThe limit e is given by
chaque ellipsoïde étant défini par 9 données : la position du centre x, y, z, les projections des aimantations sur les 3 axes Mχ, My, M^ et les dimensions a, b, c.each ellipsoid being defined by 9 data: the position of the center x, y, z, the projections of the magnetizations on the 3 axes M χ , My, M ^ and the dimensions a, b, c.
Pour un bâtiment comportant M circuits d'immunisation, celui-ci se trouve parfaitement défini à l'aide de (M + 4) modèles, soit 9 N (M -I- 4) données. Le chiffre 4 correspond aux 4 modèles pour les circuits coupés et relatifs à l'aimantation permanente et aux aimantations induites suivant les 3 axes.For a building with M immunization circuits, this is perfectly defined using (M + 4) models, i.e. 9 N (M -I- 4) data. The number 4 corresponds to the 4 models for the cut circuits and relating to the permanent magnetization and the induced magnetizations along the 3 axes.
Le procédé d'autocontrôlé et d'asservissement de l'immunisation consiste, après avoir transféré à bord du bâtiment naval l'ensemble des modèles, c , à caractériser une zone de danger 2 , en définissant le type de risque 10 et les seuils de dangers 11 de façon à aboutir à une définition précise de la zone de danger 12. Les étapes 10 et 11 peuvent être remplacées par une étape 19 de lecture en temps réel des paramètres concernant la zone de danger (profondeur, Ciole...). Le procédé consiste ensuite à lire les modèles représentatifs embarqués des aimantations et effets de circuits du bâtiment naval 3' , ces modèles étant mis à jour 8 au moyen de capteurs installés à bord, puis à prédire en temps réel le champ magnétique créé par le bâtiment naval dans la zone de danger définie 4, à exploiter de façon graphique les résultats 5 enfin à interpréter la vulnérabilité du bâtiment et à décider de l'opportunité de modifier ou non les valeurs des courants circulant dans les circuits d'immunisation du bâtiment 6,.The process of self-monitoring and control of the immunization consists, after having transferred all the models on board the naval vessel, c, to characterize a danger zone 2, by defining the type of risk 10 and the thresholds of dangers 11 so as to arrive at a precise definition of the danger zone 1 2. Steps 10 and 11 can be replaced by a step 19 for reading in real time the parameters relating to the danger zone (depth, C iole ... ). The process then consists in reading the on-board representative models of the magnetizations and circuit effects of the naval vessel 3 ' , these models being updated 8 by means of sensors installed on board, then in predicting in real time the magnetic field created by the vessel. naval in the defined danger zone 4, to use the results graphically 5 finally to interpret the vulnerability of the building and to decide whether or not to modify the values of the currents flowing in the building's immunization circuits 6 ,.
En outre, le procédé selon l'invention comprend une étape supplémentaire 7 consistant à détecter les éventuelles anomalies concernant les valeurs des courants d'immunisation circulant dans les circuits d'immunisation.In addition, the method according to the invention comprises an additional step 7 consisting in detecting any anomalies concerning the values of the immunization currents flowing in the immunization circuits.
A ce titre, la lecture en temps réel des courants d'immunisation circulant dans les circuits 1 est suivi d'une étape permettant de détecter les éventuelles anomalies concernant les valeurs des courants d'immunisation et de prédire le champ magnétique créé en prenant en compte ces éventuelles anomalies. Cette étape est divisée en une étape de détection de l'anomalie 13 suivie, si une anomalie est détectée, par une étape de prédiction du champ magnétique produit dans les boucles d'immunisation en prenant en compte l'anomalie détectée 14 puis d'une étape de calcul des courants optima 15 suivie d'une validation 16 conduisant à la modification de ces courants lors d'une étape 17 . L'étape de lecture en temps réel des courants circulant dans les circuits d'immunisation 1 suivie de l'étape de détection d'anomalies permettant de modifier ces courants 7 aboutit à la connaissance des courants dans les boucles d'immunisation 18 .As such, the real-time reading of the immunization currents flowing in the circuits 1 is followed by a step making it possible to detect any anomalies concerning the values of the immunization currents and to predict the magnetic field created by taking into account these possible anomalies. This step is divided into a step of detecting the anomaly 13 followed, if an anomaly is detected, by a step of predicting the magnetic field produced in the immunization loops taking into account the detected anomaly 14 and then of a step of calculating the optimum currents 15 followed by a validation 16 leading to the modification of these currents during a step 17. The step of reading in real time the currents flowing in the immunization circuits 1 followed by the step of detecting anomalies making it possible to modify these currents 7 results in knowing the currents in the immunization loops 18.
On prendra en compte que dans d'autres modes de réalisation les deux étapes précédentes 1 et 7 peuvent être substituées par une entrée manuelle des valeurs des courants circulant dans les circuits.It will be taken into account that in other embodiments the two preceding steps 1 and 7 can be substituted by manual entry of the values of the currents flowing in the circuits.
Le bâtiment possède grâce au procédé selon l'invention tous les moyens nécessaires pour calculer le champ magnétique créé en un point de coordonnées quelconques (x, y, z) dans le repère centré sur le bâtiment. En effet ce champ peut être décrit comme la somme des contributions :Thanks to the method according to the invention, the building has all the means necessary to calculate the magnetic field created at a point with any coordinates (x, y, z) in the frame centered on the building. Indeed this field can be described as the sum of the contributions:
- du bâtiment sans les circuits d'immunisation, obtenue à partir des modèles des aimantations permanentes et induites, du champ magnétique local et du cap du navire connus par ailleurs,- the building without the immunization circuits, obtained from the models of permanent and induced magnetizations, the local magnetic field and the heading of the ship known elsewhere,
- des circuits d'immunisation, obtenue à partir des modèles des effets de circuits d'immunisation et de la mesure des courants ^ dans les circuits d'immunisation (l≤i≤M) ; les aimantations M^, 1VL, Mz sont multipliées par le rapport Ij/Ij 0 où Ij 0 représente le courant ayant servi à mesurer l'effet de circuit sur station.- immunization circuits, obtained from models of the effects of immunization circuits and the measurement of currents in circuits immunization (l≤i≤M); the magnetizations M ^, 1VL, M z are multiplied by the ratio I j / I j 0 where I j 0 represents the current used to measure the circuit effect on the station.
Les coordonnées (x, y, z) sont définies par une analyse du danger. Le paramètre z est soit la profondeur (risque mines), soit l'altitude supposée de l'aéronef par rapport au bâtiment (risque MAD). Les coordonnées x, y des points pour lesquels le champ est calculé définissent la longueur et la largeur de la zone que l'on souhaite couvrir.The coordinates (x, y, z) are defined by a hazard analysis. The parameter z is either the depth (mine risk) or the assumed altitude of the aircraft relative to the building (MAD risk). The x, y coordinates of the points for which the field is calculated define the length and width of the area that you want to cover.
Une fois calculé les composantes hj, hy, 11. en plusieurs points du plan correspondant à la zone de danger, on calcule par exemple le module qui est comparé à une valeur limite (seuil) prédéfinie à ne pas dépasser. S'il y a dépassement, le commandant de bord ordonne une manoeuvre pour déplacer le bâtiment. Le champ est ensuite recalculé pour vérifier si le bâtiment est encore vulnérable. Le commandant de bord peut aussi ordonner un calcul du champ magnétique avec de nouvelles valeurs de courants dans les circuits et modifier ces courants si le bâtiment est redevenu non vulnérable.Once the components h j , h y , 11. have been calculated at several points on the plane corresponding to the danger zone, the module is calculated, for example, which is compared with a predefined limit value (threshold) not to be exceeded. If there is an overshoot, the captain orders a maneuver to move the vessel. The field is then recalculated to check if the building is still vulnerable. The captain can also order a calculation of the magnetic field with new values of currents in the circuits and modify these currents if the vessel has again become non-vulnerable.
En dehors de tout danger immédiat, s'il y a une anomalie détectée, le système permet au bâtiment d'évaluer presque instantanément la conséquence de cette anomalie sur sa vulnérabilité et redéfinir la meilleure combinaison des courants pour minimiser sa signature.Apart from any immediate danger, if there is an anomaly detected, the system allows the building to assess almost instantaneously the consequence of this anomaly on its vulnerability and redefine the best combination of currents to minimize its signature.
Avantageusement, la zone de danger et les valeurs du champ magnétique sont visualisés sur une console ou une table tactique pour aider à la décision. Advantageously, the danger zone and the values of the magnetic field are displayed on a console or a tactical table to aid in the decision.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'autocontrôlé et d'asservissement de l'immunisation magnétique d'un bâtiment naval muni de circuits d'immunisation magnétique au moyen d'un système de modélisation caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à :1. A method of self-monitoring and slaving of the magnetic immunization of a naval vessel provided with magnetic immunization circuits by means of a modeling system characterized in that it comprises the steps consisting in:
- déterminer une zone de danger par rapport à laquelle on veut évaluer le risque magnétique ;- determine a danger zone in relation to which we want to assess the magnetic risk;
- déterminer les coordonnées spatiales de ladite zone par rapport à un repère de référence du bâtiment naval ; - utiliser un système de modélisation embarqué fournissant en temps réel le risque magnétique du bâtiment en fonction de la position du bâtiment par rapport à ladite zone ;- determine the spatial coordinates of said area in relation to a reference mark of the naval vessel; - use an on-board modeling system providing the building's magnetic risk in real time as a function of the building's position relative to said area;
2. Procédé d'autocontrôlé et d'asservissement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : - lire en temps réel les valeurs des courants dans les circuits d'immunisation du bâtiment naval ;2. Self-monitoring and servo-control method according to claim 1 characterized in that it comprises the steps consisting in: - reading in real time the values of the currents in the immunization circuits of the naval vessel;
- définir un type de risque et un seuil de danger de façon à caractériser la zone de danger ;- define a type of risk and a danger threshold in order to characterize the danger zone;
- lire les modèles représentatifs embarqués des aimantations et effets de circuits du bâtiment naval ;- read the on-board representative models of the magnetizations and circuit effects of the naval vessel;
- prédire en temps réel le champ magnétique créé par le bâtiment naval dans ladite zone de danger ;- predict in real time the magnetic field created by the naval vessel in said danger zone;
- évaluer, selon la prédiction obtenue, la vulnérabilité du bâtiment et modifier ou non les valeurs des courants circulants dans les circuits d'immunisation du bâtiment- assess, according to the prediction obtained, the vulnerability of the building and modify or not the values of the circulating currents in the building's immunization circuits
3. Procédé d'autocontrôlé et d'asservissement selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à :3. Self-monitoring and servo-control method according to one of claims 1 or 2 characterized in that it further comprises the steps consisting in:
- détecter les éventuelles anomalies concernant les valeurs des courants d'immunisations ; - prédire le champ magnétique par le bâtiment naval en prenant en compte les éventuelles anomalies détectées dans les circuits d'immunisation ; - éventuellement modifier les courants dans les circuits d'immunisation en fonction des anomalies détectées.- detect any anomalies concerning the values of the immunization currents; - predict the magnetic field by the ship building taking into account any anomalies detected in the immunization circuits; - possibly modify the currents in the immunization circuits according to the anomalies detected.
4. Procédé d'autocontrôlé et d'asservissement selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire consistant à tester en simulation les modifications des courants dans les circuits d'immunisation.4. A method of self-monitoring and control according to one of claims 1 to 3 characterized in that it comprises an additional step consisting in testing in simulation the modifications of the currents in the immunization circuits.
5. Procédé d'autocontrôlé selon l'une des revendications 1 ou 4 caractérisé en ce que l'étape finale consistant à modifier les valeurs des courants dans les circuits d'immunisation du bâtiment naval est effectuée automatiquement selon la prédiction de la signature magnétique obtenue.5. Self-controlled method according to one of claims 1 or 4 characterized in that the final step of modifying the values of the currents in the immunization circuits of the naval vessel is carried out automatically according to the prediction of the magnetic signature obtained .
6. Procédé d'autrocontrôle et d'asservissement selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il consiste en outre à remettre à jour de façon périodique les modèles embarqués grâce à des capteurs magnétiques installés à bord du bâtiment naval. 6. A method of self-monitoring and control according to one of claims 1 to 5 characterized in that it further consists in periodically updating the on-board models thanks to magnetic sensors installed on board the naval vessel.
7. Procédé de contrôle et d'asservissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il consiste en outre à remettre à jour de façon permanente les modèles embarqués grâce à des capteurs magnétiques installés à bord du bâtiment naval. 7. A control and servo-control method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it also consists in permanently updating the on-board models thanks to magnetic sensors installed on board the naval vessel.
8. Procédé de contrôle et d'asservissement selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il consiste à exploiter les informations sur une console ou sur une table tactique. 8. Control and servo-control method according to one of claims 1 to 7 characterized in that it consists in exploiting the information on a console or on a tactical table.
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