EP2343491B1 - Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir d'un tube de lancement d'une arme à partir d'un engin sous-marin - Google Patents

Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir d'un tube de lancement d'une arme à partir d'un engin sous-marin Download PDF

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EP2343491B1
EP2343491B1 EP11305003.3A EP11305003A EP2343491B1 EP 2343491 B1 EP2343491 B1 EP 2343491B1 EP 11305003 A EP11305003 A EP 11305003A EP 2343491 B1 EP2343491 B1 EP 2343491B1
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EP
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fluid
rammer
valve
supplying
pressurised fluid
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EP11305003.3A
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EP2343491A1 (fr
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Arnaud Damoiseau
Stéphane Niot
Thierry Taillefet
Johan Raffoux
Cyril Baudrand
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Naval Group SA
Original Assignee
DCNS SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41F—APPARATUS FOR LAUNCHING PROJECTILES OR MISSILES FROM BARRELS, e.g. CANNONS; LAUNCHERS FOR ROCKETS OR TORPEDOES; HARPOON GUNS
    • F41F3/00—Rocket or torpedo launchers
    • F41F3/08—Rocket or torpedo launchers for marine torpedoes
    • F41F3/10—Rocket or torpedo launchers for marine torpedoes from below the surface of the water
    • 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
    • B63G8/32—Arrangement of offensive or defensive equipment of torpedo-launching means; of torpedo stores or handlers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A9/00—Feeding or loading of ammunition; Magazines; Guiding means for the extracting of cartridges
    • F41A9/38—Loading arrangements, i.e. for bringing the ammunition into the firing position
    • F41A9/39—Ramming arrangements
    • F41A9/42—Rammers separate from breech-block
    • F41A9/44—Fluid-operated piston rammers

Definitions

  • the present invention relates to a system for supplying pressurized fluid from a ramming machine to a launching tube of a weapon from an underwater vehicle.
  • Such a tube is commonly called “torpedo tube” and can be integrated into an underwater vehicle such as a submarine itself, to launch weapons such as for example torpedoes or missiles, etc. .
  • Drones can also be launched in this way using such a tube.
  • the supply systems for this type of application comprise a launch valve interposed between a source of pressurized fluid and the collector and this valve then comprises a valve body in which is mounted a movable valve when launching the weapon by control means, between a closed position and an open position of the valve for supplying the pressurized pressurized fluid.
  • This valve is also associated with means for braking its opening displacement, which comprise a fluidic retarder with two fluid chambers connected through diaphragm means for rolling this fluid.
  • Such systems are used, for example, to supply a pneumatic rammer which then comprises a pneumatic ram with several telescopic pistons which make it possible to launch weapons having masses, lengths and different geometries.
  • the object of the invention is therefore to solve these problems.
  • the subject of the invention is a system for supplying pressurized fluid to a ramming device of a launching tube of a weapon from an underwater vehicle, of the type comprising an interposed launching valve. between a source of pressurized fluid and the damper and comprising a valve body in which is mounted a movable valve when launching the weapon by control means, between a closed position and an open position of the valve for supplying the pressurizing fluid with fluid under pressure, this valve being associated with braking means of its aperture displacement comprising a fluidic retarder with two fluid chambers connected through rolling diaphragm means of said fluid, characterized in that the fluid rolling diaphragm means comprise variable diaphragm means according to the position of the valve.
  • the rammer is generally designated by reference 1 on the figure 1 and is for example formed by a pneumatic ram with several telescopic pistons for ejecting the weapon from the tube.
  • the supply system of this damper is referred to by the general reference 2 in general.
  • this feed system comprises a launch valve designated by the general reference 3, interposed between a source of pressurized fluid designated by the general reference 4 and the collector 1.
  • the source of pressurized fluid is for example formed by pressurized gas bottle means such as for example compressed air bottles.
  • the throwing valve 3 comprises a valve body designated by the general reference 5, in which is mounted a valve designated by the general reference 6, movable at the launch of the weapon by control means designated by the reference 7, between a closed position and an open position of the valve for supplying the pressurized fluid with the pressurized fluid.
  • This valve and more particularly the valve thereof, are also associated with means for braking the opening movement of this valve, these means being designated by the general reference 8 in this figure and comprising for example a fluidic retarder to two fluid chambers connected through diaphragm means for rolling this fluid.
  • the fluid is for example oil.
  • the two chambers of the retarder are designated by the general references 9 and 10
  • the rolling diaphragm means of this fluid are designated by the general reference 11.
  • An elastic member such as for example a spring designated by the general reference 12, can also be arranged in one of the chambers of the retarder, such as the chamber 9.
  • these rolling diaphragm means comprise a portion of reduced section of passage of the fluid between the two chambers of the retarder, this portion of reduced section being designated by the general reference 13.
  • the compressed air of the launch air bottle means holds the valve flap 6 in the closed position.
  • an operator actuates for example the control means 7 to divert a portion of the compressed air into an actuating chamber 14 of the valve 6, which then causes the latter to move towards an open position.
  • This displacement is done against the elastic biasing of the spring 12 and causes a discharge of the fluid contained in the first chamber 9 of the retarder through the means 11 to diaphragm fluid rolling and the reduced section portion 13 of those ci, towards the second chamber 10 of the retarder.
  • Such a structure thus makes it possible to slow down the opening movement of the valve in order to limit the thrust force seen at the base of the weapon.
  • the fluid rolling diaphragm means comprise variable diaphragm means according to the position of the valve plug.
  • these fluid rolling diaphragm means comprise variable diaphragm means depending on the position of the valve.
  • a diaphragm body designated by the general reference 16 with two chambers respectively 17 and 18, separated by a web 19, provided with at least one fluid passage orifice, this orifice being designated by the general reference 20.
  • a needle designated by the general reference 21 is displaceably mounted in this diaphragm body and has a needle head designated by the general reference 22, adapted to extend into the fluid passage opening 20 formed in the web 19 separating the two chambers 17 and 18 of the diaphragm body.
  • this needle 21 is slidably movable in the diaphragm body under the action of the fluid during the displacement of the throttle valve valve towards its open position, against the solicitation elastic means constituted for example by a helical spring designated by the general reference 23.
  • the head 22 of the needle 21 defines with the web 19, a variable fluid passage section according to the position of the valve.
  • the head 22 of the needle 21 comprises at least one groove designated by the general reference 24 on the figure 3 , of increasing depth towards the free end of this head and thus defining with the web 19 of the diaphragm body, a variable rolling section of the fluid according to the position of this head and therefore the needle.
  • the resilient biasing means of the needle that is to say the spring 23, may be associated with means for adjusting their calibration, these adjustment means being designated by the general reference 25.
  • the spring 23 has in fact a first end adapted to cooperate with a bearing surface 26 of the needle 21 and a second end associated with the setting means 25 of the calibration thereof.
  • These adjustment means comprise, for example, a support flange for the corresponding end of this spring, this bearing flange 27 being mounted adjustable in position on a sleeve 28 placed for example around one end of the needle 21 and allowing, for example, example to an operator through an adjusting wheel to move the flange to adjust the setting of this spring.
  • Such a structure makes it possible to adapt the force generated on the weapon by the rammer, for example depending on the characteristics of the weapon, the depth of immersion and the speed of the underwater vehicle, etc. .
  • such a structure makes it possible to optimize the force seen by the weapon and in particular to reduce the maximum force seen by the latter, as well as the thrust law that allows to ensure a more constant acceleration of the weapon by optimizing its dynamics during its ejection.
  • such a structure also makes it possible to obtain a speed gain of the weapon on ejection, while decreasing the phenomenon of cavitation observed at the base thereof during this launch.

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Description

  • La présente invention concerne un système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir d'un tube de lancement d'une arme à partir d'un engin sous-marin.
  • Un tel tube est couramment appelé « tube lance-torpille » et peut être intégré dans un engin sous-marin tel qu'un sous-marin proprement dit, pour lancer des armes telles que par exemple des torpilles ou encore des missiles, etc...
  • Des drones peuvent également être lancés de cette façon en utilisant un tel tube.
  • Il existe différents types de systèmes d'alimentation en fluide sous pression de tubes lance-torpille. US 5 438 945 décrit l'un d'entre eux.
  • D'une façon générale, les systèmes d'alimentation pour ce type d'applications comportent une soupape de lancement interposée entre une source de fluide sous pression et le refouloir et cette soupape comporte alors un corps de soupape dans lequel est monté un clapet déplaçable lors du lancement de l'arme par des moyens de commande, entre une position de fermeture et une position d'ouverture de la soupape pour alimenter le refouloir en fluide sous pression.
  • Ce clapet est également associé à des moyens de freinage de son déplacement d'ouverture, qui comportent un ralentisseur fluidique à deux chambres de fluide raccordées à travers des moyens à diaphragme de laminage de ce fluide.
  • De tels systèmes sont par exemple utilisés pour assurer l'alimentation d'un refouloir pneumatique qui comporte alors un vérin pneumatique à plusieurs pistons télescopiques qui permettent de lancer des armes ayant des masses, des longueurs et des géométries différentes.
  • Cependant des armes de natures différentes peuvent être lancées par un tel tube et il a été constaté que pour certaines de celles-ci, l'effort appliqué à l'arme lors de l'éjection est trop important et la loi de poussée est mal adaptée et provoque en particulier l'apparition d'un important phénomène de cavitation au culot de l'arme, ce qui se traduit notamment par une perte de vitesse de celle-ci lors de son éjection.
  • Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes.
  • A cet effet l'invention a pour objet un système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir d'un tube de lancement d'une arme à partir d'un engin sous-marin, du type comportant une soupape de lancement interposée entre une source de fluide sous pression et le refouloir et comportant un corps de soupape dans lequel est monté un clapet déplaçable lors du lancement de l'arme par des moyens de commande, entre une position de fermeture et une position d'ouverture de la soupape pour alimenter le refouloir en fluide sous pression, ce clapet étant associé à des moyens de freinage de son déplacement d'ouverture comportant un ralentisseur fluidique à deux chambres de fluide raccordées à travers des moyens à diaphragme de laminage de ce fluide, caractérisé en ce que les moyens à diaphragme de laminage du fluide comportent des moyens à diaphragme variable selon la position du clapet.
  • Selon des modes particuliers de réalisation, l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
    • les moyens formant diaphragme variable comportent un corps de diaphragme à deux chambres séparées par un voile muni d'au moins un orifice de passage du fluide, dans lequel s'étend une tête d'un pointeau déplaçable sous l'action du fluide et donc en fonction de la position du clapet, à l'encontre de la sollicitation de moyens élastiques ;
    • la tête du pointeau définit avec le voile une section de passage du fluide variable selon la position du clapet ;
    • la tête du pointeau comporte au moins une rainure de profondeur croissante vers son extrémité libre définissant ainsi avec le voile une section de laminage variable du fluide selon la position de cette tête et donc du pointeau ;
    • les moyens élastiques de sollicitation du pointeau sont associés à des moyens de réglage de leur tarage ;
    • les moyens élastiques comportent un ressort hélicoïdal dont une extrémité est associée à une surface d'appui du pointeau et dont l'autre extrémité est associée aux moyens de réglage du tarage de ce ressort ;
    • les moyens de tarage comprennent un flasque d'appui pour l'extrémité correspondante du ressort, ce flasque étant associé à un organe de réglage en position, permettant d'assurer le réglage du tarage du ressort ;
    • le fluide sous pression d'alimentation du refouloir est un gaz et le fluide du ralentisseur est un liquide ;
    • le fluide sous pression d'alimentation du refouloir est de l'air et le fluide du ralentisseur est de l'huile ; et
    • le fluide sous pression d'alimentation du refouloir est contenu dans des moyens formant bouteille de gaz sous pression.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
    • la figure 1 représente une vue générale schématique d'un système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir de l'état de la technique,
    • la figure 2 représente une vue en coupe schématique de moyens à diaphragme de laminage de fluide entrant dans la constitution d'un système d'alimentation selon l'invention, et
    • la figure 3 représente une vue en coupe d'un exemple de réalisation de ces moyens à diaphragme.
  • On a en effet illustré sur ces figures et en particulier sur la figure 1, un système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir d'un tube de lancement d'une arme à partir d'un engin sous-marin.
  • Le refouloir est désigné de façon générale par la référence 1 sur la figure 1 et est par exemple formé par un refouloir pneumatique à plusieurs pistons télescopiques permettant d'éjecter l'arme du tube.
  • Des refouloirs de ce type à cinq pistons sont par exemple connus.
  • Le système d'alimentation de ce refouloir est quant à lui désigné par la référence générale 2 de façon générale.
  • En fait ce système d'alimentation comporte une soupape de lancement désignée par la référence générale 3, interposée entre une source de fluide sous pression désignée par la référence générale 4 et le refouloir 1.
  • Dans l'exemple décrit, la source de fluide sous pression est par exemple formée par des moyens formant bouteille de gaz sous pression tels que par exemple des bouteilles d'air comprimé.
  • La soupape de lancement 3 comporte quant à elle un corps de soupape désigné par la référence générale 5, dans lequel est monté un clapet désigné par la référence générale 6, déplaçable lors du lancement de l'arme par des moyens de commande désignés par la référence générale 7, entre une position de fermeture et une position d'ouverture de la soupape pour alimenter le refouloir en fluide sous pression.
  • Cette soupape et plus particulièrement le clapet de celle-ci, sont également associés à des moyens de freinage du déplacement d'ouverture de ce clapet, ces moyens étant désignés par la référence générale 8 sur cette figure et comportant par exemple un ralentisseur fluidique à deux chambres de fluide raccordées à travers des moyens à diaphragme de laminage de ce fluide. Le fluide est par exemple de l'huile.
  • Dans l'exemple décrit, les deux chambres du ralentisseur sont désignées par les références générales 9 et 10, et les moyens à diaphragme de laminage de ce fluide sont désignés par la référence générale 11.
  • Un organe élastique tel que par exemple un ressort désigné par la référence générale 12, peut également être disposé dans l'une des chambres du ralentisseur, telle que la chambre 9.
  • Dans les systèmes de l'état de la technique tels qu'illustrés sur cette figure 1, ces moyens à diaphragme de laminage comportent une portion de section réduite de passage du fluide entre les deux chambres du ralentisseur, cette partie de section réduite étant désignée par la référence générale 13.
  • Le fonctionnement de ce système d'alimentation est alors le suivant.
  • A l'état initial, l'air comprimé des moyens formant bouteille d'air de lancement maintient le clapet de soupape 6 en position fermée. Après une demande de lancement d'une arme, un opérateur actionne par exemple les moyens de commande 7 pour dériver une partie de l'air comprimé dans une chambre d'actionnement 14 du clapet 6, ce qui amène alors celui-ci à se déplacer vers une position d'ouverture. Ce déplacement se fait à l'encontre de la sollicitation élastique du ressort 12 et provoque un refoulement du fluide contenu dans la première chambre 9 du ralentisseur à travers les moyens 11 à diaphragme de laminage du fluide et la portion de section réduite 13 de ceux-ci, en direction de la seconde chambre 10 du ralentisseur.
  • Une telle structure permet ainsi de ralentir le mouvement d'ouverture de la soupape afin de limiter l'effort de poussée vu au culot de l'arme.
  • Cependant une telle structure présente des inconvénients qui ont été décrits précédemment à propos notamment de l'adaptation de l'effort au culot de l'arme et de l'apparition du phénomène de cavitation.
  • Pour résoudre ces problèmes et comme cela est illustré sur les figures 2 et 3, dans le système d'alimentation selon l'invention, les moyens à diaphragme de laminage de fluide comportent des moyens à diaphragme variable selon la position du clapet de soupape.
  • On reconnaît sur la figure 2, le corps de la soupape de lancement 5, le clapet 6, la chambre d'actionnement 14 du clapet, les moyens 8 de freinage du déplacement d'ouverture de ce clapet, les chambres fluidiques 9 et 10 de ceux-ci, les moyens élastiques 12 et des moyens à diaphragme de laminage de ce fluide qui, sur ces figures 2 et 3, sont désignés par la référence générale 15.
  • En fait et comme cela est illustré, ces moyens à diaphragme de laminage de fluide comprennent des moyens à diaphragme variable selon la position du clapet.
  • Ils comportent alors un corps de diaphragme désigné par la référence générale 16, à deux chambres respectivement 17 et 18, séparées par un voile 19, muni d'au moins un orifice de passage du fluide, cet orifice étant désigné par la référence générale 20.
  • Un pointeau désigné par la référence générale 21 est monté déplaçable dans ce corps de diaphragme et présente une tête de pointeau désignée par la référence générale 22, adaptée pour s'étendre dans l'orifice 20 de passage du fluide ménagé dans le voile 19 séparant les deux chambres 17 et 18 du corps de diaphragme.
  • En fait et comme cela est illustré, ce pointeau 21 est monté déplaçable à coulissement dans le corps de diaphragme sous l'action du fluide lors du déplacement du clapet de soupape de lancement vers sa position d'ouverture, à l'encontre de la sollicitation de moyens élastiques constitués par exemple par un ressort hélicoïdal désigné par la référence générale 23.
  • En fait et comme cela est illustré, la tête 22 du pointeau 21 définit avec le voile 19, une section de passage du fluide variable selon la position du clapet.
  • Dans l'exemple de réalisation illustré sur ces figures, la tête 22 du pointeau 21 comporte au moins une rainure désignée par la référence générale 24 sur la figure 3, de profondeur croissante vers l'extrémité libre de cette tête et définissant ainsi avec le voile 19 du corps de diaphragme, une section de laminage variable du fluide selon la position de cette tête et donc du pointeau.
  • On conçoit que ceci permet de contrôler l'effet du ralentisseur de déplacement du clapet de soupape selon la position de celui-ci.
  • De plus et comme cela est également illustré sur cette figure 3, les moyens élastiques de sollicitation du pointeau, c'est-à-dire le ressort 23, peuvent être associés à des moyens de réglage de leur tarage, ces moyens de réglage étant désignés par la référence générale 25.
  • Comme cela est illustré sur cette figure 3, le ressort 23 présente en effet une première extrémité adaptée pour coopérer avec une surface d'appui 26 du pointeau 21 et une seconde extrémité associée aux moyens 25 de réglage du tarage de celui-ci.
  • Ces moyens de réglage comprennent par exemple un flasque d'appui pour l'extrémité correspondante de ce ressort, ce flasque d'appui 27 étant monté réglable en position sur un manchon 28 placé par exemple autour d'une extrémité du pointeau 21 et permettant par exemple à un opérateur par l'intermédiaire d'une molette de réglage de déplacer ce flasque pour assurer le réglage du tarage de ce ressort.
  • Il va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation de ces moyens de tarage peuvent être envisagés.
  • Une telle structure permet d'adapter l'effort généré sur l'arme par le refouloir par exemple en fonction des caractéristiques de l'arme, de la profondeur d'immersion et de la vitesse de l'engin sous-marin, etc...
  • Ainsi par exemple une telle structure permet d'optimiser l'effort vu par l'arme et en particulier de réduire l'effort maximum vu par celle-ci, de même que la loi de poussée qui permet d'assurer une accélération plus constante de l'arme en optimisant sa dynamique lors de son éjection.
  • Par ailleurs une telle structure permet également d'obtenir un gain de vitesse de l'arme à l'éjection, tout en diminuant le phénomène de cavitation observé au culot de celle-ci lors de ce lancement.
  • Bien entendu d'autres modes de réalisation suivant les revendications peuvent encore être envisagés.

Claims (10)

  1. Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir (1) d'un tube de lancement d'une arme à partir d'un engin sous-marin, du type comportant une soupape de lancement (3) interposée entre une source de fluide sous pression (4) et le refouloir (1) et comportant un corps de soupape (5) dans lequel est monté un clapet (6) déplaçable lors du lancement de l'arme par des moyens de commande (7), entre une position de fermeture et une position d'ouverture de la soupape pour alimenter le refouloir en fluide sous pression, ce clapet (6) étant associé à des moyens (8) de freinage de son déplacement d'ouverture comportant un ralentisseur fluidique à deux chambres de fluide (9, 10) raccordées à travers des moyens à diaphragme de laminage de ce fluide, les moyens à diaphragme de laminage du fluide comportant des moyens (15) à diaphragme variable selon la position du clapet.
  2. Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (15) formant diaphragme variable comportent un corps de diaphragme (16) à deux chambres (17, 18) séparées par un voile (19) muni d'au moins un orifice (20) de passage du fluide, dans lequel s'étend une tête (22) d'un pointeau (21) déplaçable sous l'action du fluide et donc en fonction de la position du clapet, à l'encontre de la sollicitation de moyens élastiques (23).
  3. Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tête (22) du pointeau (21) définit avec le voile (19) une section de passage du fluide variable selon la position du clapet.
  4. Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tête (22) du pointeau (21) comporte au moins une rainure (24) de profondeur croissante vers son extrémité libre définissant ainsi avec le voile (19) une section de laminage variable du fluide selon la position de cette tête et donc du pointeau.
  5. Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens élastiques (23) de sollicitation du pointeau (21) sont associés à des moyens (25) de réglage de leur tarage.
  6. Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens élastiques comportent un ressort hélicoïdal (23) dont une extrémité est associée à une surface d'appui (26) du pointeau (21) et dont l'autre extrémité est associée aux moyens (25) de réglage du tarage de ce ressort.
  7. Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de tarage comprennent un flasque d'appui (27) pour l'extrémité correspondante du ressort (23), ce flasque étant associé à un organe (28) de réglage en position, permettant d'assurer le réglage du tarage du ressort.
  8. Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide sous pression d'alimentation du refouloir (1) est un gaz et le fluide du ralentisseur (8) est un liquide.
  9. Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fluide sous pression d'alimentation du refouloir est de l'air et le fluide du ralentisseur est de l'huile.
  10. Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le fluide sous pression d'alimentation du refouloir est contenu dans des moyens formant bouteille de gaz sous pression (4).
EP11305003.3A 2010-01-08 2011-01-03 Système d'alimentation en fluide sous pression d'un refouloir d'un tube de lancement d'une arme à partir d'un engin sous-marin Active EP2343491B1 (fr)

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