EP2705329A1 - Engin sous-marin équipé de moyens électrochimiques de génération d'énergie électrique - Google Patents

Engin sous-marin équipé de moyens électrochimiques de génération d'énergie électrique

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EP2705329A1
EP2705329A1 EP12717792.1A EP12717792A EP2705329A1 EP 2705329 A1 EP2705329 A1 EP 2705329A1 EP 12717792 A EP12717792 A EP 12717792A EP 2705329 A1 EP2705329 A1 EP 2705329A1
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EP
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underwater vehicle
vehicle according
electrochemical
information processing
processing unit
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EP2705329B1 (fr
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Thierry CIPOLLA
Christophe Lebrun
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DCNS SA
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B19/00—Marine torpedoes, e.g. launched by surface vessels or submarines; Sea mines having self-propulsion means
    • F42B19/36—Marine torpedoes, e.g. launched by surface vessels or submarines; Sea mines having self-propulsion means adapted to be used for exercise purposes, e.g. indicating position or course
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B19/00—Marine torpedoes, e.g. launched by surface vessels or submarines; Sea mines having self-propulsion means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B19/00—Marine torpedoes, e.g. launched by surface vessels or submarines; Sea mines having self-propulsion means
    • F42B19/12—Propulsion specially adapted for torpedoes

Definitions

  • the present invention relates to an underwater vehicle equipped with electrochemical means for generating electrical energy.
  • Such a machine may for example be constituted by an underwater weapon such as a torpedo.
  • torpedoes are for example devoid of military load which can be replaced by other means, such as data acquisition means commonly called “exercise slice” generally.
  • the object of the invention is therefore to solve these problems.
  • the subject of the invention is an underwater vehicle equipped with electrochemical means for generating electrical energy, characterized in that it comprises an information processing unit connected in input to sensors of a parameter selected from the group comprising the temperature, the pressure and the concentration of hydrogen, water in the environment of the vehicle and electrochemical means of this machine, and output to signal transmission means for transmitting signals.
  • authorization signals for approach or not of the craft, by an operator, according to whether the sensed value of the parameter of the electrochemical means is or is not in a predetermined parameter range around the value of the corresponding parameter of the water in the environment of the underwater vehicle.
  • the underwater vehicle comprises one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination:
  • the information processing unit is connected to autonomous power supply means vis-à-vis the rest of the underwater vehicle;
  • the supply means comprise means for storing energy
  • the energy storage means comprise a battery
  • the energy storage means comprise a battery
  • the means for transmitting approach authorization signals or not for the vehicle comprise means for transmitting sound and / or visual and / or radio signals;
  • the signal transmission means comprise at least one electroacoustic transducer
  • the information processing unit comprises means for performing a function test to trigger the transmission of fault signals in the event of a malfunction thereof;
  • the electrochemical means have an input and an output, and the temperature sensors comprise temperature sensors at the input and at the output of these electrochemical means.
  • FIG. 1 represents a block diagram illustrating the structure of an approach authorization device integrated in an underwater vehicle according to the invention
  • FIG. 1 shows a synoptic diagram of an approach authorization device integrated in an underwater vehicle equipped with electrochemical means for generating electrical energy.
  • such an underwater vehicle may be constituted by an exercise torpedo that should be recovered after a shot.
  • an approach authorization device is integrated into the underwater vehicle.
  • This device comprises an information processing unit connected in input to sensors of a parameter chosen from the group comprising the temperature, the pressure and the hydrogen concentration, the water in the environment of the machine and the electrochemical means of this machine, and at the output to means for transmitting signals for transmitting clearance signals for approaching the craft or not, by an operator, depending on whether the sensed value of the parameter of the electrochemical means is or not in a predetermined parameter range around the value of the corresponding parameter of the water in the environment of the underwater vehicle.
  • sensors of a parameter chosen from the group comprising the temperature, the pressure and the hydrogen concentration, the water in the environment of the machine and the electrochemical means of this machine and at the output to means for transmitting signals for transmitting clearance signals for approaching the craft or not, by an operator, depending on whether the sensed value of the parameter of the electrochemical means is or not in a predetermined parameter range around the value of the corresponding parameter of the water in the environment of the underwater vehicle.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an exemplary embodiment of such an approach authorization device.
  • the sensors are temperature sensors.
  • pressure sensors and / or hydrogen concentration can also be envisaged.
  • This device is designated by the general reference 1 in this figure and then comprises an information processing unit designated by the general reference 2.
  • This is constituted for example by any appropriate computer or microcontroller or part of a computer already embedded in the machine.
  • This device comprises autonomous power supply means vis-à-vis the rest of the underwater vehicle, these power supply means being dedicated to this approach authorization device and comprising for example storage storage means.
  • energy such as a battery or a battery, designated by the general reference 3 or others.
  • the information processing unit is connected at input to water temperature sensors in the environment of the machine and electrochemical means of this machine, these sensors being designated by the general reference 4 in this FIG. 1 .
  • the information processing unit is connected at the output to means for transmitting authorization signals for approaching or not to the craft by an operator, designated by the general reference 5, for transmitting authorization signals. approach or not of the vehicle, by an operator, depending on whether or not the temperature of the electrochemical means is in a predetermined temperature range around the temperature of the water in the environment of this underwater vehicle.
  • these transmission means may be envisaged and these may for example be constituted by sound and / or visual and / or radio or other sound signal transmission means.
  • At least one electro-acoustic transducer may be envisaged to emit audible signals perceptible by an operator.
  • Luminous means can also be envisaged.
  • the information processing unit and the transmission means are then adapted to transmit signals of different natures such as for example continuous / discontinuous / repetition frequency signals. controlled, etc.
  • the information processing unit may be equipped with goodness-of-operation test means when it is launched in order to emit fault signals in the event of a malfunctioning of the approach authorization device and to warn the operators so that these implement the necessary approach precautions.
  • FIG. 2 illustrates an example of operation of this device.
  • step 10 The beginning of the operation of the approach device is designated by step 10 in this figure.
  • This initialization step is followed by a goodness of operation test step at 12, during which test means check whether the approach authorization device is operational or not.
  • the information processing unit is adapted to trigger the transmission of signals indicating that the approach authorization device is out of service.
  • the information processing unit compares the temperature of the electrochemical means with the temperature of the water in the environment of the machine for emit clearance signals from the operator or not, by the operator, depending on whether or not the temperature of the electrochemical means is in a predetermined temperature range around the temperature of the water.
  • TO and T1 designate the limits of the predetermined temperature range around the temperature of the water Tmer to which are added and subtracted predetermined thresholds X and Y.
  • T-out and T-in are respectively the output and input temperatures of the electrochemical means.
  • the information processing unit is adapted to transmit, at 16, signals prohibition of approach of the craft by the operators.
  • the information processing unit is adapted to transmit, at 17, approach authorization signals, making it possible to indicate to the operators that the approach of the gear does not present any particular risk at this level.
  • Such a structure then has a certain number of advantages insofar as it makes it possible to ensure the securing of the recovery, in particular of this type of machine by making it possible to indicate to the operators that the operations can be done without risk or, at contrary, that it is necessary to wait before proceeding with the recovery of the machine.

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Abstract

L'invention concerne un engin sous-marin équipé de moyens électrochimiques de génération d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de traitement d'informations (2) raccordée en entrée à des capteurs (4) d'un paramètre choisi dans le groupe comprenant la température, la pression et la concentration en hydrogène, de l'eau dans l'environnement de l'engin et des moyens électrochimiques de cet engin, et en sortie à des moyens (5) d'émission de signaux pour émettre des signaux d'autorisation d'approche ou non de l'engin, par un opérateur, selon que la valeur captée du paramètre des moyens électrochimiques est ou non dans une plage de paramètre prédéterminée autour de la valeur du paramètre correspondant de l'eau dans l'environnement de l'engin sous-marin.

Description

Engin sous-marin équipé de moyens électrochimiques de génération d'énergie électrique La présente invention concerne un engin sous-marin équipé de moyens électrochimiques de génération d'énergie électrique.
Un tel engin peut par exemple être constitué par une arme sous-marine telle qu'une torpille.
On sait en effet que ce type d'engin est équipé de moyens électrochimiques de génération d'énergie électrique permettant d'assurer l'alimentation en énergie des différents composants de celui-ci.
Dans le cadre du développement, de l'évaluation voire du déploiement de telles armes, des torpilles dites d'exercice sont utilisées.
Ces torpilles sont par exemple dépourvues de charge militaire qui peut être remplacée par d'autres moyens, comme par exemple des moyens d'acquisition de données communément appelés de façon générale « tranche d'exercice ».
Ces torpilles dites d'exercice sont destinées la plupart du temps à être récupérées après leur tir.
On a déjà proposé dans l'état de la technique d'utiliser différents moyens permettant de faciliter la récupération de ce type de torpilles.
Ainsi, par exemple, des moyens de localisation de celles-ci, voire des moyens gonflables permettant de faciliter leur repêchage, ont déjà été proposés.
Cependant, se pose le problème de la sécurité, en particulier des opérateurs, lors de cette phase de récupération.
Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes.
A cet effet, l'invention a pour objet un engin sous-marin équipé de moyens électrochimiques de génération d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de traitement d'informations raccordée en entrée à des capteurs d'un paramètre choisi dans le groupe comprenant la température, la pression et la concentration en hydrogène, de l'eau dans l'environnement de l'engin et des moyens électrochimiques de cet engin, et en sortie à des moyens d'émission de signaux pour émettre des signaux d'autorisation d'approche ou non de l'engin, par un opérateur, selon que la valeur captée du paramètre des moyens électrochimiques est ou non dans une plage de paramètre prédéterminée autour de la valeur du paramètre correspondant de l'eau dans l'environnement de l'engin sous-marin. Suivant d'autres modes de réalisation, l'engin sous-marin comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- l'unité de traitement d'informations est raccordée à des moyens d'alimentation électrique autonome vis-à-vis du reste de l'engin sous-marin ;
- les moyens d'alimentation comprennent des moyens de stockage d'énergie ;
- les moyens de stockage d'énergie comportent une batterie ;
- les moyens de stockage d'énergie comportent une pile ;
- les moyens d'émission de signaux d'autorisation d'approche ou non de l'engin comprennent des moyens d'émission de signaux sonores et/ou visuels et/ou radioélectriques ;
- les moyens d'émission de signaux comprennent au moins un transducteur électroacoustique ;
- l'unité de traitement d'informations comporte des moyens de test de bon fonctionnement pour déclencher l'émission de signaux de défaillance en cas de dysfonctionnement de celle-ci ; et
- les moyens électrochimiques présentent une entrée et une sortie, et les capteurs de température comportent des capteurs de température en entrée et en sortie de ces moyens électrochimiques.
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 un schéma synoptique illustrant la structure d'un dispositif d'autorisation d'approche intégré dans un engin sous-marin selon l'invention, et
- la figure 2 illustre le fonctionnement de celui-ci.
On a en effet illustré sur la figure 1 , un schéma synoptique d'un dispositif d'autorisation d'approche intégré dans un engin sous-marin équipé de moyens électrochimiques de génération d'énergie électrique.
Comme cela a été indiqué précédemment, un tel engin sous-marin peut être constitué par une torpille d'exercice qu'il convient de récupérer après un tir.
D'une façon générale, on sait que ces engins et en particulier des torpilles de cette nature, sont équipés de moyens électrochimiques de génération d'énergie électrique par exemple à base de piles, et destinés à assurer l'alimentation en énergie électrique du reste de ceux-ci et en particulier de moyens de motorisation électrique de l'engin, etc..
Or, les puissances électriques mises en jeu, en particulier pour les torpilles dites « lourdes » sont extrêmement importantes et la nature et le fonctionnement de ces moyens électrochimiques de génération d'énergie électrique se traduisent par un dégagement de chaleur extrêmement important, de sorte que cette partie de la torpille peut atteindre des températures très élevées pouvant constituer un danger pour des opérateurs et en particulier des plongeurs chargés de récupérer celles-ci.
Pour résoudre ces problèmes, un dispositif d'autorisation d'approche est intégré dans l'engin sous-marin.
Ce dispositif comporte une unité de traitement d'informations raccordée en entrée à des capteurs d'un paramètre choisi dans le groupe comprenant la température, la pression et la concentration en hydrogène, de l'eau dans l'environnement de l'engin et des moyens électrochimiques de cet engin, et en sortie à des moyens d'émission de signaux pour émettre des signaux d'autorisation d'approche ou non de l'engin, par un opérateur, selon que la valeur captée du paramètre des moyens électrochimiques est ou non dans une plage de paramètre prédéterminée autour de la valeur du paramètre correspondant de l'eau dans l'environnement de l'engin sous-marin.
On a illustré sur la figure 1 , un schéma synoptique d'un exemple de réalisation d'un tel dispositif d'autorisation d'approche.
Dans cet exemple de réalisation les capteurs sont des capteurs de température. Bien entendu des capteurs de pression et/ou de concentration en hydrogène peuvent également être envisagés.
Ce dispositif est désigné par la référence générale 1 sur cette figure et comporte alors une unité de traitement d'informations désignée par la référence générale 2.
Celle-ci est constituée par exemple par tout calculateur ou microcontrôleur approprié ou une partie d'un calculateur déjà embarqué dans l'engin.
Ce dispositif comporte des moyens d'alimentation électrique autonomes vis-à-vis du reste de l'engin sous-marin, ces moyens d'alimentation étant dédiés à ce dispositif d'autorisation d'approche et comportant par exemple des moyens de stockage d'énergie tels qu'une batterie ou encore une pile, désignée par la référence générale 3 ou autres.
L'unité de traitement d'informations est raccordée en entrée à des capteurs de température de l'eau dans l'environnement de l'engin et des moyens électrochimiques de cet engin, ces capteurs étant désignés par la référence générale 4 sur cette figure 1 .
L'unité de traitement d'informations est raccordée en sortie à des moyens d'émission de signaux d'autorisation d'approche ou non de l'engin par un opérateur, désignés par la référence générale 5, pour émettre des signaux d'autorisation d'approche ou non de l'engin, par un opérateur, selon que la température des moyens électrochimiques est ou non dans une plage de températures prédéterminée autour de la température de l'eau dans l'environnement de cet engin sous-marin. Différents modes de réalisation de ces moyens d'émission peuvent être envisagés et ceux-ci peuvent par exemple être constitués par des moyens d'émission de signaux sonores et/ou visuels et/ou radioélectriques ou autres.
Ainsi, par exemple, au moins un transducteur électro-acoustique peut être envisagé pour émettre des signaux sonores perceptibles par un opérateur.
Des moyens lumineux peuvent également être envisagés.
Selon l'information à faire percevoir par l'opérateur, l'unité de traitement d'informations et les moyens d'émission sont alors adaptés pour émettre des signaux de natures différentes tels que par exemple des signaux continus/discontinus/à fréquence de répétition contrôlée, etc.
On notera également que l'unité de traitement d'informations peut être équipée de moyens de test de bon fonctionnement lors de son lancement pour émettre des signaux de défaillance en cas de dysfonctionnement du dispositif d'autorisation d'approche et prévenir les opérateurs afin que ceux-ci mettent en œuvre les précautions d'approche nécessaires.
Enfin cette unité peut être raccordée à d'autres éléments de l'engin tels que désignés par la référence générale 6 sur cette figure 1 .
On a illustré sur la figure 2 un exemple de fonctionnement de ce dispositif.
Le début du fonctionnement du dispositif d'approche est désigné par l'étape 10 sur cette figure.
En 1 1 , on a illustré une étape d'initialisation du fonctionnement du dispositif d'autorisation d'approche (DAA).
Cette étape d'initialisation est suivie d'une étape de test de bon fonctionnement en 12, au cours de laquelle des moyens de test contrôlent si le dispositif d'autorisation d'approche est opérationnel ou pas.
Si cela n'est pas le cas, en 13, l'unité de traitement d'informations est adaptée pour déclencher l'émission de signaux indiquant que le dispositif d'autorisation d'approche est hors service.
Par contre, si le dispositif d'autorisation d'approche est opérationnel à l'étape 12, l'unité de traitement d'informations compare la température des moyens électrochimiques à la température de l'eau dans l'environnement de l'engin pour émettre des signaux d'autorisation d'approche ou non de l'engin, par l'opérateur, selon que la température des moyens électrochimiques est ou non dans une plage de températures prédéterminée autour de la température de l'eau.
Sur l'exemple illustré sur la figure 2, deux comparaisons sont effectuées lors des étapes 14 et 15. Sur cette figure 2, TO et T1 désignent les limites de la plage de température prédéterminée autour de la température de l'eau Tmer à laquelle on ajoute et on retranche des seuils prédéterminés X et Y.
Ainsi TO = Tmer - X et T1 = Tmer + Y.
T-out et T-in sont respectivement les températures en sortie et en entrée des moyens électrochimiques.
Il va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation peuvent être envisagés et que les relations décrites ci-dessus peuvent être transposées à d'autres paramètres tels que la pression et la concentration en hydrogène.
On conçoit alors qu'en fonction des comparaisons réalisées lors des étapes 14 et
15 de l'exemple illustré, si la ou les températures en entrée et/ou en sortie des moyens électrochimiques ne sont pas dans les plages de températures prédéterminées, l'unité de traitement d'informations est adaptée pour émettre, en 16, des signaux d'interdiction d'approche de l'engin par les opérateurs.
En effet, dans cette situation, l'approche de l'engin pour les opérateurs peut être dangereuse, la température des moyens électrochimiques pouvant présenter un danger pour ces opérateurs.
Par contre, si ces températures sont dans les plages prédéterminées, l'unité de traitement d'informations est adaptée pour émettre, en 17, des signaux d'autorisation d'approche, permettant d'indiquer aux opérateurs que l'approche de l'engin ne présente pas de risque particulier à ce niveau.
On conçoit, bien entendu, que d'autres modes de réalisation peuvent être envisagés.
Une telle structure présente alors un certain nombre d'avantages dans la mesure où elle permet d'assurer la sécurisation de la récupération notamment de ce type d'engin en permettant d'indiquer aux opérateurs que les opérations peuvent se faire sans risque ou, au contraire, qu'il convient d'attendre avant de procéder à la récupération de l'engin.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Engin sous-marin équipé de moyens électrochimiques de génération d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de traitement d'informations (2) raccordée en entrée à des capteurs (4) d'un paramètre choisi dans le groupe comprenant la température, la pression et la concentration en hydrogène, de l'eau dans l'environnement de l'engin et des moyens électrochimiques de cet engin, et en sortie à des moyens (5) d'émission de signaux pour émettre des signaux d'autorisation d'approche ou non de l'engin, par un opérateur, selon que la valeur captée du paramètre des moyens électrochimiques est ou non dans une plage de paramètre prédéterminée autour de la valeur du paramètre correspondant de l'eau dans l'environnement de l'engin sous-marin.
2. - Engin sous-marin selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'unité de traitement d'informations (2) est raccordée à des moyens d'alimentation électrique (3) autonome vis-à-vis du reste de l'engin sous-marin.
3.- Engin sous-marin selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation (3) comprennent des moyens de stockage d'énergie.
4. - Engin sous-marin selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de stockage d'énergie comportent une batterie.
5. - Engin sous-marin selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de stockage d'énergie comportent une pile.
6. - Engin sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (5) d'émission de signaux d'autorisation d'approche ou non de l'engin comprennent des moyens d'émission de signaux sonores et/ou visuels et/ou radioélectriques.
7.- Engin sous-marin selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'émission de signaux (5) comprennent au moins un transducteur électroacoustique.
8. - Engin sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de traitement d'informations (2) comporte des moyens de test de bon fonctionnement pour déclencher l'émission de signaux de défaillance en cas de dysfonctionnement de celle-ci.
9. - Engin sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens électrochimiques présentent une entrée et une sortie, et en ce que les capteurs (4) comportent des capteurs en entrée et en sortie de ces moyens électrochimiques.
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