ES2643644T3 - Submarino - Google Patents

Description

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DESCRIPCION

Submarino

La invencion se refiere a un submarino con al menos una plataforma de montaje para montar al menos una unidad.

En submarinos militares, se conoce montar unidades, como motores propulsores, bombas y similares de manera elastica sobre plataformas de montaje, estando montadas las plataformas de montaje a su vez de manera elastica sobre una base de nave unida con el casco de presion del submarino. Las plataformas de montaje se fabrican a partir de perfiles de acero prefabricados, preferiblemente soportes en doble T y otros componentes de acero fabricados de manera especial, formando los soportes en doble T una estructura portante de una plataforma de montaje. Un ejemplo del estado de la tecnica se representa en el documento WO 9 852 744. Se ha demostrado que en las plataformas de montaje conocidas, el numero de frecuencias propias en determinados intervalos de frecuencia es muy elevado. Como las unidades montadas generan una pluralidad de frecuencias de excitacion y tambien se transmiten a la plataforma de montaje, por regla general las plataformas de montaje tambien experimentan una excitacion en algunas de sus frecuencias propias. Ello da lugar a sonido propagado por estructuras solidas, que dado el caso puede transmitirse directamente a traves de la base de nave o a traves de trayectos secundarios al casco de presion, lo que lleva a una caractenstica acustica no deseada en el caso de un submarino militar.

Con estos antecedentes, la invencion se basa en el objetivo de proporcionar un submarino con al menos una plataforma de montaje para montar unidades, en el que la excitacion de frecuencias propias de la plataforma de montaje lleve a niveles de sonido propagado por estructuras solidas considerablemente inferiores.

Este objetivo se alcanza mediante un submarino con las caractensticas indicadas en la reivindicacion 1. Por las reivindicaciones dependientes, la siguiente descripcion asf como el dibujo se deducen perfeccionamientos ventajosos de este submarino. En este sentido, segun la invencion, las caractensticas indicadas en las reivindicaciones dependientes, en sf mismas en cada caso aunque tambien en una combinacion razonable desde el punto de vista tecnico, pueden perfeccionar la solucion segun la invencion segun la reivindicacion 1.

El submarino segun la invencion, en el que preferiblemente se trata de un submarino militar, presenta de manera convencional un casco de presion. En el casco de presion esta dispuesta al menos una plataforma de montaje para el montaje de al menos una unidad, por ejemplo de un motor propulsor, una bomba o una maquina similar que genere vibraciones. En este sentido, la plataforma de montaje esta montada preferiblemente de manera elastica sobre una base de nave unida con el casco de presion del submarino.

Segun la invencion, la plataforma de montaje esta construida a partir de un material compuesto de fibras y plastico. Como materiales compuestos de fibras se utilizan preferiblemente plasticos reforzados con fibras como, por ejemplo, plasticos reforzados con fibras de carbono o reforzados con fibras de vidrio. La plataforma de montaje construida a partir de estos materiales y plastico presenta propiedades de resistencia comparables a las plataformas de montaje habituales hasta ahora, construidas a partir de acero. Con respecto a estas plataformas de montaje, la plataforma de montaje segun la invencion se caracteriza sin embargo porque, debido a su construccion a partir de material compuesto de fibras y plastico, presenta una capacidad de amortiguacion de vibraciones claramente mejor. Ademas, el peso de una plataforma de montaje construida a partir de material compuesto de fibras y plastico es claramente inferior en comparacion con una plataforma de montaje fabricada a partir de piezas de acero, lo que permite, dado el caso, para influir en el comportamiento de vibraciones propias de la plataforma de montaje, colocar sobre la plataforma de montaje masas adicionales de manera controlada, sin que el peso de la plataforma de montaje utilizada segun la invencion supere el peso de las plataformas de montaje habituales hasta ahora en submarinos. En este sentido la configuracion segun la invencion de la plataforma de montaje permite una disminucion considerable del sonido propagado por estructuras solidas transmitido al casco de presion del submarino, que en el mejor de los casos practicamente ya no puede percibirse.

Ventajosamente, el uso de materiales compuestos de fibras y plastico en la fabricacion de la plataforma de montaje segun la invencion permite tambien configurarla de una sola pieza como se preve en un perfeccionamiento preferido de la invencion. En este contexto se entendera por plataforma de montaje de una sola pieza tambien una plataforma en la que varios componentes se ensamblan por ejemplo por medio de una union adhesiva o de otro modo por union de material para formar la plataforma de montaje, de modo que la plataforma de montaje tras su fabricacion ya no pueda desmontarse de manera reversible en sus componentes individuales.

Segun la invencion, la plataforma de montaje presenta un cuerpo de base plano, que esta reforzado por medio de soportes. Por cuerpo de base plano se entiende un componente que se extiende principalmente en un plano. En este sentido puede tratarse de una placa plana o de una placa cuya seccion transversal tiene por ejemplo un perfil de forma ondulada o depresiones en forma de cubeta, para aumentar la rigidez y la capacidad de carga. El cuerpo de base sirve preferiblemente para colocar al menos una unidad, que aqrn preferiblemente se monta sobre elementos de resorte/amortiguadores con amortiguacion de vibraciones. En el caso de los soportes se trata en el sentido estatico de vigas estrechas en relacion con su longitud, que son especialmente adecuadas para absorber esfuerzos de flexion. Los soportes pueden delimitar el cuerpo de base de la plataforma de montaje por sus lados

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externos y as^ formar practicamente un marco.

Ademas, los soportes tambien pueden estar dispuestos dentro de la superficie definida por el cuerpo de base. Preferiblemente los soportes presentan un perfil de seccion transversal rectangular.

Segun la invencion el cuerpo de base esta incorporado, es decir, integrado en los soportes. Por consiguiente, el cuerpo de base tambien forma parte de los soportes. La integracion del cuerpo de base en los soportes es tal que en los dos lados planos del cuerpo de base en cada caso sobresale un segmento de los soportes. Los soportes forman por tanto en los lados planos del cuerpo de base opuestos entre sf unos salientes, que con respecto a un plano en la direccion de extension principal del cuerpo de base se orientan preferiblemente de manera vertical.

Mas preferiblemente los soportes de la plataforma de montaje pueden estar configurados de multiples capas. Por consiguiente, los soportes pueden estar configurados a partir de varios segmentos adyacentes entre sf, que se diferencian con respecto al material del que estan compuestos y dado el caso, en cuanto a sus dimensiones. Ventajosamente, el material, el grosor y el numero de las capas individuales se seleccionan de tal modo que la capacidad de amortiguacion de vibraciones de los soportes se adapta especialmente bien a las frecuencias de excitacion producidas por la unidad montada sobre la plataforma de montaje. De manera conveniente, las capas individuales de los soportes con respecto a una orientacion basica del cuerpo de base estan dispuestas una sobre otra de manera vertical.

El cuerpo de base de la plataforma de montaje esta configurado ventajosamente a partir de un material no tejido multiaxial de material compuesto de fibras. Es decir, el cuerpo de base puede estar compuesto por varias esteras de fibras dispuestas una sobre otra con una orientacion unidireccional de las fibras, estando orientadas las esteras de fibras individuales de tal modo que la orientacion de fibras de las esteras de fibras individuales es diferente. En esta configuracion, las esteras de fibras estan incluidas en conjunto en una matriz de plastico. De manera conveniente el cuerpo de base esta configurado al menos a partir de un material no tejido triaxial, para poder amortiguar las vibraciones y solicitaciones por impacto desde cualquier direccion. Para la fabricacion del cuerpo de base, el material no tejido puede colocarse en un molde correspondiente al perfil deseado del cuerpo de base y a continuacion impregnarse en resina sintetica y endurecerse.

Preferiblemente esta previsto que los segmentos de los soportes, que siguen a un primer lado plano del cuerpo de base, se formen en cada caso por un material no tejido unidireccional de material compuesto de fibras. Por tanto, todas las fibras de estos segmentos de soporte presentan la misma orientacion de fibras. Las fibras de estos segmentos de soporte discurren en este sentido de manera conveniente en paralelo a la dimension principal o extension longitudinal de los soportes. Esto resulta ventajoso en el sentido de que los componentes de material compuesto de fibras con una orientacion de fibras comun en la direccion longitudinal a la direccion de fibras presentan una rigidez axial o a la flexion especialmente notable que actua en contra de la flexion por fuerzas transversales de la unidad que va a montarse. De manera conveniente, estos segmentos de soporte con una orientacion unidireccional de las fibras estan dispuestos en el lado plano del cuerpo de base, que en una posicion de colocacion de la plataforma de montaje forma un lado inferior del cuerpo de base.

En otra configuracion ventajosa, los segmentos de los soportes, que siguen a un segundo lado plano del cuerpo de base, estan formados en cada caso por una capa de espuma. Esta capa compuesta por plastico espumado, que esta pegada al cuerpo de base, presenta una resistencia reducida, sin embargo permite aumentar considerablemente la seccion transversal y con ello el momento de inercia de superficie de los soportes individuales con un aumento de peso insignificante, lo que asf tambien lleva a una mejora de las propiedades de rigidez de los soportes.

De manera conveniente, a la capa de espuma en un lado dirigido en sentido opuesto al cuerpo de base le sigue una capa unidireccional de material compuesto de fibras. Esta capa distanciada del cuerpo de base a traves del segmento de espuma dentro de los soportes puede estar pegada a la capa de espuma y sirve tambien para aumentar la rigidez a la flexion de los soportes. Tambien en esta capa, las fibras individuales estan orientadas de manera unidireccional en la direccion de la extension longitudinal de los soportes.

Finalmente los soportes estan revestidos de manera especialmente ventajosa con un material no tejido multiaxial de material compuesto de fibras. Es decir, por fuera de las capas individuales dispuestas una sobre otra, a partir de las que estan construidos los soportes individuales, en cada caso esta dispuesto un material no tejido, en el que las esteras de fibras, con en cada caso fibras orientadas de manera unidireccional, estan orientadas una sobre otra transversalmente y/o en oblicuo con respecto a la orientacion de fibras y en conjunto estan incluidas en una matriz de plastico. Con esta medida se aumenta de nuevo la rigidez de los soportes individuales, compensandose los diferentes esfuerzos cortantes que predominan en las dos capas de soporte externas con una orientacion unidireccional de las fibras por el material no tejido multiaxial.

A continuacion se explicara la invencion en mas detalle mediante un ejemplo de realizacion representado en el dibujo. En el dibujo muestra:

la figura 1, esquematicamente muy simplificado en una vista en seccion transversal un casco de presion de un submarino con una plataforma de montaje para unidades dispuesta en el mismo,

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la figura 2, la plataforma de montaje segun la figura 1 en una representacion en perspectiva y la figura 3, un detalle ampliado A de la plataforma de montaje segun la figura 2.

En el casco de presion 2 representado en la figura 1 de un submarino esta dispuesta una cubierta 4, que forma una base para una plataforma de montaje 6. De manera convencional la cubierta 4 esta unida de manera ngida con la pared del casco de presion 2. La plataforma de montaje 6 sirve para montar una unidad 8 que produce vibraciones durante el funcionamiento, que aqu se coloca montada sobre resortes de goma 10 de manera elastica. La plataforma de montaje 6 esta montada mediante elementos elasticos/amortiguadores 12 de manera elastica sobre la cubierta 4.

La plataforma de montaje 6 presenta un cuerpo de base plano 14. Este cuerpo de base 14 esta formado por una placa, cuya seccion transversal tiene un perfil de forma ondulada, alternandose zonas 16 elevadas aplanadas con depresiones 18 configuradas de manera plana. El cuerpo de base 14 esta compuesto por un material compuesto de fibras en forma de plastico reforzado con fibras. Por consiguiente, el cuerpo de base 14 esta configurado de manera relativamente ligera, confiriendole las fibras incluidas en el plastico, tratandose en este caso de fibras de carbono o vidrio, una resistencia muy elevada. El cuerpo de base 14 esta formado por un material no tejido triaxial, en el que unas esteras de fibras incluidas en una matriz de plastico, que en cada caso presentan una orientacion unidireccional de las fibras, estan dispuestas una sobre otra de tal modo que las orientaciones de las fibras de las esteras individuales se distinguen claramente. De este modo, el cuerpo de base 14 presenta una rigidez muy elevada independientemente de la direccion de una fuerza que actue sobre el mismo.

En las zonas 16 elevadas del cuerpo de base 14, el cuerpo de base 14 se refuerza adicionalmente por medio de soportes 20 dispuestos en el mismo, que en cada caso se extienden por toda la longitud de las zonas 16. Todos los soportes 20 de la plataforma de montaje 6 representada estan orientados paralelos entre sf. Como se deduce en particular por el detalle A representado en la figura 3, los soportes 20 estan configurados a partir de multiples capas, estando incorporada la placa de base 14 en los soportes 20 y estando unidas entre sf las capas adyacentes de los soportes 20 por union de material. Las capas dispuestas una sobre otra de cada soporte 20 presentan en cada caso la misma anchura.

Cada uno de los soportes 20 presenta un segmento, que esta dispuesto en un lado inferior del cuerpo de base 14. Este segmento se forma por una capa 22 en forma de material no tejido incluido en una matriz de plastico con una orientacion unidireccional de las fibras. Por consiguiente, todas las fibras estan orientadas dentro de la capa 22 en la misma direccion, discurriendo las fibras individuales de la capa 22 en la direccion de la extension longitudinal de los soportes 20. Esta orientacion de fibras confiere a los soportes 20 una rigidez a la flexion especialmente elevada, en particular transversalmente a su extension longitudinal. Cuando se monta la plataforma de montaje 6 sobre los elementos elasticos 12, las capas 22 forman la parte de los soportes 20, con la que la plataforma de montaje 6 se apoya sobre los elementos elasticos/amortiguadores 12.

Al lado del cuerpo de base 14 dirigido en sentido opuesto a la capa 22 le sigue en cada caso un segmento de los soportes 20, que esta formado por una capa 24 de espuma. Esta capa 24 a partir de un plastico espumado sirve principalmente para que la seccion transversal de los soportes 20 individuales y con ello, el momento de inercia de superficie de los soportes 20 sean lo mas grandes posible con un aumento de peso insignificante.

En los lados dirigidos en sentido opuesto al cuerpo de base 14, a las capas 24 configuradas de espuma le sigue en cada caso un segmento de los soportes 20, que se forma por una capa 26. Al igual que las capas 22, tambien las capas 26 de los soportes 20 se forman en cada caso por un material no tejido incluido en una matriz de plastico con una orientacion unidireccional de las fibras, discurriendo las fibras individuales de la capa 26 en la direccion de la extension longitudinal de los soportes 20 y aumentando adicionalmente de este modo la rigidez a la flexion de los soportes 20 transversalmente a su extension longitudinal.

Cada uno de los soportes 20 esta revestido con un material no tejido triaxial 28 a partir de plastico reforzado con fibras. Por consiguiente, las capas 22, 24 y 26 asf como la zona 16 de los soportes 20 incluida entre las capas 22 y 24 estan rodeadas completamente por el material no tejido triaxial 28, estando dispuestas las capas de fibras del material no tejido triaxial 28 con orientacion unidireccional de las fibras una sobre otra de tal modo que la orientacion de fibras de las capas de fibras individuales es diferente. Los materiales no tejidos triaxiales 28 de los soportes individuales 20 estan dimensionados de tal modo que se solapan con las zonas 16 de los cuerpos de base 14 tambien en una zona por fuera de los soportes 20.

Lista de simbolos de referencia

2 - casco de presion 4 - cubierta

6 - plataforma de montaje 8 - unidad

10 - resorte de goma 12 - elemento elastico/amortiguador 14 - cuerpo de base 16 - zona

5 18 - depresion

20 - soporte 22 - capa 24 - capa 26 - capa

10 28 - material no tejido

A - detalle

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES

   1. Submarino con un casco de presion (2) y con una plataforma de montaje (6) dispuesta en el casco de presion (2) para montar al menos una unidad (8), que esta configurada a partir de un material compuesto de fibras y plastico y que presenta un cuerpo de base plano (14), que esta reforzado por medio de soportes (20), caracterizado porque

   5 el cuerpo de base (14) esta integrado en los soportes (20), sobresaliendo en los dos lados planos del cuerpo de base (14) en cada caso un segmento de los soportes (20).
2. 2. Submarino segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la plataforma de montaje (6) esta configurada de una sola pieza.
3. 3. Submarino segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los soportes (20) estan 10 configurados a partir de multiples capas.
4. 4. Submarino segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo de base (14) esta configurado a partir de un material no tejido multiaxial de material compuesto de fibras.
5. 5. Submarino segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los segmentos de los soportes (20), que se continuan en un primer lado plano del cuerpo de base (14), estan formados en cada caso por una capa

   15 unidireccional (22) de material compuesto de fibras.
6. 6. Submarino segun la reivindicacion 5, caracterizado porque los segmentos de los soportes (20), que se continuan en un segundo lado plano del cuerpo de base (14), estan formados en cada caso por una capa (24) de espuma.
7. 7. Submarino segun la reivindicacion 6, caracterizado porque a la capa (24) de espuma en un lado dirigido en sentido opuesto al cuerpo de base (14) se continua en una capa unidireccional (26) de material compuesto de fibras.

   20 8. Submarino segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los soportes (20) estan revestidos

   de un material no tejido multiaxial (28) de material compuesto de fibras.