FR2501607A1 - Appareil supporte par coussin de fluide - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION A POUR OBJET UN APPAREIL SUPPORTE PAR COUSSIN DE FLUIDE ET UTILISABLE NOTAMMENT POUR SE DEPLACER SUR UNE SURFACE D'EAU 2. L'APPAREIL EST SUPPORTE PAR UN COUSSIN 3 D'AIR PRESSURISE FORME ET RETENU ENTRE LE CORPS 4 DU VEHICULE ET LA SURFACE D'EAU 2, LE VEHICULE ETANT PROPULSE PAR DEUX HELICES 5 ET DIRIGE PAR DEUX GOUVERNAILS 6. L'EXTREMITE AVANT DU COUSSIN 3 EST DELIMITEE PAR UNE JUPE FLEXIBLE GONFLABLE 8 COMPRENANT UNE RANGEE D'ELEMENTS PORTEURS FILAMENTAIRES 20 DISPOSES PARALLELEMENT ET ESPACES L'UN DE L'AUTRE DE FACON QUE LEURS PARTIES EXTREMES SOIENT FIXEES EN DES POINTS 21 ET 22 SUR LE CORPS DE VEHICULE 4; UNE FEUILLE DE MATIERE FLEXIBLE EST DRAPEE SUR LES ELEMENTS 20 DE FACON A FORMER DES BOUCLES 23 S'ETENDANT LATERALEMENT ENTRE EUX, LES BOUCLES 23 ETANT EGALEMENT INCURVEES ENTRE LES PARTIES EXTREMES DES ELEMENTS PORTEURS 20. L'INVENTION S'APPLIQUE AU DOMAINE DES HYDROGLISSEURS.

Description

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APPAREIL SUPPORTE PAR COUSSIN DE FLUIDE.

La présente invention concerne un appareil supporté par coussin de fluide, c'est-a-dire un appareil qui, en fonctionnement, est supporté, au moins en partie, par un coussin de fluide pressurisé formé et retenu entre

l'appareil et une surface de réaction, qui peut être le sol ou l'eau.

Un exemple d'un appareil à coussin gazeux est constitué par un véhicule

supporté par coussin gazeux.

Le coussin fluidique peut être retenu au moins en partie par une

jupe flexible gonflable.

Il existe deux types principaux de systèmes à jupes flexibles, à savoir des systèmes à plusieurs segments ou "doigts" et des systèmes à

simple boucle ou "enveloppe".

Les systèmes à jupes flexibles en plusieurs segments ont été décrits

dans le brevet britannique No. 1 043 351 (brevet U.S. No. 3 420 330).

D'une façon succincte,cette forme de système à jupe flexible comprend une pluralité d'éléments (ou segments) de jupe flexible contigus se composan chacun d'une feuille de matière flexible qui est repliée pour pourvoir l'élément d'une partie extérieure bordée par deux parties latérales qui s'étendent vers l'intérieur depuis la partie extérieure et en direction du

coussin de fluide.

Le système à jupe flexible en plusieurs segments permet de réagir

correctement à des variations du contour de la surface de réaction.

En conséquence, il réagit à une déviation provoquée par des vagues lors-

qu'il est utilisé sur l'eau. En outre, le système est raisonnablement exempt de forces de cisaillement du fait que des éléments immédiatement adjacents de la jupe flexible peuvent s'infléchir les uns par rapport aux

autres sans rencontrer d'obstruction sensible.

Cependant, les systèmes à jupesflexiblesen plusieurs segments sont sujets à usure, d'une part sous l'effet d'un fouettement des extrémités inférieures libres des éléments de jupe, de la même manière qu'un drapeau s'use par fouettement et, d'autre part, à cause d'un gondolement dû à la formation de creux en des points intermédiaires situés entre les

extrémités supérieure et inférieure des éléments de la jupe.

Un système à jupe flexible à simple boucle a été décrit dans le

brevet britannique No. 1 056 267 (brevet U.S. No. 3 291 237).

D'une façon succincte,ce système comprend une boucle gonflée s'étendant entre des points de fixation latéralement espacés de façon à présenter une face convexe dirigée vers la surface de réaction, ladite

face délimitant avec cette surface une chambre stabilisatrice par l'in-

termédiaire de laquelle l'excès de fluide ayant servi à la formation du

coussin s'échappe dans l'atmosphère.

Le système à jupe flexible à simple boucle a tendance à avoir-une

durée de service plus longue que celle du système à plusieurs segments.

Cependant, il présente bien moins d'insensibilité au cisaillement, au moins dans un sens latéral. En outre, du fait qu'il nécessite de grandes courbures de la boucle (qui sont créées par des différences entre la

pression de gonflage et la pression de coussin) pour maintenir un équi-

libre et une-stabilité du système, il en résulte une coopération de surfaces de matière bien plus grandes avec la surface de réaction, ce

qui se traduit par un accroissement-de la résistance de frottement.

L'invention a pour but de fournir un appareil supporté par coussin de fluide comportant un système à jupe flexible qui possède les avantages des systèmes décrits ci-dessus mais qui puisse être construit de manière à opposer moins de résistance de frottement que des systèmes à simple boucle. Conformément à la présente invention, un appareil supporté par coussin de fluide est pourvu d'un système à jupe flexible gonflable comprenant une rangée d'éléments porteurs filamentaires qui sont espacés les uns des autres et qui comportent des parties extrêmes fixées sur l'appareil, ainsi qu'une feuille de matière flexible qui est supportée par les éléments porteurs et qui est dirigée vers le bas à partir de

ceux-ci pour former des boucles s'étendant latéralement entre les élé-

ments porteurs, lesdites boucles étant incurvées entre les parties ex-

trêmes des éléments porteurs.

Selon l'invention, les courbures des boucles peuvent être sensi-

blement augmentées de manière à réduire la résistance de frottement, par comparaison à ce qui se produit avec des systèmes à jupes flexibles à simple boucle. Cela s'explique par le fait que les courbures des boucles dépendent de la quantité de matière qui est suspendue aux éléments porteurs filamentaires, et non des différences entre la pression de gonflage et la

pression de coussin.

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La présente invention est en particulier applicable à des véhicules à coussin de gaz et à "parois latérales",c'est-à-dire à des véhicules à coussin de gaz destinés à se déplacer sur la surface de l'eau et dans

lesquels, en fonctionnement, les côtés de chaque coussin porteur sont dé-

limités par une paire de parois latérales espacées latéralement, s'étendant longitudinalement le long des côtés du corps du véhicule suivant une disposition essentiellement parallèle et dirigées vers le bas de manière à plonger dans l'eau et à former un joint étanche au gaz pour le coussin. Le système à jupe flexible selon l'invention peut être utilisé

pour retenir le gaz de coussin au moins à une extrémité du véhicule.

D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront

à la lecture de la description suivante et des figures jointes, données

à titre illustratif mais non limitatif.

La Figure 1 est une vue latérale d'un véhicule à coussin de gaz et à parois latérales, des parties de parois latérales étant enlevées pour

montrer plus clairement l'ensemble de jupe.

La Figure 2 est une vue en perspective à échelle agrandie, de la

partie arrière de l'ensemble à jupe flexible de la Figure 1.

La Figure 3 est une vue de face et en coupe fragmentaire de l'en-

semble à jupe flexible.

Les Figures 4, 5, 6, 7 et 8 sont des vues latérales fragmentaires

et en coupe médiane montrantdifférentes modifications.

Sur les figures, des références numériques identiques désignent

des composants et parties caractéristiques identiques.

En considérant d'abord la Figure 1, on voit qu'un appareil supporté par coussin de fluide, se présentant sous la forme d'un véhicule à coussin de gaz et à parois latérales 1, est représenté en train de se déplacer sur la surface 2 de l'eau, en étant supporté par un coussin 3 d'air pressurisé

qui est formé et retenu entre le corps 4 du véhicule et la surface 2.

Le véhicule 1 est propulsé à l'aide de deux hélices marines 5 et il est

dirigé à l'aide de deux gouvernails 6.

Les côtés du coussin 3 supportant le véhicule sont retenus par deux

ensembles de parois latérales 7 espacés latéralement et s'étendant longi-

tudinalement le long des côtés du corps de véhicule 4 suivant une disposi-

tion essentiellement parallèle. Les parois latérales 7 sont dirigées vers le bas à partir des côtés du corps de véhicule 4 de manière à plonger dans l'eau et à former un joint étanche pour le coussin. Chaque paroi

latérale 7 porte une hélice marine 5 et un gouvernail 6.

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L'extrémité avant ou d'étrave du coussin 3 est délimitée par un système à jupe flexible 8, tandis que l'extrémité arrière ou de poupe est délimitée par un système à jupe flexible 9. Les systèmes à jupes flexibles 8, 9, qui ont une forme creuse et gonflable.et qui sont constitués d'un tissu caoutchouté, s'étendent latéralement entre les extrémités avant et arrière des parois latérales 7. Les systèmes à jupes flexibles 8, 9 sont fixés de façon démontable sur le corps de véhicule 4 et sont dirigés vers le bas à partir de celui-ci. Le système à jupe

flexible d'étrave 8 est en contact léger avec la surface de l'eau 2.

Les forces de gonflage et de tension qui sont engendrées dans le système à jupe flexible de poupe 9 font en sorte qu'il soit maintenu en contact

léger avec la surface de l'eau 2.

L'air destiné à former le coussin porteur de véhicule 3 est fourni par deux ventilateurs centrifuge 12 disposés côte à côte. L'air débité par les ventilateurs 12 traverse le système à jupe flexible 8 de manière à le gonfler avant de pénétrer dans le volume occupé par le coussin 3

par l'intermédiaire des orifices de sortie 10 ménagés dans le système à jupe.

Le système à jupe flexible 9 prévu à l'arrière est gonflé (jusqu'à une pression légèrement supérieure à celle du coussin) par de l'air fournipar un ventilateur centrifuge 13. Les ventilateurs 12 et 13 constituent des moyens séparés permettant l'alimentation en air de l'espace occupé par le

coussin porteur de véhicule 3 et le système à jupe 9.

Le système à jupe flexible 9 prévu à l'arrière comprend un système à simple boucle ou "enveloppe" et il est agencé comme décrit dans le brevet

britannique No. 1 400 035 (brevet U.S. No. 3 977 491). Cependant, en consi-

dérant maintenant les Fig. 2 et 3, on voit que le système à jupe flexible 8 prévu à l'avant comprend une rangée d'éléments porteurs filamentaires 20 qui sont placés dans des positions parallèlles et espacées, leurs parties extrêmes étant fixées de façon démontable, aux points 21 (Figure 1) et 22 (Figures 1 et 2), sur le corps de véhicule 4. Une feuille de matière flexible (le tissu caoutchouté précité) est disposée sur les éléments 20

de façon à former des boucles 23 s'étendant latéralement entre eux.

Les boucles 23 forment des volumes-ayant le profil de canaux ou de parties

concaves en les considérant dans leur direction longitudinale.

Les fonds desdites boucles 23 sont incurvés dans cette direction d'obser-

vation, la courbure étant due à-des forces internes de gonflage.

Les boucles 23 sont également incurvées longitudinalement, entre les

parties extrêmes des éléments porteurs 20, comme le montre la Figure 1.

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Le fond des boucles 23 définit des faces convexes placées à proximité étroite de la surface de l'eau 2, de manière que des volumes stabilisateurs soient formés entre les fonds des boucles et la surface de l'eau, ce qui permet l'établissement d'un écoulement d'air provenant de l'atmosphère et destiné à remplir le coussin. Comme le montrent les Figures 2 et 3, les fonds des boucles 23 sont imperméables, mis à part une multiplicité de trous d'évent 24 permettant

la décharge de l'air de gonflage de jupe au travers desdits trous 24.

L'échappement de l'air de gonflage supprime une tendace de variation localisée de la pression dans l'écoulement d'air par suite de l'effet Bernoulli. Les courbures desdites boucles, considérées dans un sens longitudinal, sont essentiellement continues, les trous d'évent 24 n'ayant

aucun effet sensible sur la continuité de courbure.

Des trous de vidange peuvent être prévus en alternative aux trous

d'évent 24.

Des blocs de matière flottante peuvent être fixés sur les surfaces intérieures des boucles 23 de façon à conférer au système à jupe flexible 8 une flottabilité lorsque le véhicule 1 est dépourvu de son coussin et

repose sur la surface de l'eau 2.

Les éléments porteurs filamentaires 20 sont de préférence constitués par des filins, des càbles ou des élingues. Des forces combinées de gonflage

et de tension maintiennent les fonds des boucles 23 dans des positions ad-

jacentes à la surface de l'eau 2, les éléments porteurs 20 étant en tension.

Si la surface de l'eau 2 monte par rapport aux fonds des boucles, la tension dans les éléments porteurs 20 est diminuée, de sorte que les boucles 23 sont déplacées vers le haut en vue de rétablir la relation de proximité

par rapport à la surface de l'eau.

En fonctionnement, des forces de gonflage de jupe ont tendance à

rapprocher les parties latérales contigUes des boucles 23 en vue de main-

tenir l'étanchéité à l'air du coussin. Des efforts de gonflage s'exerçant essentiellementperpendiculairement aux parties inférieures ou médianes des boucles 23 sont transmis au corps de véhicule 4 par l'intermédiaire

des éléments porteurs 20.

Il est à noter que les boucles 23 peuvent s'infléchir l'une par rapport à l'autre d'un degré substantiel, de telle sorte que le système à jupe flexible ne soit pratiquement pas sollicité par des forces de cisaillement importantes. On obtient ainsi un système de jupe comportant

un haut degré de réponse à des variations du profil de la surface d'eau 2.

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Lorsqu'on désire que le système à jupe flexible 8 dépasse d'un degré substantiel des extrémités avant ou d'étrave des parois latérales 7 (la partie dépassante étant incurvée en vue en plan), les éléments porteurs

filamentaires 20 peuvent avoir à être disposés d'une manière nonparallèle.

Des intervalles existant entre les côtés du système à jupe 8 et des surfaces

intérieures des parois latérales 7 peuvent alors être fermés par un pro-

filage approprié desdites surfaces intérieures et/ou par la prévision de joints en forme d'enveloppes gonflables qui sont disposés entre la jupe

flexible 8 et les parois latérales 7.

Les Figures 4 à 8 montrent différentes modifications qu'il est pos-

sible d'envisager tout en restant dans le cadre de l'invention.

Sur la Figure 4, on a représenté un système à jupe flexible 8a qui est d'une conception à deux étages et qui comprend un étage supérieur 30 et un étage inférieur 31. Les extrémités avant des éléments 20a sont fixées sur le corps de véhicule 4 par l'intermédiaire de câbles tendeurs 32 et d'un voile 33 s'étendant latéralement. Le voile 33 est perforé de trous 34 de façon à permettre le passage de l'air de gonflage de jupe entre les étages. L'écoulement de l'air passant par les orifices 34 peut être

commandé à l'aide de valves à clapets 35.

En variante, les orifices 34 peuvent être supprimés et l'étage supérieur 30 peut être gonflé indépendamment de l'étage inférieur 34,

en utilisant l'air-déchargé par l'intermédiaire d'un conduit 36.

Dans une autre variante, l'étage supérieur 30 peut être rempli

complètement ou partiellement d'un matériau élastique de façon à fonc-

tionner essentiellement comme un tampon.

Il est à noter que l'invention peut être appliquée à des sytémes à jupes flexibles arrière, remplaçant ainsi par exemple le système à jupe 9

de la Figure 1, ou bien à des systèmes à jupes périphériques.

La Figure 5 représente un véhicule à coussin d'air 40 qui est pourvu d'un système à jupe périphérique 8b s'étendant sur toute la périphérie du véhicule 41. De l'air destiné au coussin est fourni par un groupe à ventilateur/moteur 42/43 qui est disposé dans un conduit central s'étendant vers le bas au travers du corps 41. De l'air de gonflage de jupe est fourni par l'intermédiaire de tuyaux de dérivation 45 et la pression de cet air est augmentée légèrement au-dessus de la pression de coussin à l'aide de ventilateurs d'appoint 46 qui sont

disposés dans les tubulures d'admission.

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Dans le cas de la Figure 6, un élément à jupe ou paroi flexible 50 (ayant la forme décrite dans le brevet britannique précité No. 1 043 351)

est disposé au-dessus de l'extrémité avant de chaque boucle 23c.

Les éléments à jupe flexible 50 adjacentscomprennent chacun une feuille de matière flexible qui est repliée pour pourvoir l'élément d'une partie extérieure 50a bordée par deux parties latérales 50b qui s'étendent vers

l'intérieur depuis la partie extérieure en direction du coussin 3.

Les éléments de jupe 50 sont gonflés par de l'air déchargé par l'intermé-

diaire des conduits 51 partant des ventilateurs 12, la pression d'air étant légèrement augmentée par des ventilateurs d'appoint 52. Les zones intérieures, c'est-à-dire les coins, des parties latérales 50b des éléments

de jupe 50, sont de préférence fixées, comme indiqué, en des points inter-

médiairE 53 le long des éléments associés 20c. L'agencement décrit cidessus permet d'établir un volume légèrement pressurisé entre chaque élément de

jupe 50 et sa boucle associée 23c, la pression étant sensible à des varia-

tions de la surface d'eau 2 située en dessous. Le volume pressurisé sert à réduire l'échappement de l'air à partir du coussin 3, au lieu de prévoir un second étage d'un joint en labyrinthe, le petit intervalle stabilisateur

existant en dessous des boucles 23c servant de premier étage.

Le volume précité peut également servir de barrière efficace contre les projections. Bien que les fonds des éléments 50 aient tendance à

rester en contact avec la surface de l'eau 2, une usure des éléments impu-

table à un "gondolement" est diminuée, par comparaison à l'autre condition d'utilisation des éléments 50. Cela s'explique par le fait que les forces exercées par les vagues ont tendance à appliquer les éléments 50 contre

les boucles 23c, ce qui supprime ainsi le "gondolement" des éléments 50.

La Figure 7 représente un joint de coussin à deux étages, dans lequel l'étage supérieur comprend le système à jupe flexible 8d et l'étage inférieur des rideaux d'air 60 formés par l'air de gonflage de jupe qui

sort par l'intermédiaire de buses 61 formées dans les fonds des boucles 23d.

Des entretoises rigides 65 fixées sur et s'étendant entre des parties de boucles forment les buses 61. Dans cet agencement, les courbures des

boucles 23d ne sont pas discontinues, dans le sens longitudinal.

La Figure 8 représente un système à jupe flexible 8e comportant des éléments brise-lame 70 formés d'un matériau élastique et fixés sur

les fonds des boucles 23e.

Les éléments 70 servent à diminuer la tendance de la surface ondu-

latoire de l'eau à exercer des chocs sur les surfaces de boucles.

Le système à jupe 8e est également pourvu de trous de vidange 71 qui

sont ménagés dans les fonds des boucles 23e.

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Claims (11)

REVENDICATIONS

1.- Appareil supporté par coussin de fluide, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un système à jupes flexibles gonflables (8, 9) comprenant une rangée d'éléments porteurs filamentaires (20) qui sont espacés les uns des autres et qui comportent des parties extrêmes fixées sur l'appareil, ainsi qu'une feuille de matière flexible (8,9) qui est supportée par les éléments porteurs (20) et qui est dirigée vers le bas à partir de ceux-ci pour former des boucles (23) s'étendant latéralement entre les éléments porteurs, lesdites boucles étant incurvées entre les parties extrêmes

des éléments porteurs (20).

2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la courburedes boucles (23), entre les parties extrêmes des éléments porteurs

(20), est essentiellement discontinue.

3.- Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les fonds des boucles (23) forment des chambres stabilisatrices au travers desquelles s'effectue un écoulement du fluide de coussin en direction de l'atmosphère, lesdits fonds de boucles étant pourvus d'une multiplicité de trous d'évent (24) de façon que du fluide de gonflage puisse s'échapper pour supprimer toute tendance à des variations localisées de pression

par suite de l'effet Bernoulli.

4.- Appareil selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le système à jupes flexibles (8a) est d'une forme à deux étages, comprenant

un étage supérieur (30) et un étage inférieur (31).

5.- Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est - prévu des moyens (33, 34) pour permettre le passage du fluide de gonflage

de jupe entre lesdits étages (30,31).

6.- Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens (12, 13) permettant de gonfler l'étage supérieur (30)

indépendamment de l'étage inférieur (31).

7.- Appareil selon la revendication 1, 3 ou 4, caractérisé en ce que les fonds des boucles (23d) sont pourvus de buses (61) de manière que du fluide de gonflage de jupe soit déchargé pour former des rideaux de fluide

s'étendant entre les fonds de boucles (23d) et la surface'de réaction-(2).

8.- Appareil selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'un élément de jupe flexible (50) est disposé sur l'extrémité avant de chaque boucle, chaque élément de jupe flexible comprenant une feuille de matériau flexible qui est repliée pour pourvoir l'élément d'une partie extérieure (50a) bordé par deux parties latérales (50b),qui s'étendent vers l'intérieur à partir de la partie extérieure et en direction du

coussin fluidique (3) de l'appareil.

9.- Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les zones intérieures des parties latérales des éléments de jupe flexible

(8, 9) sont fixées sur les éléments porteurs filamentaires (20).

10.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,

utilisable comme véhicule destiné à se déplacer sur la surface de l'eau, caractérisé en ce que, en fonctionnement, les côtés du coussin (3) de support de véhicule sont retenus par deux structures de parois latéralement espacées (7) s'étendant longitudinalement le long des côtés du corps de véhicule (4) suivant une disposition essentiellement parallèle et dirigées vers le bas à partir dudit corps pour plonger dans l'eau et former un joint étanche pour le gaz de coussin, ledit système à jupes flexibles (8, 9) conforme à la présente invention étant utilisé pour retenir le

gaz de coussin au moins à une extrémité de ce dernier (3).

11.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,

caractérisé en ce que ledit système à jupes flexibles (8, 9) s'étend

sur toute la périphérie de l'appareil.

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