FR2503083A2

FR2503083A2 - PROPULSION AND STEERING DEVICE OF A VESSEL

Info

Publication number: FR2503083A2
Application number: FR8106936A
Authority: FR
Inventors: Jean-Paul Charbonnier
Original assignee: MANCHE ATEL CHANTIERS
Current assignee: MANCHE ATEL CHANTIERS
Priority date: 1980-08-29
Filing date: 1981-04-07
Publication date: 1982-10-08
Also published as: IT1143411B; DK190982A; AU7530181A; WO1982000812A1; ES8206329A1; NO821337L; JPS57501475A; OA06880A; BR8108768A; ES504812A0; EP0058682A1; IT8149115A0; GR78958B

Abstract

Monohull motor boat comprising a motor (2) for actuating a propeller (3) and an air hose (4) to inject air under the rear part of the hull (8) through a nozzle (7). The propeller (3) is located before the air blowing area to allow its operation in a dense medium, without any risk of cavitation and damaging shocks. Application to motor boats of any tonnage.

Description

La présente addition concerne un dispositif de pro-This addition concerns a device for

pulsion et de direction d'un navire du genre de celui reven- drive and direction of a resale-type ship

diqué au brevet principal.dicated to the main patent.

Suivant le brevet principal, ce dispositif est essen- According to the main patent, this device is essential

tiellement caractérisé par le fait que le propulseur est tily characterized by the fact that the propellant is

situé à l'avant du navire, en combinaison avec le fait de mé- located at the bow of the ship, in combination with the fact of-

nager un matelas d'air sous le fond pour faciliter l'avance- swim an air mattress under the bottom to facilitate advance-

ment. Pour assurer la mise en place de ce matelas, le brevet principal prévoit de donner au fond une forme généralement is lying. To ensure the installation of this mattress, the main patent plans to give the bottom a shape generally

concave vers le bas.concave down.

Etant donné l'importance de ce matelas, il est néces- Given the importance of this mattress, it is necessary

saire qu'il soit aussi bien réparti que possible sur le fond du navire. D'autre part, sur les navires de fort tonnage, qui ne déjaugent que très peu en marche, le problème du frottement Make sure it is as evenly distributed as possible on the bottom of the ship. On the other hand, on large tonnage ships, which do not plan very little in progress, the problem of friction

de l'eau sur les flancs n'est pas résolu. water on the sides is not resolved.

La présente addition vise à réaliser le matelas d'air de façon améliorée pour résoudre de façon plus complète le The present addition aims to achieve the air mattress in an improved manner to more fully resolve the

problème posé dans le brevet principal. problem in the main patent.

Suivant la présente addition, le dispositif de propul- According to this addition, the propulsion device

sion et de direction d'un navire est conforme à celui décrit dans le brevet principal, et le fond du navire présente une concavité dirigée vers le bas. Ce dispositif est caractérisé sion and direction of a ship conforms to that described in the main patent, and the bottom of the ship has a concavity directed downwards. This device is characterized

en ce qu'il comprend deux quilles latérales creuses s'éten- in that it comprises two hollow side pins extending

dant de part et d'autre du fond, reliées à des moyens de soufflage et percées de trous sur leur paroi faisant face au on either side of the bottom, connected to blowing means and pierced with holes on their wall facing the

plan médian longitudinal du navire. longitudinal median plane of the ship.

Au lieu d'avoir tendance à se localiser au centre de Instead of tending to locate in the center of

la concavité, c'est-à-dire au voisinage du plan médian longi- concavity, that is to say in the vicinity of the median plane longi-

tudinal du navire, l'air, qui est soufflé à partir des bords, tudinal of the ship, the air, which is blown from the edges,

tapisse régulièrement le fond du navire, sans favoriser abu- regularly lines the bottom of the ship, without promoting abu-

sivement la zone centrale.the central area.

Suivant une réalisation préférée de l'invention, les According to a preferred embodiment of the invention, the

quilles sont également percées de trous sur leurs parois fai- pins are also pierced with holes on their walls

sant face à l'extérieur du navire, en vue de ménager également une couche d'air sur les flancs du navire. Ces flancs sont sant facing the outside of the ship, in order to also provide a layer of air on the sides of the ship. These flanks are

alors avantageusement inclinés, de bas en haut, vers l'exté- then advantageously inclined, from bottom to top, outwards

rieur de ce navire, pour maintenir la couche d'air appliquée laughter of this ship, to keep the layer of air applied

contre eux.against them.

Suivant une réalisation perfectionnée de l'invention, le fond du navire présente un redan situé à l'avant, en arrière du propulseur, et faisant face à l'arrière du navire, According to an improved embodiment of the invention, the bottom of the ship has a step located at the front, aft of the propellant, and facing the rear of the ship,

ce redan étant percé de trous reliés aux moyens de soufflage. this step being pierced with holes connected to the blowing means.

D'autres particularités et avantages de l'invention Other features and advantages of the invention

ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre. will emerge further from the detailed description which follows.

Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: la figure 1 est une vue en élévation d'un navire équipé d'un dispositif conforme à l'invention; la figure 2 est une de la figure 1; la figure 3 est une de la figure 2; la figure 4 est une quille avec arraché partiel; 20. la figure 5 est une variante de réalisation; la figure 6 est une navire équipé d'un dispositif coupe transversale suivant II-II coupe en plan suivant III-III vue à grande échelle d'une fausse vue en coupe du redan suivant une vue en coupe longitudinale d'un conforme à l'invention, dans une autre forme de réalisation, le navire étant au repos sur l'eau; 25. la figure 7 est une vue analogue à la figure 6, le navire étant en marche; la figure 8 est une vue en plan suivant VIII-VIII de la figure 6; la figure 9 est une vue en coupe transversale, avec perspective, suivant IX- IX de la figure 6; la figure 10 est une vue en plan d'un catamaran équipé d'un dispositif conforme à l'invention; la figure 11 est une vue en plan d'un catamaran équipé d'un dispositif conforme à l'invention, dans un autre mode de réalisation; la figure 12 est une vue en coupe suivant XII- XII In the accompanying drawings, given by way of nonlimiting examples: FIG. 1 is an elevation view of a ship fitted with a device according to the invention; Figure 2 is one of Figure 1; Figure 3 is one of Figure 2; Figure 4 is a keel with partial cutaway; 20. Figure 5 is an alternative embodiment; Figure 6 is a vessel equipped with a cross section device along II-II section in plan along III-III large-scale view of a false sectional view of the step according to a longitudinal section view of a according to invention, in another embodiment, the ship being at rest on the water; 25. Figure 7 is a view similar to Figure 6, the ship being in motion; Figure 8 is a plan view along VIII-VIII of Figure 6; Figure 9 is a cross-sectional view, with perspective, along line IX-IX of Figure 6; Figure 10 is a plan view of a catamaran equipped with a device according to the invention; Figure 11 is a plan view of a catamaran equipped with a device according to the invention, in another embodiment; Figure 12 is a sectional view along XII-XII

de la figure 11, à plus grande échelle. of Figure 11, on a larger scale.

En référence aux figures 1 à 3, un navire 1 présente Referring to Figures 1 to 3, a ship 1 has

un fond concave 2 limité sur ses côtés par des quilles creu- a concave bottom 2 limited on its sides by hollow pins

ses 3. Ces quilles présentent des orifices 4 (figure 4) fai- sant face au plan médian longitudinal 5 du navire et munis ses 3. These keels have orifices 4 (FIG. 4) facing the longitudinal median plane 5 of the ship and provided

d'ajutages 6 dirigés à 450 vers l'arrière du navire et légè- of nozzles 6 directed 450 aft of the ship and light-

rement vers le haut de manière à être approximativement pa- upwardly so as to be approximately

rallèles au fond concave 2 au voisinage des bords de ce fond. parallel to the concave bottom 2 in the vicinity of the edges of this bottom.

Des orifices 7 sont également pratiqués dans les quilles 3 sur les parois faisant face à l'extérieur du navire et sont munis d'ajutages 8 dirigés sensiblement parallèlement aux flancs 9 du navire et à 45 vers l'arrière. Les flancs 9 du navire sont eux-mêmes inclinés, allant en s'évasant vers Holes 7 are also made in the pins 3 on the walls facing the outside of the ship and are provided with nozzles 8 directed substantially parallel to the sides 9 of the ship and 45 to the rear. The sides 9 of the ship are themselves inclined, widening towards

le haut (figure 2).the top (Figure 2).

Les quilles 3 sont reliées par des tuyauteries à des The pins 3 are connected by pipes to

compresseurs 1i (figure 2) logés dans le navire. 1i compressors (Figure 2) housed in the ship.

Un redan creux 12 transversal est situé à l'avant du navire. Il fait face vers l'arrière du navire et est situé, par rapport au sens de marche normal du navire, en arrière de l'hélice propulsive 13 et des safrans du gouvernail 14. Le redan 12 est en communication avec les compresseurs 11 et il A hollow transverse step 12 is located at the front of the ship. It faces towards the rear of the ship and is located, with respect to the normal direction of travel of the ship, behind the propeller 13 and the rudder rudders 14. The step 12 is in communication with the compressors 11 and it

est muni d'ajutages 15 dirigés vers l'arrière. is provided with nozzles 15 directed towards the rear.

Suivant une variante de réalisation, le redan comprend (figure 5) une poutre creuse transversale 16 enveloppant un According to an alternative embodiment, the step comprises (FIG. 5) a transverse hollow beam 16 enveloping a

décalage entre la partie arrière concave du fond 2 et la par- offset between the concave rear part of the bottom 2 and the

tie avant. Chacune de ces parties du fond est munie d'une lèvre pénétrant dans la poutre 16. La lèvre inférieure 17 est fixe et la lèvre supérieure 18 est mobile par glissement sur le fond 2, de manière à pouvoir faire varier l'espace tie before. Each of these parts of the bottom is provided with a lip penetrating into the beam 16. The lower lip 17 is fixed and the upper lip 18 is movable by sliding on the bottom 2, so as to be able to vary the space

entre les lèvres, qui détermine la section de soufflage. between the lips, which determines the blowing section.

Dans chacune des quilles 3 (figure 4) est situé un In each of the pins 3 (Figure 4) is located a

arbre axial 19 qui porte, en face de chaque trou 4, un tam- axial shaft 19 which carries, opposite each hole 4, a tam-

bour 21 percé d'un trou 22 formant obturateur. L'arbre 19 porte une hélice 23 animée par le débit d'air soufflé dans bour 21 pierced with a hole 22 forming a shutter. The shaft 19 carries a propeller 23 driven by the flow of air blown into

la quille de manière à faire fonctionner le tambour 21 en obturateur périodique. the keel so as to operate the drum 21 as a periodic shutter.

Les quilles 3 se prolongent au-delà du redan, en 3a (figure 3) jusqu'à l'étrave, mais, à partir du redan, elles ne comportent plus d'orifice et d'ajutages The pins 3 extend beyond the step, in 3a (figure 3) to the stem, but, from the step, they no longer have an orifice and nozzles

dirigés vers l'intérieur.directed inward.

Tout le long du navire, et en particulier dans la région de l'étrave, l'inclinaison des flancs sur la verticale est très faible, juste nécessaire pour coller à la paroi les bulles de soufflage, mais sans introduire d'effet deportance All along the ship, and in particular in the region of the bow, the inclination of the sides on the vertical is very small, just necessary to stick the air bubbles to the wall, but without introducing a significant effect

dynamique notable.notable dynamics.

Enfin, au-dessus de la ligne de flottaison, les flancs et l'étrave changent Finally, above the waterline, the flanks and the bow change

de pente en s'éloignant davantage de la verticale, suivant 9a et 10. slope away further from the vertical, according to 9a and 10.

En fonctionnement, l'air soufflé à partir des divers ajutages constitue, sous le fond 2, un matelas bien réparti, ainsi que le long des flancs 9, de sorte que la majeure partie de la coque se trouve ainsi "lubrifiée" par l'air. Cependant, l'hélice 13 fonctionne en pleine eau, en dehors du matelas d'air, et n'est ainsi In operation, the air blown from the various nozzles constitutes, under the bottom 2, a well distributed mattress, as well as along the sides 9, so that the major part of the shell is thus "lubricated" by the air. However, the propeller 13 operates in open water, outside the air mattress, and is therefore not

soumise à aucun risque de cavitation ou de choc qui pourrait la détériorer. subject to any risk of cavitation or shock which could deteriorate it.

Cela est dû au fait que le fond, dans la région de l'hélice et dans la partie située en avant, n'est plus le siège d'un matelas d'air, le soufflage vers This is due to the fact that the bottom, in the propeller region and in the forward part, is no longer the seat of an air mattress, the blowing towards

l'intérieur n'existant pas.the interior does not exist.

En outre, la direction des ajutages présentant une composante dirigée In addition, the direction of the nozzles having a directed component

vers l'arrière, le soufflage coopère à l'avancement. towards the rear, the blowing cooperates with advancement.

Si le navire a tendance à s'enfoncer, les parties élargies 9a et 10, en s'immergeant, présentent immédiatement une plus grande résistance à l'enfoncement. On a trouvé que la réalisation saccadée du soufflage, grâce au dispositif d'obturation périodique, améliorait le rendement. La fréquence utilisée est comprise entre 0,1 et If the vessel tends to sink, the widened parts 9a and 10, when immersed, immediately exhibit greater resistance to sinking. It has been found that the jerky execution of the blowing, thanks to the periodic shutter device, improves the yield. The frequency used is between 0.1 and

3 Hz ou entre 10 et 30 Hz.3 Hz or between 10 and 30 Hz.

Il est évident que l'air de soufflage peut être rem- It is obvious that the supply air can be replaced

placé par tout produit gazeux, par exemple par les gaz d'é- placed by any gaseous product, for example by exhaust gases

chappement du moteur de propulsion.propulsion engine exhaust.

L'invention prévoit encore avantageusement de relier les quilles 3 à des réservoirs de produit de nettoyage pour The invention also advantageously provides for connecting the pins 3 to reservoirs of cleaning product for

permettre le carénage en haute mer. allow fairing on the high seas.

De même, au lieu d'être uniformément concave, le fond Similarly, instead of being uniformly concave, the bottom

2 peut être composé de cannelures concaves. 2 can be made up of concave grooves.

On va maintenant décrire une autre forme de réalisa- We will now describe another form of realization.

tion de l'invention, plus particulièrement destinée à des tion of the invention, more particularly intended for

navires rapides de faible tonnage.fast, light tonnage vessels.

En référence aux figures 6 à 8, un navire 101 comprend un fond 102 concave et il est muni d'une hélice propulsive 103 With reference to FIGS. 6 to 8, a ship 101 comprises a concave bottom 102 and it is provided with a propellant propeller 103

située à l'avant et actionnée par un moteur 104. located at the front and powered by a 104 motor.

A l'arrière, de chaque côté du navire sont- fixées deux plaques latérales 105, inclinées vers le haut d'avant en arrière. Par rapport au plan d'eau quand le navire est au repos (figure 6), leur inclinaison est de 18', mais elle peut Aft, on each side of the ship, are fixed two side plates 105, inclined upwards from front to back. Relative to the water when the ship is at rest (Figure 6), their inclination is 18 ', but it can

être comprise entre 15 et 200.be between 15 and 200.

En fonctionnement, la poussée de l'hélice exerce un couple qui tend à faire déjauger l'avant du navire (figure 7), et les plaques 105 viennent alors sensiblement se confondre In operation, the thrust of the propeller exerts a torque which tends to make the front of the ship plan (Figure 7), and the plates 105 then substantially merge.

avec la surface de l'eau, le navire reposant alors essentiel- with the surface of the water, the ship resting then essential-

lement sur trois points, ce qui permet une évolution à grande on three points, which allows a great evolution

vitesse avec une bonne stabilité.speed with good stability.

Des panneaux verticaux 106 sont disposés transversale- Vertical panels 106 are arranged transversely.

ment sous le fond pour fractionner et stabiliser le matelas under the bottom to split and stabilize the mattress

d'air provoqué par le déjaugeage. Ces panneaux sont consti- air caused by planing. These panels are made up of

tués par des feuilles de matière plastique relativement rai- killed by relatively rare plastic sheets

des enroulées autour de tambours 107 (figure 9) et traversant le fond 2 par des moyens d'étanchéité d'un type connu. En manoeuvrant le tambour, on peut faire descendre plus ou moins wrapped around drums 107 (Figure 9) and crossing the bottom 2 by sealing means of a known type. By maneuvering the drum, we can lower more or less

le panneau.the panel.

L'hélice peut être remplacée par un propulseur à réac- The propeller can be replaced by a jet engine.

tion. Dans ce cas, ce propulseur comporte avantageusement des tion. In this case, this propellant advantageously includes

moyens d'éjection de gaz vers l'avant pour favoriser la forma- means for throwing gas forward to promote the formation

tion du matelas gazeux.tion of the gas mattress.

On va maintenant décrire une autre forme de réalisation We will now describe another embodiment

de l'invention, applicable aux navires à deux coques. of the invention, applicable to ships with two hulls.

En référence à la figure 10, un navire 201 est formé de deux coques 202 réunies par une barre de liaison avant 203 et une barre de liaison arrière 204. Sur la barre avant, entre les coques, et respectivement au voisinage de celles-ci sont fixés deux moteurs 205 actionnant les hélices 206. On a trouvé Referring to Figure 10, a ship 201 is formed of two hulls 202 joined by a front link bar 203 and a rear link bar 204. On the front bar, between the hulls, and respectively in the vicinity of these are fixed two motors 205 actuating the propellers 206. We have found

que cette disposition annihilait les effets de la vague d'é- that this provision annihilated the effects of the wave of

trave entre les coques.trave between the hulls.

Suivant une autre forme de réalisation (figures 11 et 12), la barre de liaison avant est constituée par un caisson 207 ouvert à l'avant et à l'arrière et renfermant une aile 208 articulée à son tiers avant sur une barre 209 animée d'un mouvement alternatif par un moteur 211. Cette aile, décrite According to another embodiment (Figures 11 and 12), the front link bar is constituted by a box 207 open at the front and at the rear and containing a wing 208 articulated at its front third on a bar 209 animated by reciprocating movement by a motor 211. This wing, described

en détail dans le brevet français 1 418 806,possède les carac- in detail in French patent 1,418,806, has the characteristics

téristiques d'une aile planante et s'incline spontanément de façon A former, avec le caisson, un coin d'eau qui est chassé of a planing wing and inclines spontaneously so as to form, with the box, a wedge of water which is driven

vers l'arrière.rearward.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exem- Of course, the invention is not limited to the examples

ples décrits mais couvre toute variante technologique à la ples described but covers any technological variant to the

portée de l'homme de l'art.scope of the skilled person.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1. Propulsion and steering device of a

vessel, according to one of claims 1 to 7, 15 or 16,

of the main patent, the bottom of the ship presenting a conca-

downward-facing portion, characterized in that it comprises two hollow lateral pins (3) extending on either side of the bottom (2), connected to blowing means (11) and pierced with holes (4 ) on their wall facing the plane

longitudinal median (5) of the ship.

2. Device according to claim 1 of this addition, characterized in that the pins (3) are also pierced with holes (7) on their walls making

facing the outside of the ship.

3. Device according to claim 2 of this addition, characterized in that the sides (9) of the ship are inclined, from bottom to top, towards the outside of this ship.

4. Device according to one of claims 1

to 3 of this addition, characterized in that the bottom (2) of the ship has a step (12,16) located at the front, behind the propellant (13), and facing the rear of the ship, this step being provided with gas ejection means (15)

connected to the blowing means (11).

5. Device according to claim 4 of the

present addition, characterized in that the ejection means

gas of the step (12) include nozzles (15) direct

towards the stern of the ship.

6. Device according to claim 4 of the

present addition, characterized in that the ejection means

gas of the step (16) include two lips (17,18)

extending transversely to the ship, one (18) being mo-

bile compared to the other (17).

7. Device according to one of claims 1

to 6, of the present addition, characterized in that the bottom of the vessel has longitudinal grooves sparing

between them concavities directed downwards.

8. Device according to one of claims 1

to 7 of this addition, characterized in that the holes

(4,7) formed in the hollow keels (3) are provided with

tabs (6,8) directed obliquely towards the rear of the ship.

9. Device according to one of claims 1 to 8 of this

addition, characterized in that, above the waterline, the sides (9) of the ship and the bow have parts (9a, 10) more inclined with respect to

vertical than the parts below the waterline.

10. Device according to one of claims 1 to 9 of this

addition, characterized in that the pins (3) extend towards the front of the ship, beyond the step (12), without including in this region blowing orifices

directed inward.

He. Device according to one of claims 1

àlO of the present addition, characterized in that each hole (4,7) of the hollow pins (3) is provided with a movable shutter (21) connected to motor means (19,23) to discover

this hole periodically.

12. Device according to claim il of the present addition, characterized in that the motor means of the movable shutters (21) comprise a reel (23) placed in the keel (3) to be actuated in rotation by

the supply air flow.

13. Device according to one of claims 1

to 12 of this addition, characterized in that the

keels (3) can be selectively connected to tanks

see hull cleaning products.

14. Device according to one of claims 1

to 7, 15 or 16 of the main patent, characterized in that it comprises, a single propellant (103) located at the front and two side plates (105) fixed at the rear and inclined, towards the rear, from bottom to top relative to the body of water when the

ship is stopped on the water.

15. Device according to claim 14 of the present addition, characterized in that the inclination of the plates (105) relative to the water body is between

and 200.

16. Device according to claim 15 of the present addition, characterized in that it comprises at least one panel (106) substantially vertical in the rest position of the ship, transverse to the axis of advance of the ship and

movable along its plane through the bottom (102) of the ship.

17. Device according to one of claims14

to 16 of this addition, characterized in that the pro-

blower includes a propeller (103).

18. Device according to one of claims 14

to 16 of this addition, characterized in that the pro-

blower includes a rear gas jet reactor

of the ship.

19. Device according to claim 18 of the present addition, characterized in that the reactor comprises

furthermore means for ejecting gas towards the front of the ship.

20. Propulsion and steering device for a ship

vire, in accordance with claim 1 of the main patent, applicable

cable to a ship with two hulls joined by transverse connecting bars (203,204) one of which (203) is located

in the fore half of the ship, characterized in that it comprises

takes at least one propellant attached to this bar (205,207).

21. Device according to claim 19 of the

present addition, characterized in that it comprises two pro-

propeller blowers (205) attached to the link bar (203) at the

vicinity of the hulls (202).

22. Device according to claim 17 of the

present addition, characterized in that it comprises a pro-

planing wing blower (208) movable in a box (207)

extending along at least a portion of the tie bar.