FR2630081A1

FR2630081A1 - MAGNETIC DREDGING SYSTEM

Info

Publication number: FR2630081A1
Application number: FR8805142A
Authority: FR
Inventors: Jean Verveur; Jean-Jacques Periou; Germain Guillemin
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1988-04-19
Filing date: 1988-04-19
Publication date: 1989-10-20
Anticipated expiration: 2008-04-19
Also published as: EP0338901A1; DE68902169D1; EP0338901B1; FR2630081B1; DE68902169T2

Abstract

L'invention concerne les systèmes de dragage magnétiques. Elle consiste à utiliser pour générer le champ magnétique voulu un ensemble de solénodes 103 remorqués en parallèle à l'arrière du dragueur de mines 101. Ces solénodes sont de dimensions relativement faibles et sont alimentés 104 par des courants variables qui permettent de simuler le passage d'un navire susceptible de faire exploser les mines à déclenchement magnétique. Elle permet de procéder à un dragage magnétique efficace avec des moyens réduits.The invention relates to magnetic dredging systems. It consists in using, to generate the desired magnetic field, a set of solenodes 103 towed in parallel behind the minesweeper 101. These solenodes are of relatively small dimensions and are supplied 104 by variable currents which make it possible to simulate the passage of '' a vessel liable to detonate magnetically triggered mines. It allows efficient magnetic dredging to be carried out with reduced means.

Description

SYSTEME DE DRAGAGE MAGNETIQUEMAGNETIC DREDGING SYSTEM

La présente invention se rapporte aux systèmes de dragage magnétique qui permettent de détruire les mines sous-marines dont le déclenchement est activé par les variations du champ magnétique dues au bateau à couler. La plupart des bateaux sont en effet construits en fer et comportent en outre de grosses masses ferro-magnétiques, et même si on a réussi à les démagnétiser ils apportent une perturbation importante au champ magnétique terrestre. Il est alors relativement facile de The present invention relates to magnetic dredging systems that can destroy underwater mines whose trigger is activated by the variations in the magnetic field due to the boat to sink. Most of the ships are built of iron and also have large ferro-magnetic masses, and even if they have been demagnetized they bring a significant disturbance to the Earth's magnetic field. It is then relatively easy to

détecter ces perturbations pour faire exploser une mine. detect these disturbances to detonate a mine.

Pour draguer de telles mines, c'est-à-dire pour les faire exploser sans que cela produise des dégâts, il est connu de la demande de brevet européen 0 130 767 de remorquer derrière un dragueur de mines, lui-même particulièrement étudié pour apporter un minimum de perturbation magnétique, un ensemble d'aimants accrochés à un filin. On peut faire varier l'aimantation de ces aimants selon une suite d'incréments, ce qui permet d'imiter relativement grossièrement la répartition spatiale le long de ce dispositif du champ d'un bâtiment de grande dimension, cette répartition étant connue sous le nom de To flirt with such mines, that is to say to detonate them without causing any damage, it is known from the European patent application 0 130 767 to tow behind a minesweeper, itself particularly studied for bring a minimum of magnetic disturbance, a set of magnets hooked to a rope. The magnetization of these magnets can be varied according to a series of increments, which makes it possible to roughly imitate the spatial distribution along this device of the field of a large building, this distribution being known under the name of

signature magnétique.magnetic signature.

Outre le fait que la simulation est loin d'être parfaite, cette méthode nécessite un matériel volumineux et difficilement remorquable, pour couvrir en définitive une surface relativement faible. En effet si la répartition en longueur du champ magnétique doit correspondre à celle d'un bâtiment de type courant, il y a intérêt à ce que la répartition en largeur soit la plus grande possible, puisque la mine ne repère la répartition du champ magnétique que le long du trajet supposé du bâtiment et non pas selon cette largeur, qui est connue sous le nom d'intercept. Cet intercept doit être le plus large possible afin que chaque passage du dragueur détruise les In addition to the fact that the simulation is far from perfect, this method requires bulky equipment and difficult to tow, to ultimately cover a relatively small area. Indeed if the distribution in length of the magnetic field must correspond to that of a building of current type, it is advantageous that the distribution in width is the greatest possible, since the mine does not locate the distribution of the magnetic field that along the supposed path of the building and not along that width, which is known as the intercept. This intercept must be as wide as possible so that each passage of the dredger destroys the

mines dans un chenal lui-même le pîus large possible. mines in a channel as wide as possible.

Dans l'exemple décrit dan. Ia demande de brevet citée en référence, chaque aimant est contenu dans un bidon d'un diamètre de 0,90m x 5m de long, peesRnt 3 tonnes, ce qui ne permet toutefois d'obtenir qu'un moment magnétique relativement faible de 90.000 A/m. Par ailleurs lns variations de l'aiman- tation se font par incréments de 10.000 A/m2 ce qui ne permet qu'une approximation assez grossière do la répartition du champ In the example described in Dan. The patent application cited by reference, each magnet is contained in a can with a diameter of 0.90m x 5m long, weighing 3 tons, which however allows to obtain a relatively low magnetic moment of 90,000 A / m. Moreover, the variations in magnetization are in increments of 10,000 A / m2, which allows only a rough approximation of the distribution of the field.

à imiter.to imitate.

On connaît d'autres méthodes, qui consistent par exemple à remorquer derrière le dragueur un câble électrique parcouru par un courant qui crée un. champ magnétique. Ce câble peut être refermé sur lui-même on utilisant un dispositif permettant de former une boucle de largeur suffisante, ou il peut être ouvert, le courant électrique se refermant alors par l'intermédiaire du milieu marin qui est.onducteur. Outre que la simulation de la signature magnétique est tout à fait grossière, ces méthodes nécessitent en outre des puisances très importantes, de l'ordre du MW, pour couvrir un intercept qui Other methods are known, which consist for example in towing behind the dredger an electric cable traversed by a current that creates a. magnetic field. This cable can be closed on itself using a device for forming a loop of sufficient width, or it can be opened, the electric current then closing through the marine medium which is.onductor. Besides the simulation of the magnetic signature is quite crude, these methods also require very significant strengths, of the order of MW, to cover an intercept that

reste néanmoins relativement faible. nevertheless remains relatively weak.

Pour pallier ces inconvénients, l'invention propose d'utiliser un ensemble de solénoïdes répartis en largeur sur l'intercept désiré et remorqués par lo dragueur de mines à bonne distance. Ces solénoïdes sont alimontés par un courant électrique variable, de manière à ce que les variations du champ magnétique obtenues par ces variaiions de courant simulent le passage d'un navire de la taille désirée, alors que la répartition des solénoïdes dans le sens d'avancement du To overcome these drawbacks, the invention proposes to use a set of solenoids distributed in width over the desired intercept and towed by the minesweeper at a good distance. These solenoids are powered by a variable electric current, so that the variations of the magnetic field obtained by these current variations simulate the passage of a vessel of the desired size, while the distribution of the solenoids in the direction of advancement. of

dragueur est pratiquement ponctuelle. Flirty is practically punctual.

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

apparaîtront clairement dans la description suivante faite à will be made clear in the following description made in

titre d'exemple non limitatif en regard des figures annexées qui représentent - la figure 1, une vue do dessus d'un dragueur de mines remorquant un système selon l'invention; et As a nonlimiting example with reference to the appended figures which represent - Figure 1, a top view of a minesweeper towing a system according to the invention; and

- la figure 2, un schéma d'un dispositif d'alimen- FIG. 2, a diagram of a power supply device

tation du système de la figure 1.the system of Figure 1.

On a représenté sur la figure 1 un dragueur de mines 101 qui remorque, à l'aide de câbles 102, un ensemble de trois bidons 103 qui renferment des solénoïdes alimentés par un dispositif électronique 104 situés à bord du dragueur 101. Les courants nécessaires circulent entre cet équipement et les solénoïdes par l'intermédiaire des cAbles de remorquage. La distance d1 entre le dragueur et les bidons est d'environ 400m afin d'éviter toute confusion entre le champ magnétique résiduel du dragueur et celui des solénoïdes et d'empêcher le dragueur d'être atteint par l'explosion des mines lorsqu'elle se FIG. 1 shows a minesweeper 101 which, by means of cables 102, tows a set of three cans 103 which contain solenoids fed by an electronic device 104 located on board the dredger 101. The necessary currents circulate. between this equipment and the solenoids via the towing cables. The distance d1 between the dredger and the drums is approximately 400m in order to avoid any confusion between the residual magnetic field of the dredger and that of the solenoids and to prevent the dredger from being affected by the explosion of the mines when himself

déclenchent sous l'action des solénoïdes. trigger under the action of solenoids.

Les bidons 103 sont maintenus écartés les uns des autres par une barre transversale 105 qui les maintient séparés d'une largeur 1, correspondant à l'intercept de chacun des bidons. On obtient ainsi un intercept égal à 3 1, qui proportionnellement à la masse du solénoide et à l'intensité consommée dans celui-ci est considérablement supérieur à celui The cans 103 are held apart from each other by a transverse bar 105 which keeps them separated by a width 1, corresponding to the intercept of each of the cans. This results in an intercept equal to 3 1, which proportionally to the mass of the solenoid and the intensity consumed in it is considerably greater than that

qui serait obtenu par un solénoïde unique. which would be obtained by a single solenoid.

En outre un quatrième bidon 106 est remorqué derrière le bidon central à une distance d2 d'environ 450m du dragueur. Ce quatrième bidon contient un simulateur de bruit qui permet de leurrer les mines fonctionnant A partir de la réception des bruits acoustiques des lbanteaux. De plus les mines *25 les plus sophistiquées, qui déterminent la corrélation entre la signature magnétique d'un bâtiment et sa signature acoustique peuvent également être déclenchées par ce système de dragage combiné. En utilisant un conducteur d'aluminium d'une section de 5 x 10mm2, on a réalisé un solénoïde comportant 3.960 tours dont le diamètre extérieur est de 0,90m et la longueur totale de 4,38m. La résistance de co solénoïde est de 5,70 ohms et son inductance de 4,5 H. L'utilisation de l'aluminium a permis d'obtenir pour ce dispositif un poids inférieur à 1. 700 kg, ce qui correspond à un gain do masse par rapport au cuivre pour un même moment magnétique dans un rapport de 1,77. En alimentant ee solénoïde avec un amplificateur de kW débitant 80 A/500V, on obtient un moment magnétique de 167.000 A/m qui permet d'obtenir pour un seul solénoïde un intercept I supérieur à lOOm. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'intercept total de dragage 3! est donc au moins égal à 300m. L'utilisation de N solénoïde on parallèle permet, au point de vue énergétique, d'obtenir une diminution de puissance dans un rapport de 1/N2, c'est-A-dire dans l'exemple décrit dans un rapport 9. De même la tatille et la masse des N solénoïdes sont au total bien plus réduites que la taille et la masse d'un solénoïde unique ayant le même intercept. En effet compte tenu d'effets annexes, des calculs et des essais menés en vue d'utiliser un solénoïde unique ont montré qu'il faudrait construire un dispositif volumineux, très pesant et consommant environ 1 Mégawatt d'énergie pour obtenir le même résultat In addition, a fourth can 106 is towed behind the central can at a distance d2 of about 450m from the dredger. This fourth can contains a noise simulator that allows to lure mines operating from the reception of acoustic noise of the lambs. In addition, the most sophisticated mines * 25, which determine the correlation between the magnetic signature of a building and its acoustic signature, can also be triggered by this combined dredging system. Using an aluminum conductor of a section of 5 x 10mm2, a solenoid was realized with 3,960 turns whose external diameter is 0,90m and the total length of 4,38m. The co solenoid resistance is 5.70 ohms and its inductance 4.5 H. The use of aluminum has resulted in this device weighing less than 1. 700 kg, which corresponds to a gain of mass relative to copper for the same magnetic moment in a ratio of 1.77. By supplying the solenoid with a kW amplifier delivering 80 A / 500 V, a magnetic moment of 167,000 A / m is obtained which makes it possible to obtain for an only solenoid an intercept I greater than 100 m. In the example shown in FIG. 1, the total dredging intercept 3! is at least equal to 300m. The use of N solenoid or parallel allows, from the energy point of view, to obtain a power reduction in a ratio of 1 / N2, that is to say in the example described in a report 9. Similarly the tillage and the mass of the N solenoids are in total much smaller than the size and mass of a single solenoid having the same intercept. Indeed, given the additional effects, calculations and tests conducted to use a single solenoid have shown that it would build a bulky device, very heavy and consuming about 1 megawatt of energy to achieve the same result

qu'avec les trois solénoïdes décrits ci-dossus. than with the three solenoids described above.

Un tel dispositif permet en outre de simuler les champs magnétiques alternatifs qui existent sur tous les bâtiments, quelles que soient les précautions prises. En effet par exemple le simple mouvement des hélices dans l'eau de mer, qui est conductrice, Induit des champs magnétiques alternatifs ayant des fréquences de l'ordre du Hertz qui, bien que faibles, sont parfaitement détectables comme caractéristiques d'un bâtiment pour commander la mise à feu d'une mine magnétique Such a device also makes it possible to simulate the alternating magnetic fields that exist on all buildings, regardless of the precautions taken. Indeed, for example, the simple movement of the propellers in the seawater, which is conductive, induces alternating magnetic fields having frequencies of the order of the Hertz which, although weak, are perfectly detectable as characteristics of a building for command the firing of a magnetic mine

permettant de détecter de tels champs. to detect such fields.

Le dispositif ainsi décrit permet de bobiner à côté du solénoïde principal un solénoïde secondaire destiné à être alimenté en courant alternatif pour simuler ces champs magnétiques alternatifs. Un tel solénoïde peut être réalisé par exemple à partir d'un fil de 2mm2 de section bobiné selon 158 The device thus described allows to wind next to the main solenoid a secondary solenoid to be supplied with alternating current to simulate these alternating magnetic fields. Such a solenoid can be made for example from a wire of 2mm2 of section wound according to 158

tours sur un diamètre de 0,90m et sur une longueur de 0,35m. turns on a diameter of 0.90m and on a length of 0.35m.

La résistance d'un tel solénoïde est de 3 ohms et son inductance de 0,09 H. En l'alimentant avec un courant alternatif de 10 A on obtient un moment magnétique sensiblement égal à 1.000 A/m2, qui est d'une intensité tout à fait suffisante pour permettre de simuler les champs alternatifs d'un bâtiment de taUle convenable. Le chiffre de 1.700 kg cité plus haut comprend le poids de ce solénoïde destiné à produire un champ alternatif. On a représenté sur la figure 2 un exemple de réalisation des circuits de commande de 3 solénoïdes 201 à 203 The resistance of such a solenoid is 3 ohms and its inductance of 0.09 H. By supplying it with an alternating current of 10 A, a magnetic moment substantially equal to 1000 A / m2 is obtained, which is of an intensity quite sufficient to simulate the alternative fields of a suitable building. The figure of 1,700 kg mentioned above includes the weight of this solenoid intended to produce an alternating field. FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the control circuits of 3 solenoids 201 to 203

mis en parallèle comme sur la figure 1. paralleled as in Figure 1.

Un générateur de fonctions 204 délivre une tension qui représente la forme du champ magnétique à obtenir, compte tenu des caractéristiques du bâtiment à simuler et de la vitesse du dragueur de mines 101. Le signal do sortie de ce générateur évolue très lentement en fonction du temps et il est donc A function generator 204 delivers a voltage which represents the shape of the magnetic field to be obtained, taking into account the characteristics of the building to be simulated and the speed of the minesweeper 101. The output signal of this generator evolves very slowly as a function of time. and so it is

appliqué à des amplificateurs 205 A 207 dont les carac- applied to amplifiers 205 to 207 whose characteristics

téristiques en très basse fréquence sont adaptées à la vitesse de variation de ce signal. Ces amplificateurs sont reliés respectivement aux solénoïdes 201 à 203 et il est connu dans l'art de réaliser de tels amplificateurs permettant de délivrer la puissance nécessaire sur l'impédanco de ces solénoïdes avec Very low frequency characteristics are adapted to the speed of variation of this signal. These amplifiers are respectively connected to the solenoids 201 to 203 and it is known in the art to make such amplifiers to deliver the necessary power on the impedance of these solenoids with

un signal qui varie très lentement en fonction du temps. a signal that varies very slowly with time.

Par ailleurs un générateur clo fréquences 208 délivre un ensemble de fréquences qui correspondent aux différents champs alternatifs qui seraient délivrés par le bâtiment dont il faut simuler la présence. Ces fréquences sont appliquées à des amplificateurs basse fréquence 209 à 211 dont les sorties sont reliées aux bobinages adéquats des solénoïdes 201 à 203. Ces amplificateurs sont adaptés en fréquence et en puissance aux caractérisques des bobinages auxquels ils sont reliés et sont d'une technique plus classique que celle des amplificateurs 205 Moreover, a clo frequency generator 208 delivers a set of frequencies that correspond to the different alternating fields that would be delivered by the building whose presence must be simulated. These frequencies are applied to low frequency amplifiers 209 to 211, the outputs of which are connected to the appropriate windings of the solenoids 201 to 203. These amplifiers are adapted in frequency and power to the characteristics of the windings to which they are connected and are of a more technical nature. classic than that of amplifiers 205

à 207.at 207.

Le système ainsi décrit permet donc un dragage très efficace d'un champ de mines sur une largeur importante avec des moyens remarquablement réduits tant en masse qu'en The system thus described allows a very effective dredging of a minefield over a large width with remarkably reduced means both in mass and

puissance dissipée.power dissipated.

Claims

1. Magnetic dredging system comprising a dredger (101) towing a device for simulating the magnetic field of a vessel of specific characteristics, characterized in that this device comprises a set of solenoids (103) towed in parallel and fed (104) by a variable electric current which makes it possible to vary in time the magnetic field emitted by the solenoids so as to simulate the passage of a ship having said determined characteristics.

2. System according to claim 1, characterized in that it comprises 3 solenoids (103) separated from each other by a distance substantially equal to 100 m, and that these solenoids have a magnetic moment substantially equal to

167,000 A / m2.

3. System according to claim 2, characterized in that these solenoids (103) are formed of a conductor wound in a coil having substantially 3,960 turns of a diameter substantially equal to 0,9m and of a substantially

equal to 4.38m.

4. System according to any one of claims 1

at 3, characterized in that the solenoids are made with a

aluminum conductor.

5. System according to claim 4, characterized in that the conductor has a section substantially equal to

5 x 10mm2.

6. System according to any one of claims 1

to 5, characterized in that each solenoid further comprises a secondary solenoid to be supplied by an alternating current to simulate the alternating field of the ship

certain characteristics.

7. System according to claim 6, characterized in that said secondary solenoid is formed of a wound conductor substantially I58 turns on a diameter substantially equal to

0.9m and a length substantially equal to 0.35m.

8. System according to any one of claims 1

at 7, characterized in that each main solenoid is supplied with a current of up to 80 A at a voltage of 500 V.