FR2664868A1 - Revetement anechouide, en particulier pour coques de navires et de sous-marins. - Google Patents
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Abstract
Revêtement anéchoïde, en particulier pour coques de navires et de sous-marins, comprenant une pluralité d'amortisseurs fluidiques juxtaposés qui comprennent des tubes (10) dans lesquels pénètrent avec jeu des tiges rigides (12) et qui sont remplis d'un fluide incompressible (14), les tubes (10) étant portés par une plaque (16) ayant une impédance acoustique sensiblement égale à celle de l'eau, tandis que les tiges (12) sont portées par une plaque (18) de matière rigide. Ce revêtement est globalement incompressible et donc insensible à la pression extérieure.
Description
REVETEMENT ANECHOIDE, EN PARTICULIER POUR
COQUES DE NAVIRES OU DE SOUS-MARINS
L'invention concerne un revêtement anéchoïde, capable d'absorber sans les réfléchir les ondes sonores émises dans le milieu au contact duquel se trouve le revêtement.
COQUES DE NAVIRES OU DE SOUS-MARINS
L'invention concerne un revêtement anéchoïde, capable d'absorber sans les réfléchir les ondes sonores émises dans le milieu au contact duquel se trouve le revêtement.
En particulier, un tel revêtement peut être utilisé sur les coques de navires de surface et sur celles des sous-marins, pour réduire les risques de détection par sonar.
On a déjà proposé des revêtements de ce type, qui sont essentiellement constitués par des ensembles de petits tubes parallèles juxtaposés et indépendants dont les extrémités sont éventuellement fermées par une membrane ayant une impédance acoustique sensiblement égale à celle du milieu fluide environnant, tel que l'eau par exemple (voir notamment le Brevet Français 2 586 849).
L'inconvénient essentiel de ces dispositifs est qu'ils sont compressibles et qu'ils s'écrasent si l'on exerce sur eux une pression. On comprend que, si ces revêtements sont utilisés pour des coques de sous-marins, leur efficacité va diminuer très rapidement avec la profondeur d'immersion et devient sensiblement nulle dès une centaine de mètres de profondeur.
L'invention a notamment pour but d'éviter cet inconvénient majeur.
Elle propose, à cet effet, un revêtement anéchoïde, en particulier pour coques de navires et de sous-marins, comportant une pluralité de tubes parallèles fermés à l'une de leurs extrémités par une épaisseur de matière ayant une impédance acoustique sensiblement égale à celle du milieu fluide dans lequel se trouve ledit revêtement, celui-ci étant caractérisé en ce que les tubes précités sont associés à des tiges rigides formant piston et pénétrant avec jeu dans les tubes pour constituer avec ceux-ci une pluralité d'amortisseurs fluidiques, qui sont remplis d'un fluide incompressible et qui communiquent les uns avec les autres, les tubes et les pistons étant respectivement portés par deux plaques sensiblement parallèles qui délimitent entre elles un volume relativement plat rempli dudit fluide et fermé de façon étanche, l'une des plaques étant souple et réalisée en matière ayant une impédance acoustique sensiblement égale à celle du milieu dans lequel se trouve le revêtement, tandis que l'autre est une plaque rigide, de sorte qu'une déformation locale de ladite plaque souple entraîne un déplacement de fluide entre amortisseurs fluidiques dans ledit volume.
Le revêtement selon l'invention est ainsi insensible à la pression extérieure et conserve, dans le cas d'un sous-marin, une efficacité constante quelle que soit la profondeur d'immersion. I1 se comporte exactement comme la pleine eau vis-à-vis des ondes sonores lorsque la direction de propagation des ondes sonores n'est pas exactement perpendiculaire au revêtement, et présente en outre l'avantage de ne pas avoir de fréquence propre et d'être susceptible d'absorber et de ne pas réfléchir les ondes sonores, ou plus exactement de se comporter comme de l'eau, pour une large bande de fréquences.
En outre, et accessoirement, l'incompressibilité globale du revêtement évite d'accroître l'instabilité de la balance hydrostatique du sous-marin en plongée.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le fluide incompressible précité a une viscosité très supérieure à celle du milieu fluide environnant et un coefficient de compressibilité sensiblement égal à celui de ce milieu fluide.
La viscosité de ce fluide étant connue, on peut choisir le jeu transversal des tiges dans les tubes et la hauteur des amortisseurs fluidiques pour assurer une adaptation d'impédance acoustique quasi parfaite entre le revêtement et le milieu fluide environnant.
Le revêtement selon l'invention peut se présenter sous forme de panneaux à ceinture étanche, qui sont fixés par leurs plaques de matière rigide extérieurement sur la coque d'un navire ou d'un sous-marin ou autre engin immergé (mines, torpilles, sonars, etc.), tandis que leurs plaques de matière souple sont situées du côté de l'eau.
Dans ces conditions, le revêtement selon l'invention tend à empêcher la détection du navire, du sous-marin ou de l'engin immergé par un sonar.
En variante, les panneaux de revêtement selon l'invention peuvent être fixés par leurs plaques souples sur la coque du navire ou du sous-marin, soit du côté intérieur, soit du côté extérieur, afin d'absorber les vibrations de la coque.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels
la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe transversale d'un revêtement anéchoïde selon l'invention;
la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe transversale d'une coque de sous-marin équipée d'un revêtement selon l'invention.
la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe transversale d'un revêtement anéchoïde selon l'invention;
la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe transversale d'une coque de sous-marin équipée d'un revêtement selon l'invention.
Le revêtement anéchoïde selon l'invention, qui a été représenté schématiquement en figure 1, est constitué essentiellement d'une pluralité d'amortisseurs fluidiques comprenant chacun un petit tube 10 dans laquelle pénètre avec jeu une tige rigide 12, l'amortisseur fluidique contenant un fluide incompressible 14 qui subit un effort de cisaillement lorsque la tige 12 se déplace axialement dans le tube 10.
Les tubes 10 parallèles les uns aux autres, sont portés par une plaque ou nappe 16 de matière souple, ayant une impédance acoustique (produit de la masse volumique de cette matière et de la vitesse du son dans cette matière) qui est sensiblement égale à celle du milieu fluide environnant dans lequel se trouve le revêtement selon l'invention.
Les tiges 12 sont quant à elles portées par une même plaque rigide 18 qui est sensiblement parallèle à la plaque ou nappe souple 16 et qui délimite avec celle-ci, de façon étanche, un volume relativement plat qui est rempli du fluide incompressible 14.
Dans le cas où le revêtement selon l'invention est destiné à une coque de navire ou de sous-marin, le fluide environnant est de l'eau et ladite nappe souple 16 peut être réalisée en un élastomère ayant une impédance acoustique sensiblement égale à celle de l'eau.
Le fluide incompressible 14 remplissant le volume précité est un liquide hyper-visqueux dont le coefficient de compressibilité est sensiblement égal à celui de l'eau. On peut utiliser un liquide ayant une viscosité qui est 10 000 fois supérieure environ à celle de l'eau, par exemple une solution de polymères à haut poids moléculaire tels que polyacrylamide ou trinitrate de cellulose.
Les tubes 10 portés par la nappe ou plaque souple 16 se terminent à distance de la plaque rigide 18 portant les tiges 12, de telle sorte que les amortisseurs fluidiques communiquent librement entre eux, par les bases des tubes 10.
Il s'ensuit que, lorsque la nappe souple 16 est déformée localement, comme indiqué par la ligne en traits pointillés 20, par l'incidence d'une onde sonore, certains tubes 10 se déplacent axialement dans un sens et d'autres tubes 10 se déplacent axialement dans le sens opposé par rapport aux tiges 12, ce qui provoque des déplacements locaux du fluide 14 entre les amortisseurs fluidiques.
Les déplacements-des tubes 10 par rapport aux tiges 12 se traduisent par des efforts de cisaillement du fluide dans les amortisseurs fluidiques. En choisissant correctement le jeu tranversal entre une tige 12 et son tube 10 ainsi que la hauteur des amortisseurs fluidiques, on peut régler, en fonction de la viscosité du fluide 14, l'impédance acoustique du revêtement selon l'invention et l'accorder à peu près exactement sur celle de l'eau environnante.
Dans ces conditions, le revêtement selon l'invention se comporte comme la pleine eau vis-à-vis des ondes sonores.
Comme on l'a représenté schématiquement en figure 2, le revêtement selon l'invention va se présenter en pratique sous forme de panneaux 22 qui vont être fixés, par leurs plaques rigides 18, sur la face extérieure d'une coque 24 de navire ou de sous-marin. Ces panneaux 22 seront contigus et adjacents de façon à recouvrir sensiblement toute la surface de la coque 24.
Ils seront agencés de façon particulière en certains points de la coque pour éviter que leur surface extérieure 16 se trouve exactement perpendiculaire à une onde sonore incidente (cas dans lequel l'efficacité du revêtement selon l'invention diminue beaucoup).
En variante, les panneaux de revêtement selon l'invention peuvent être fixés par leur nappe souple 16 sur la coque 24 du navire ou du sous-marin, soit du côté intérieur, soit du côté extérieur de cette coque, lorsqu'on veut absorber les vibrations de la coque, qui sont de l'ordre du micromètre.
On peut bien entendu inverser la structure qui a été décrite : il est possible de fixer les tiges rigides 12 sur la nappe 16 de matière souple, tandis que les tubes 10 seront portés par la plaque rigide 18.
Avantageusement, l'ensemble des tubes 10 peut être formé d'une structure en nid d'abeille qui est ancrée par une extrémité sur la plaque 16 de matière souple.
Typiquement, les tubes 10 ont un diamètre ou une dimension transversale de l'ordre de quelques millimètres, et une longueur de quelques centimètres.
On prévoit également, de préférence, un système de butées entre les tubes et les tiges, qui n'entravent pas la libre circulation du fluide, mais qui limitent le déplacement relatif maximal entre tube et tige (par exemple des ergots prévus à l'intérieur des tubes et coopérant avec des ergots prévus sur les tiges).
Claims (9)
1. Revêtement anéchoïde, en particulier pour coques de navires et de sous-marins, comprenant une pluralité de tubes (10) parallèles fermés à une de leurs extrémités par une épaisseur de matière ayant une impédance acoustique sensiblement égale à celle du milieu fluide dans lequel se trouve ledit revêtement, caractérisé en ce que les tubes (10) sont associés à des tiges rigides (12) formant pistons et pénétrant avec jeu dans les tubes pour constituer avec ceux-ci une pluralité d'amortisseurs fluidiques qui sont remplis d'un fluide incompressible (14) et qui communiquent les uns avec les autres, les tubes (10) et les tiges (12) étant respectivement portés par deux plaques (16, 18) sensiblement parallèles, qui délimitent entre elles un volume relativement plat rempli dudit fluide (14) et fermé de façon étanche, l'une des plaques étant souple et réalisée en matière ayant une impédance acoustique sensiblement égale à celle du milieu fluide dans lequel se trouve le revêtement, tandis que l'autre plaque est rigide, de telle sorte qu'une déformation locale de ladite plaque souple (16) entraîne un déplacement de fluide entre amortisseurs fluidique dans ledit volume.
2. Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit fluide (14) a une viscosité très supérieure à celle du milieu fluide environnant et un coefficient de compressibilité sensiblement égal à celui de ce milieu fluide, tel par exemple que de l'eau.
3. Revêtement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les dimensions des amortisseurs fluidiques sont déterminées pour assurer, en fonction de la viscosité dudit fluide incompressible (14), une adaptation d'impédance acoustique entre ledit revêtement et le milieu fluide environnant.
4. Revêtement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les amortisseurs flui diques sont reliés entre eux par les extrémités ouvertes des tubes (10).
5. Revêtement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les amortisseurs fluidiques sont sensiblement contigus et adjacents les uns aux autres, et garnissent entièrement ledit volume.
6. Revêtement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par un système de butées entre tubes et tiges, limitant le déplacement maximal relatif des tubes et des tiges.
7. Revêtement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tubes (10) sont constitués par une structure en nid d'abeille fixée sur la plaque (16) de matière souple.
8. Revêtement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme de panneaux à ceintures étanches fixés par leurs plaques (18) de matière rigide extérieurement sur la coque (24) d'un navire ou d'un sous-marin, tandis que leurs plaques (16) de matière souple sont situées du côté de l'eau.
9. Revêtement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme de panneaux à ceintures étanches dont les plaques souples (16) sont fixées sur la coque (24) d'un navire ou d'un sous-marin, soit du côté intérieur, soit du côté extérieur, pour absorber les vibrations de cette coque.
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