FR2697963A1 - Barrière acoustique. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne les barrières acoustiques qui fonctionnent dans un milieu liquide, généralement la mer. L'invention utilise ici un système d'équipression et elle consiste en un ensemble constitué par: - Une lame vivrante (1) - Une lame vibrante (2) - Une enveloppe élastomérique (5) Cette invention permet une utilisation de fonctionnement en trés basse fréquence inférieur au Khz. Cette invention permet également: - De diminuer les coûts de réalisation - De travailler par de très fortes immersions - De diminuer l'encombrement de la barrière acoutique classique. - De diminuer la masse ajoutée au batiment porteur.
Description
BARRIERE ACOUSTIQUE
La présente invention concerne les barrières acoustiques basse fréquence, qui fonctionnent dans un milieu liquide , généralement de l'eau de mer et peuvent entre soumise & des pressions hydrostatiques importantes.
La présente invention concerne les barrières acoustiques basse fréquence, qui fonctionnent dans un milieu liquide , généralement de l'eau de mer et peuvent entre soumise & des pressions hydrostatiques importantes.
Généralement en acoustique sous-marine les antennes acoustiques sont placées très près des coques ( sauf pour le cas des antennes remorquées ).Les antennes d'écoute sont sensibles à tous les
bruits parasites Pour en citer quelques uns, nous avons
- Les bruits d'écoulement qui proviennent du déplacement de l'eau sur les coques des batiments porteurs
- Les bruits de mer & cause de l'état d'agitation moléculaire , de l'état de la mer et bien d'autres facteurs
- Les bruits du batiment porteur
Un des bruits parasites le plus gênant est encore le bruit du batiment porteur qui par transmission directe ou par l'intermédiaire de l'eau perturbe les antennes
Le but d'une barrière acoustique est donc, comme son nom l'indique , de minimiser les pressions acoustiques transmises aux antennes par le porteur.
bruits parasites Pour en citer quelques uns, nous avons
- Les bruits d'écoulement qui proviennent du déplacement de l'eau sur les coques des batiments porteurs
- Les bruits de mer & cause de l'état d'agitation moléculaire , de l'état de la mer et bien d'autres facteurs
- Les bruits du batiment porteur
Un des bruits parasites le plus gênant est encore le bruit du batiment porteur qui par transmission directe ou par l'intermédiaire de l'eau perturbe les antennes
Le but d'une barrière acoustique est donc, comme son nom l'indique , de minimiser les pressions acoustiques transmises aux antennes par le porteur.
Dans les solutions exisitantes aujourd'hui on
trouve
- Les tubes compliants qui se présentent sous la forme de tube applati . Cette solution en couches multiples présente une bonne atténuation en BF
Les inconvéniants et les problèmes de ce type de solution sont multiples & savoir
- La tenue mécanique & la pression hydrostatique implique que ce type de tube doit hêtre résistant, donc des matériaux qui présentent des caractéristiques mécaniques élevées .Or comme l'on s'interesse i une éfficacité acoustique basse fréquence , la fréquence de ce type de tube , d'une manière simple suit la loi suivante
trouve
- Les tubes compliants qui se présentent sous la forme de tube applati . Cette solution en couches multiples présente une bonne atténuation en BF
Les inconvéniants et les problèmes de ce type de solution sont multiples & savoir
- La tenue mécanique & la pression hydrostatique implique que ce type de tube doit hêtre résistant, donc des matériaux qui présentent des caractéristiques mécaniques élevées .Or comme l'on s'interesse i une éfficacité acoustique basse fréquence , la fréquence de ce type de tube , d'une manière simple suit la loi suivante
M étant la masse du tube et e son élasticité
On remarque que si l'on veut obtenir une fréquence basse , il faut une grande élasticité
C'est ici,que le problème existe puisqu'il n'est pas évident d'avoir & la fois un tube élastique et résistant & la pression hydrostatique
En conclusion la réalisation de ce type de solution conduit toujours & l'utilisation de matériaux composites sophistiqués ,dont le prix de revient est généralement élevé
un autre problème est le fait que globalement l'encombrement occupé par ce type de solution est important, surtout lorsque l'on veut fonctionner en basse fréquence .
On remarque que si l'on veut obtenir une fréquence basse , il faut une grande élasticité
C'est ici,que le problème existe puisqu'il n'est pas évident d'avoir & la fois un tube élastique et résistant & la pression hydrostatique
En conclusion la réalisation de ce type de solution conduit toujours & l'utilisation de matériaux composites sophistiqués ,dont le prix de revient est généralement élevé
un autre problème est le fait que globalement l'encombrement occupé par ce type de solution est important, surtout lorsque l'on veut fonctionner en basse fréquence .
En fait avec ce type de solution il est extrêmement difficile de descendre la fréquence de travail en dessous de 2 KHz.
Sous l'effet de la pression hydrostatique les tubes se compriment et ceci se traduit par des évolutions importantes de la flottabilité du porteur , ce qui est très gênant , voir intolérable & partir de certaines valeurs
Dans les solutions existantes aujourd'hui on trouve ,les élastomères céllulaires
Cette solution se présente sous la forme d'une matrice élastomérique caoutchouc vulcanisée ou polyuréthane dans laquelle il existe des inclusions d'air obtenues par moussage de l'élastomère ou par incorporation de micro-ballons souples.
Dans les solutions existantes aujourd'hui on trouve ,les élastomères céllulaires
Cette solution se présente sous la forme d'une matrice élastomérique caoutchouc vulcanisée ou polyuréthane dans laquelle il existe des inclusions d'air obtenues par moussage de l'élastomère ou par incorporation de micro-ballons souples.
Cette solution , d'un prix de revient nettement inférieur au tube compliant, présente une certaine atténuation en basse fréquence
Le problème principal de cette solution est la compressibilité en immersion qui entraine une perte non négligeable d'éfficacité.
Le problème principal de cette solution est la compressibilité en immersion qui entraine une perte non négligeable d'éfficacité.
D'autre part , afin de présenter une bonne atténuation en basse fréquence il faut des épaisseurs importantes,, d'ou le problème d'évacuation des calories internes du porteur s'il s'agit d'un sous -marin
Dans les solutions existantes aujourd'hui on trouve encore les ALBERICH.
Dans les solutions existantes aujourd'hui on trouve encore les ALBERICH.
Cette technique met en oeuvre un élastomère perforé de cavités volumineuses , pris en sandwich entre deux plaques minces.
Cette solution est moins problématique que la solution cellulaire , mais reste limitée en pression opérationnelle .
L'ihvention ici présentée utilise le principe des lames vibrantes , un peu comme dans le cas des tubes compliants.
A l'heure actuelle les limitations techniques de la solutions tubes compliants sont basées sur la recherche d'un bon compromis ,résistance par rapport & la souplesse.
En effet le tube compliant est rempli d'air & BR< pression atmosphérique,il doit en immersion ,pouvoir supporter les contraintes de pression exterieures , tout en acceptant des déformations limitées,ce qui est en contradiction avec la recherche d'une souplesse élevée nécessaire pour une atténuation basse fréquence .
Le compromis actuel sur les tubes compliants est obtenu par l'utilisation de matériaux composites de court élevé et de performances limitées .
L'invention a pour objet une barrière acoustique ,constituée de plusieurs éléments mécaniques, voir Fig. I, qui sont les suivants
- Une lame vibrante ( 1 ) qui se présente sous la forme d'une plaque plane.la largeur l'épaisseur ,ainsi que la nature du matériau qui constitue la plaque vibrante sont définis en fonction de la gamme de fréquence de travail.
- Une lame vibrante ( 1 ) qui se présente sous la forme d'une plaque plane.la largeur l'épaisseur ,ainsi que la nature du matériau qui constitue la plaque vibrante sont définis en fonction de la gamme de fréquence de travail.
- Une lame vibrante intermédiaire ( 2 ).
Cette lame vibrante intermédiaire ( 2 ) ,côté lame vibrante ( 1 ) ,présente un dégagement longitudinal ( 3 ) ,de manière & ce qu'il existe une lame d'air d'épaisseur e entre les deux lames
1 ) et ( 2 ).Sur l'autre fage, la lame vibrante
2 ) présente une cavité ( 6 ) qui sert de réservoir de compensation .La plaque vibrante ( 2 est perforée par des orifices ( 4 ) de manière & BR< ce que le gaz circule librement entre les cavités 3 ) et ( 6
- il existe une membrane élastomérique C 5 ) ,qui enveloppe les éléments ( 1 ) et ( 2
Pour constituer la barrière acoustique ,il existe plusieurs tubes tel que décrit cidessus.Tous ces tubes sont disposés les uns & c8té des autres , dans un meme plan comme représenté sur la Fig. 2.
1 ) et ( 2 ).Sur l'autre fage, la lame vibrante
2 ) présente une cavité ( 6 ) qui sert de réservoir de compensation .La plaque vibrante ( 2 est perforée par des orifices ( 4 ) de manière & BR< ce que le gaz circule librement entre les cavités 3 ) et ( 6
- il existe une membrane élastomérique C 5 ) ,qui enveloppe les éléments ( 1 ) et ( 2
Pour constituer la barrière acoustique ,il existe plusieurs tubes tel que décrit cidessus.Tous ces tubes sont disposés les uns & c8té des autres , dans un meme plan comme représenté sur la Fig. 2.
Le principe de l'invention va etre décrit & BR< l'aide d'un exemple non limitatif de réalisation illustré par la figure I et 2
A immersion nulle ou très faible , le tube se présente dans la configuration CAS 2
Dans cette configuration l'espace ( 3 ) ,ainsi que l'espace ( 6 ) ,sont plein d'air & pression atmosphérique .
A immersion nulle ou très faible , le tube se présente dans la configuration CAS 2
Dans cette configuration l'espace ( 3 ) ,ainsi que l'espace ( 6 ) ,sont plein d'air & pression atmosphérique .
Lorsque la pression hydrostatique augmente , la pression s'exerce uniformément sur toute la périphérie de la membrane élastomérique ( 5 ).Cette membrane élastomérique ( 5 ) présente une grande élasticité vis & vis des éléments ( 1 ) et ( 2
dans la zone ( 7 ) ,voir Fig.l cas 2
Le gaz étant compréssible dans la cavité ( 6 ) la membrane élastomérique ( 5 ) , va se déformer ,sous l'effet de la pression hydrostatique ,de manière & créer une équipression parfaite entre la pression hydrostatique exterieure et la pression de gaz & l'intérieur de la cavité
Grace aux orifices ( 4 ) , la pression est transmise de la cavité ( 6 ) & la cavité ( 3 ).
dans la zone ( 7 ) ,voir Fig.l cas 2
Le gaz étant compréssible dans la cavité ( 6 ) la membrane élastomérique ( 5 ) , va se déformer ,sous l'effet de la pression hydrostatique ,de manière & créer une équipression parfaite entre la pression hydrostatique exterieure et la pression de gaz & l'intérieur de la cavité
Grace aux orifices ( 4 ) , la pression est transmise de la cavité ( 6 ) & la cavité ( 3 ).
dans cette situation les lames vibrantes sont en parfait équilibre de pression entre l'exterieur qui est l'élément liquide et l'interieur qui est le gaz
Les lames vibrantes ( 1 )et ( 2 ) ,n'étant pas soumise & la pression hydrostatique ,si ce n'est que dans leurs épaisseurs, ne vont pas se déformer sous l'effet de l'immersion
Le volume de la capacité C 6 ) est calculé en fonction de l'immersion maximum recherché .Ce volume peut-etre calculer & partir de la théorie suivante Si e = Espace entre les deux lames vibrantes
H = Espace de compensation'hydrostatique
V = Volume de gaz entre les deux lames vibrantes
2
V2 = Volume de gaz de compensation hydrostatique
1
Po= pression atmosphérique
P 1=pression d'immersion maximum de travail
Nous avons
P * V = Cte.
Les lames vibrantes ( 1 )et ( 2 ) ,n'étant pas soumise & la pression hydrostatique ,si ce n'est que dans leurs épaisseurs, ne vont pas se déformer sous l'effet de l'immersion
Le volume de la capacité C 6 ) est calculé en fonction de l'immersion maximum recherché .Ce volume peut-etre calculer & partir de la théorie suivante Si e = Espace entre les deux lames vibrantes
H = Espace de compensation'hydrostatique
V = Volume de gaz entre les deux lames vibrantes
2
V2 = Volume de gaz de compensation hydrostatique
1
Po= pression atmosphérique
P 1=pression d'immersion maximum de travail
Nous avons
P * V = Cte.
o o V=V + V
o 1 2
P * V = Cte.
o 1 2
P * V = Cte.
1 2 P* (V + V ) = P * V
o 1 2 1 2
Si S = La surface libre des lames vibrantes
1
S = La surface de la partie compensation ,nous
2 avons P * ( S * H + S * e ) P * S * S * e
o 1 2 1 2 D'ou
o 1 2 1 2
Si S = La surface libre des lames vibrantes
1
S = La surface de la partie compensation ,nous
2 avons P * ( S * H + S * e ) P * S * S * e
o 1 2 1 2 D'ou
Les lames vibrantes ( 1 ). et ( 2 ) sont calculées en fonction de la fréquence de travail que l'on recherche
A titre d'exemple non limitatif ,on peut calculer cette fréquence par la formule suivante
Ou
H = Epaisseur de la lame vibrante b = 1/2 largeur de la lame vibrante
E = Module de Young C = Densité = = Coefficient de poisson
L'invention présente les avantages suivants - Du fait que les lames vibrantes ( 1 ) et ( 2 ) ne sont pas déformées par la pression hydrostatique ,comme dans le cas des tubes compliants classiques ,Le problème de la résistance sous pression disparait et l'on peut choisir l'épaisseur de la lames vibrante directement en fonction de la fréquence de travail que l'on désire, sans tenir compte de la résistance sous pression hydrostatique
.Cet aspect limite aujourd'hui les applications en basse fréquence d'un tube compliant classique - On peut également choisir la nature du matériau & BR< souhait ,acier,aluminium, composite .... ,du fait
important que le critère de résistance a disparu - Lorsque l'on effectue les calculs de dimensionnement, on se rend compte que l'invention ici décrite présente un encombrement très réduit par rapport & des solutions types tubes compliants - Du fait de l'encombrement réduit la variation de flottabilité est bien plus faible comparée & des solution classiques.
A titre d'exemple non limitatif ,on peut calculer cette fréquence par la formule suivante
Ou
H = Epaisseur de la lame vibrante b = 1/2 largeur de la lame vibrante
E = Module de Young C = Densité = = Coefficient de poisson
L'invention présente les avantages suivants - Du fait que les lames vibrantes ( 1 ) et ( 2 ) ne sont pas déformées par la pression hydrostatique ,comme dans le cas des tubes compliants classiques ,Le problème de la résistance sous pression disparait et l'on peut choisir l'épaisseur de la lames vibrante directement en fonction de la fréquence de travail que l'on désire, sans tenir compte de la résistance sous pression hydrostatique
.Cet aspect limite aujourd'hui les applications en basse fréquence d'un tube compliant classique - On peut également choisir la nature du matériau & BR< souhait ,acier,aluminium, composite .... ,du fait
important que le critère de résistance a disparu - Lorsque l'on effectue les calculs de dimensionnement, on se rend compte que l'invention ici décrite présente un encombrement très réduit par rapport & des solutions types tubes compliants - Du fait de l'encombrement réduit la variation de flottabilité est bien plus faible comparée & des solution classiques.
- Comme l'on peut choisir des élasticités importantes pour les lames vibrantes ,cette invention permet de travailler & très basse fréquence ,en dessous du KHz ,chose qui n'est pas possible avec les solutions actuelles - L'invention présente des colts réduits de fabrication par rapport & toutes les solutions actuelles.
- Comme l'on peut choisir les matériaux & BR< souhait d'une part et comme d'autre part l'encombrement est réduit ,l'invention est une solution qui présente une faible masse ajoutée au batiment porteur
Claims (3)
1 . Barrière acoustique qui fonctionne dans un milieu liquide et qui put-etre soumise & des pressions hydrostatiques importantes
Cette barrière acoustique fonctionne en basse fréquence de quelques Hz & plusieurs KHz et comprend: - Une lame vibrante ( 1 - une lame vibrante ( 2 ) .La lame vibrante ( 2 présente deux capacités ( 3 ) et ( 6 ) remplies de gaz reliées entre elles par des orifices ( 4 - Une membrane élastomérique exterieure C-S ).
2 . Barrière acoustique selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'elle comporte un système
d'équipression congu pour les grandes immersions constitué par une membrane élastomérique souple ( 5 ) et qu'il existe des orifices ( 4 ) qui permettent une communication entre les capacités ( 3 ) et ( 6 )
3 . Barrière acoustique selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé par le fait que l'on peut choisir tous les matériaux possibles pour la réalisation des lames vibrantes ( 1 ) et ( 2 )
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9213719A FR2697963A1 (fr) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | Barrière acoustique. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9213719A FR2697963A1 (fr) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | Barrière acoustique. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2697963A1 true FR2697963A1 (fr) | 1994-05-13 |
Family
ID=9435548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9213719A Withdrawn FR2697963A1 (fr) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | Barrière acoustique. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2697963A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111145711A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-12 | 沈阳辽海装备有限责任公司 | 一种水下释压的反声障板 |
-
1992
- 1992-11-09 FR FR9213719A patent/FR2697963A1/fr not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111145711A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-12 | 沈阳辽海装备有限责任公司 | 一种水下释压的反声障板 |
| CN111145711B (zh) * | 2019-12-20 | 2023-12-26 | 沈阳辽海装备有限责任公司 | 一种水下释压的反声障板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |