FR2841529A1 - Sonar equipment tow auto adaptive floating anchor section having cable towed envelope with rear flexible opening progressively opening/reducing drag as water current speed increases - Google Patents

Sonar equipment tow auto adaptive floating anchor section having cable towed envelope with rear flexible opening progressively opening/reducing drag as water current speed increases Download PDF

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Abstract

The auto adaptive floating anchor section has an envelope (22) towed by a cable (23) connected by individual strands (24). There is a flexible rear opening plate assembly section (20,21) which is closed in the rest state, but opens out under the effect of water current progressively with speed, thus progressively reducing the drag coefficient.

Description

La présente invention se rapporte aux dispositifs hydrodynamiques connusThe present invention relates to known hydrodynamic devices

sous le nom d'ancres flottantes. Elle concerne également les procédés permettant d'utiliser ces ancres flottantes. Elle permet en particulier de faciliter la traction des antennes acoustiques  under the name of floating anchors. It also relates to the methods making it possible to use these floating anchors. In particular, it makes it easier to pull the acoustic antennas

linéaires remorquées utilisées dans la prospection pétrolière marine.  towed lines used in marine petroleum exploration.

On connaît les équipements sonar remorqués constitués d'une ou plusieurs antennes linéaires mises en série et qu'il faut mettre à l'eau puis récupérer à bord d'un bâtiment de surface, ou d'un sous-marin, appelé en langage anglosaxon " handling system ". Généralement, pour un bâtiment de surface, les antennes sont enroulées et déroulées à partir  We know towed sonar equipment consisting of one or more linear antennas put in series and that must be launched and recovered on board a surface vessel, or a submarine, called in English-speaking language "handling system". Generally, for a surface building, the antennas are rolled up and unwound from

d'un treuil installé sur la plage arrière du bâtiment.  of a winch installed on the rear deck of the building.

Ces opérations de manutention sont effectuées alors que le bâtiment de surface avance à vitesse réduite et la traction qui est générée par la traînée de l'antenne et des dispositifs d'ancres flottantes connus est insuffisante pour obtenir une tramnée suffisante de l'antenne permettant la mise à l'eau et l'enroulement/déroulement sur le tambour  These handling operations are carried out while the surface building is advancing at reduced speed and the traction which is generated by the drag of the antenna and of known floating anchor devices is insufficient to obtain a sufficient sweep of the antenna allowing the launching and winding / unwinding on the drum

du treuil sans l'aide d'un opérateur.  winch without operator assistance.

En outre, ces antennes doivent naviguer avec le plus de rectitude possible horizontalement sans toutefois que la force de traction  In addition, these antennas must navigate with as much straightness as possible horizontally without, however, the pulling force

atteigne la limite de rupture.reaches the breaking limit.

Pour ces 2 raisons, on cherche à obtenir une traînée variable, c'est à dire assez forte pour des vitesses basses, par exemple inférieures  For these 2 reasons, we seek to obtain a variable drag, that is to say strong enough for low speeds, for example lower

à quelques noeuds, et pas trop forte pour des vitesses supérieures.  at a few knots, and not too strong for higher speeds.

Le brevet US 5 517 938 décrit une drague avec des ailes et  US Patent 5,517,938 describes a dredge with wings and

des éléments actifs, qui la rendent manifestement compliquée et chère.  active elements, which make it obviously complicated and expensive.

On connaît aussi les ancres flottantes simplement constituées d'une enveloppe ouverte sur l'arrière, formant un " parachute ouvert "  We also know the floating anchors simply constituted by an open envelope on the back, forming an "open parachute"

Celui-ci ne génère pas de traction suffisante aux basses vitesses.  This does not generate sufficient traction at low speeds.

A l'opposé, on connaît les ancres flottantes constituées d'une enveloppe fermée sur l'arrière, formant un " parachute fermé ". Celui-ci  In contrast, floating anchors are known which consist of a closed envelope on the rear, forming a "closed parachute". This one

génère une traction trop importante aux grandes vitesses.  generates too much traction at high speeds.

Pour fixer les idées, on a représenté sur la figure 1 l'évolution 35 de la traînée T = 2 p Cx SV2en fonction de la vitesse V telle qu'elle est recherchée pour répondre aux problèmes explicités plus haut, par rapport  To fix the ideas, we have shown in Figure 1 the evolution 35 of the drag T = 2 p Cx SV2 as a function of the speed V as it is sought to respond to the problems explained above, with respect to

à celles obtenues avec les deux dispositifs de l'art antérieur.  to those obtained with the two devices of the prior art.

Pour obtenir une telle évolution de la traînée, l'invention propose une ancre auto adaptative, du type comprenant une enveloppe ouverte sur l'avant et sur l'arrière et remorquée par un câble par l'intermédiaire d'un jeu de drisses fixé à l'avant de cette enveloppe, principalement caractérisée en ce qu'elle comporte à son ouverture arrière un ensemble de plaques flexibles qui sont appliquées à l'état de repos l'une contre l'autre pour fermer cette ouverture arrière et qui peuvent s'ouvrir sous l'effet du courant d'eau circulant à l'intérieur de l'enveloppe de manière à ouvrir progressivement l'ouverture arrière de l'enveloppe en fonction de la vitesse de traction de l'ancre, de manière à faire diminuer progressivement le coefficient de traînée Cx de cette ancre  To obtain such an evolution in drag, the invention provides a self-adapting anchor, of the type comprising an envelope open on the front and on the rear and towed by a cable via a set of halyards attached to the front of this envelope, mainly characterized in that it comprises at its rear opening a set of flexible plates which are applied in the rest state against one another to close this rear opening and which can be open under the effect of the current of water circulating inside the envelope so as to gradually open the rear opening of the envelope as a function of the speed of traction of the anchor, so as to gradually decrease the drag coefficient Cx of this anchor

au fur et à mesure que la vitesse de remorquage augmente.  as the towing speed increases.

Selon une autre caractéristique, l'enveloppe a la forme d'un  According to another characteristic, the envelope has the shape of a

cylindre allongé dont l'axe est dirigé dans le sens de la traction.  elongated cylinder whose axis is directed in the direction of traction.

Selon une autre caracatéristique, les plaques flexibles sont au  According to another characteristic, the flexible plates are at

nombre de deux, pour former à l'état de repos deux lèvres fermées.  number of two, to form in the state of rest two closed lips.

Selon une autre caractéristique, ces plaques sont fixées à l'enveloppe en étant enfermées à l'intérieur d'un ourlet ménagé à  According to another characteristic, these plates are fixed to the envelope by being enclosed within a hem formed at

l'extrémité arrière de l'enveloppe.  the back end of the envelope.

Selon une autre caractéristique, la fixe à l'extrémité d'une antenne acoustique remorquée linéaire pour améliorer les caractéristiques  According to another characteristic, fixes it at the end of a linear towed acoustic antenna to improve the characteristics

de traction de celle-ci.pulling it.

Selon une autre caractéristique on en fixe deux à l'arrière d'un bateau de surface en les écartant de l'axe de la trajectoire de ce bateau à l'aide de deux bras s'écartant de cet axe, pour stabiliser en roulis ce bateau. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront  According to another characteristic, two are fixed to the rear of a surface boat by moving them away from the axis of the trajectory of this boat using two arms deviating from this axis, to stabilize in roll. boat. Other features and advantages of the invention will become apparent

clairement dans la description suivante, faite à titre d'exemple non  clearly in the following description, given by way of example not

limitatif en regard des figures annexées qui représentent: - la figure 1, un graphique comparatif des variations de la traînée en fonction de la vitesse; - les figures 2 et 3, des vues en coupe longitudinale d'une ancre flottante selon l'invention suivant deux états; - les figures 4 et 5, des vues en coupe de l'extrémité de cette ancre selon ces deux états; et - la figure 6, une vue schématique de dessus d'un bateau  limiting with regard to the appended figures which represent: - Figure 1, a comparative graph of the variations of the drag as a function of the speed; - Figures 2 and 3, views in longitudinal section of a floating anchor according to the invention in two states; - Figures 4 and 5, sectional views of the end of this anchor in these two states; and - Figure 6, a schematic top view of a boat

muni de deux ancres selon l'invention.  provided with two anchors according to the invention.

Pour obtenir une traînée variable avec la vitesse suivant une loi sensiblement identique à celle explicitée sur la figure 1, l'invention propose de faire décroître le coefficient de traînée Cx en fonction de cette vitesse en utilisant une ancre flottante dont un mode de réalisation  To obtain a variable drag with the speed according to a law substantially identical to that explained in FIG. 1, the invention proposes to decrease the coefficient of drag Cx as a function of this speed by using a floating anchor, one embodiment of which

est représentée sur les figures 2 à 5.  is shown in Figures 2 to 5.

Cette ancre flottante est essentiellement constituée d'un manchon tubulaire 22 en matériau souple, tel que de la toile ou du tissu renforcé. Ce manchon est remorqué par un câble tracteur 23 relié à l'une de ces extrémités par des drisses 24 qui permettent de maintenir ouvertes l'extrémité du manchon sous l'effet de la pression de l'eau, provenant de la vitesse de remorquage. Selon une caractéristique de l'invention, on a fixé sur l'extrémité arrière de ce manchon deux plaques flexibles 20 et 21 avantageusement réalisées en matériau acceptant la déformation, tel que du PVC ou de la fibre de verre, et qui sont planes à l'état de repos. Pour fixer ces plaques au manchon, l'invention propose, à titre d'exemple, de former un ourlet 25 cousu, à l'intérieur duquel sont placées les plaques. A l'état de repos ou à faible vitesse, l'ensemble  This floating anchor essentially consists of a tubular sleeve 22 made of flexible material, such as canvas or reinforced fabric. This sleeve is towed by a towing cable 23 connected to one of these ends by halyards 24 which make it possible to keep the end of the sleeve open under the effect of the pressure of the water, coming from the towing speed. According to a characteristic of the invention, two flexible plates 20 and 21 are advantageously made of material accepting deformation, such as PVC or fiberglass, and which are flat on the rear end of this sleeve. 'state of rest. To fix these plates to the sleeve, the invention proposes, by way of example, to form a sewn hem 25, inside which the plates are placed. In the idle state or at low speed, the whole

constitue deux lèvres fermées tel que représenté sur les figures 2 et 4.  constitutes two closed lips as shown in FIGS. 2 and 4.

Le manchon étant ainsi fermé, l'eau qui pénètre à l'intérieur sous l'effet du remorquage s'évacue difficilement à l'arrière du manchon  The sleeve being thus closed, the water which penetrates inside under the effect of the towing is difficult to evacuate at the rear of the sleeve

ce qui donne à l'ensemble un coefficient de traînée Cx important.  which gives the whole a significant drag coefficient Cx.

Au fur et à mesure que la vitesse de remorquage augmente, sous l'effet de la pression hydrodynamique de l'eau qui pénètre à l'intérieur du manchon les plaques s'écartent en s'arrondissant, ce qui élargi l'ouverture entre celles-ci et diminue la résistance appliquée à la colonne d'eau qui circule à l'intérieur du manchon. En conséquence le coefficient de traînée Cx diminue au fur et à mesure que cette vitesse augmente. La traînée en elle-même augmente bien, puisqu'elle est proportionnelle au carré de la vitesse, mais cette augmentation est nettement inférieure à celle qui aurait lieu si le manchon restait fermé et l'on obtient alors une évolution de la traînée T en fonction de la vitesse V  As the towing speed increases, under the effect of the hydrodynamic pressure of the water which penetrates inside the sleeve, the plates move apart, rounding off, which widens the opening between those -this and decreases the resistance applied to the water column which circulates inside the sleeve. Consequently, the drag coefficient Cx decreases as this speed increases. The drag in itself increases well, since it is proportional to the square of the speed, but this increase is much less than that which would occur if the sleeve remained closed and we then obtain an evolution of the drag T as a function of speed V

conforme à la courbe représentée sur la figure 1.  in accordance with the curve shown in Figure 1.

A pleine vitesse les deux plaques 20 et 21 sont courbés chacune en demicercle pour obtenir une ouverture maximale de l'arrière du manchon, telle que représentée sur les figures 3 et 5. Pour obtenir la courbe caractéristique de la figure 1, on pourra jouer sur la flexibilité des plaques, ce qui est facile en jouant sur leurs  At full speed the two plates 20 and 21 are each curved in a semicircle to obtain a maximum opening of the rear of the sleeve, as shown in Figures 3 and 5. To obtain the characteristic curve of Figure 1, we can play on the flexibility of the plates, which is easy when playing on their

dimensions tant en longueur qu'en épaisseur.  dimensions both in length and in thickness.

La traînée pourra être adaptée pour réduire le bruit acoustique induit par les vibrations mécaniques excitées par des densités locales différentes de la densité de l'eau. L'augmentation de la traînée- à faible vitesse permet d'améliorer la stabilité de navigation et le bruit acoustique  The drag may be adapted to reduce the acoustic noise induced by the mechanical vibrations excited by local densities different from the density of the water. Increased drag - at low speed improves navigation stability and acoustic noise

induit sur les antennes.induced on the antennas.

Outre l'application principale à la stabilisation des antennes acoustiques remorquées linéaires, l'invention propose également d'utiliser de telles ancres flottantes pour stabiliser en roulis un bateau de surface,  In addition to the main application for the stabilization of linear towed acoustic antennas, the invention also proposes using such floating anchors to stabilize a surface boat in roll,

tel que représenté sur la figure 6.  as shown in Figure 6.

Pour cela, on accroche à l'arrière de ce bateau 601 deux ancres flottantes 604 et 605 selon l'invention et qui sont de préférences écartées d'une manière relativement importante de l'axe de la trajectoire du bateau à l'aide de deux bras 602 et 603. L'effet de freinage apporté de chaque côté du bateau stabilise la trajectoire de celui-ci en roulis, selon un résultat bien connu. L'apport de l'invention est d'obtenir un effet notable à faible vitesse sans ralentir de manière excessive le bateau  To do this, two floating anchors 604 and 605 according to the invention are hooked to the stern of this boat 601 and which are preferably spaced relatively far from the axis of the boat's trajectory using two arms 602 and 603. The braking effect provided on each side of the boat stabilizes its trajectory in roll, according to a well known result. The contribution of the invention is to obtain a significant effect at low speed without excessively slowing the boat

à grande vitesse.high speed.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1 - Ancre flottante auto adaptative, du type comprenant une enveloppe (22) ouverte sur l'avant et sur l'arrière et remorquée par un câble (23) par l'intermédiaire d'un jeu de drisses (24) fixé à l'avant de cette enveloppe, caractérisée en ce qu'elle comporte à son ouverture arrière un ensemble de plaques (20,21) flexibles qui sont appliquées à l'état de repos l'une contre l'autre pour fermer cette ouverture arrière et qui peuvent s'ouvrir sous l'effet du courant d'eau circulant à l'intérieur de l'enveloppe de manière à ouvrir progressivement l'ouverture arrière de l'enveloppe en fonction de la vitesse de traction de l'ancre, de manière à faire diminuer progressivement le coefficient de traînée Cx de cette ancre  1 - Self-adapting floating anchor, of the type comprising an envelope (22) open on the front and on the rear and towed by a cable (23) via a set of halyards (24) fixed to the front of this envelope, characterized in that it comprises at its rear opening a set of flexible plates (20, 21) which are applied in the rest state against one another to close this rear opening and which can open under the effect of the current of water circulating inside the envelope so as to gradually open the rear opening of the envelope as a function of the speed of traction of the anchor, so as to make gradually decrease the drag coefficient Cx of this anchor au fur et à mesure que la vitesse de remorquage augmente.  as the towing speed increases. 1 5 2 - Ancre flottante selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'enveloppe (22) a la forme d'un cylindre allongé dont l'axe est dirigé  1 5 2 - A floating anchor according to claim 1, characterized in that the envelope (22) has the shape of an elongated cylinder whose axis is directed dans le sens de la traction.in the direction of traction. 3 - Ancre flottante selon l'une quelconque des revendications  3 - A floating anchor according to any one of claims 1 et 2, caractérisée en ce que les plaques flexibles (20,21) sont au  1 and 2, characterized in that the flexible plates (20,21) are at nombre de deux, pour former à l'état de repos deux lèvres fermées.  number of two, to form in the state of rest two closed lips. 4 - Ancre flottante selon l'une quelconque des revendications  4 - A floating anchor according to any one of claims 1 à 3, caractérisée en ce que ces plaques sont fixées à l'enveloppe (22) en étant enfermées à l'intérieur d'un ourlet (25) ménagé à l'extrémité  1 to 3, characterized in that these plates are fixed to the envelope (22) while being enclosed within a hem (25) formed at the end arrière de l'enveloppe.back of the envelope. - Procédé d'utilisation d'une ancre flottante selon l'une  - Method of using a floating anchor according to one quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on la fixe à  any one of claims 1 to 4, characterized in that it is fixed at l'extrémité d'une antenne acoustique remorquée linéaire pour améliorer  the end of a linear towed acoustic antenna to improve les caractéristiques de traction de celle-ci.  the traction characteristics thereof. 6 - Procédé d'utilisation d'une ancre flottante selon l'une  6 - Method of using a floating anchor according to one quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on en fixe  any one of claims 1 to 4, characterized in that one fixes deux (604,605) à l'arrière d'un bateau de surface (601) en les écartant de l'axe de la trajectoire de ce bateau à l'aide de deux bras (602,603)  two (604,605) at the rear of a surface boat (601) by moving them away from the axis of the trajectory of this boat using two arms (602,603) s'écartant de cet axe, pour stabiliser en roulis ce bateau.  deviating from this axis, to stabilize this boat in roll.
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