FR3027738A1 - DEVICE FOR MANEUVERING A CONVEYED LINEAR ANTENNA FOR EQUIPPING A SUBMARINE VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Le dispositif (16) de manœuvre comporte une antenne linéaire (18), comprenant un câble (20), et une bobine (22), présentant une forme générale annulaire autour d'un axe de révolution (R), sur laquelle le câble (20) est propre à être enroulé. La bobine (22) est munie de moyens (24) de liaison avec une coque interne (12) de véhicule sous-marin (10), autour de cette coque interne (12).The operating device (16) comprises a linear antenna (18), comprising a cable (20), and a coil (22), having a generally annular shape about an axis of revolution (R), on which the cable ( 20) is suitable for being wound. The coil (22) is provided with means (24) for connection with an inner hull (12) of underwater vehicle (10) around this inner shell (12).
Description
Dispositif de manoeuvre d'une antenne linéaire remorquée, destiné à équiper un véhicule sous-marin La présente invention concerne un dispositif de manoeuvre d'une antenne linéaire remorquée, destiné à équiper un véhicule sous-marin. Une telle antenne linéaire est destinée à être déployée, notamment à l'arrière d'un véhicule sous-marin, à des fins de détection de l'environnement dans lequel évolue ce véhicule sous-marin. On connait déjà, dans l'état de la technique, un dispositif de manoeuvre d'antenne linéaire remorquée, comportant une antenne linéaire, comprenant un câble, et une bobine (également appelée « touret ») sur laquelle le câble est propre à être enroulé. La bobine est habituellement logée en partie supérieure du véhicule sous-marin, notamment sous le pont passerelle de ce véhicule sous-marin. Les dimensions d'une telle bobine sont limitées, notamment du fait de la hauteur du pont passerelle, et de fait de l'impact de cette bobine sur l'équilibrage et la stabilité du véhicule sous-marin. Ainsi, un tel dispositif de manoeuvre de l'état de la technique ne permet pas l'utilisation d'une antenne linéaire à hautes performances, dont les dimensions sont importantes. L'invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient, en proposant un dispositif de manoeuvre d'une antenne linéaire présentant des dimensions importantes, par exemple comportant un câble de longueur supérieure à 1 km. A cet effet, l'invention a notamment pour objet un dispositif de manoeuvre d'une antenne linéaire remorquée, destiné à équiper un véhicule sous-marin, comportant : - une antenne linéaire, comprenant un câble, et - une bobine, présentant une forme générale annulaire autour d'un axe de révolution, sur laquelle le câble est propre à être enroulé, caractérisé en ce que la bobine est munie de moyens de liaison avec une coque interne de véhicule sous-marin, autour de cette coque interne. La bobine étant agencée autour de la coque interne, elle présente de grandes dimensions (notamment un diamètre généralement supérieur à 4 m) permettant donc l'enroulement d'un long câble d'antenne linéaire à hautes performances. En outre, cette bobine étant agencée autour de la coque interne, de préférence coaxialement à la coque interne, son impact sur l'équilibrage et la stabilité du véhicule sous-marin est très limité.The present invention relates to a device for maneuvering a towed linear antenna intended to equip a submarine vehicle. Such a linear antenna is intended to be deployed, particularly at the rear of a submarine vehicle, for the purpose of detecting the environment in which this underwater vehicle operates. Already known in the state of the art, a towed linear antenna actuating device comprising a linear antenna, comprising a cable, and a coil (also called "drum") on which the cable is adapted to be wound . The coil is usually housed in the upper part of the underwater vehicle, especially under the bridge bridge of this submarine vehicle. The dimensions of such a coil are limited, particularly because of the height of the bridge bridge, and indeed the impact of this coil on the balancing and stability of the underwater vehicle. Thus, such a maneuvering device of the state of the art does not allow the use of a high performance linear antenna, the dimensions of which are important. The invention is intended to overcome this disadvantage, by providing a device for maneuvering a linear antenna having significant dimensions, for example with a cable length greater than 1 km. For this purpose, the subject of the invention is in particular a device for maneuvering a towed linear antenna intended to equip an underwater vehicle, comprising: a linear antenna, comprising a cable, and a coil, having a shape general annular around an axis of revolution, on which the cable is adapted to be wound, characterized in that the coil is provided with connecting means with an inner shell of underwater vehicle, around the inner shell. The coil being arranged around the inner shell, it has large dimensions (including a diameter generally greater than 4 m) thus allowing the winding of a long linear antenna cable high performance. In addition, this coil being arranged around the inner shell, preferably coaxially with the inner shell, its impact on the balancing and stability of the underwater vehicle is very limited.
Un dispositif de manoeuvre selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables. - Le dispositif de manoeuvre comporte des moyens de guidage du câble lors de son enroulement ou déroulement autour de la bobine, les moyens de guidage comportant : un rail de support, s'étendant longitudinalement parallèlement à l'axe de révolution de la bobine, et une poulie, dans laquelle passe le câble, mobile en rotation autour d'un axe de rotation perpendiculaire au rail de support, la poulie étant montée mobile en translation dans une direction parallèle à l'axe de révolution sur le rail de support. - Les moyens de guidage comportent des moyens de motorisation propres à entraîner la poulie en translation parallèlement à l'axe de révolution. - Le rail de support est monté mobile en rotation autour d'un axe d'inclinaison parallèle à l'axe de révolution de la bobine. - La bobine comporte une gorge extérieure circonférentielle, destinée à recevoir le câble enroulé dans cette gorge extérieure circonférentielle, cette gorge extérieure circonférentielle étant délimitée par deux parois latérales s'étendant radialement à l'axe de révolution et l'une en regard de l'autre, et une surface extérieure formant une surface de fond de cette gorge extérieure, et une gorge intérieure circonférentielle, logeant les moyens de liaison, cette gorge intérieure circonférentielle étant délimitée par deux parois radiales s'étendant radialement à l'axe de révolution et l'une en regard de l'autre, et une surface intérieure, d'orientation opposée à celle de la surface extérieure, formant une surface de fond de cette gorge intérieure circonférentielle. - Les moyens de liaison comportent, pour chacune des parois radiales de la gorge intérieure, au moins un élément de maintien, comportant une partie de fixation sur la coque interne et une partie de support d'un élément de guidage s'étendant radialement et coopérant avec la paroi radiale correspondante. - Chaque élément de guidage est un patin de glissement, par exemple en Téflon®, fixé sur l'élément de maintien correspondant, et en contact avec la paroi radiale correspondante. - La bobine comporte une partie extérieure, comprenant la gorge extérieure, et une partie intérieure, comprenant la gorge intérieure, les parties extérieure et intérieure étant rapportées l'une sur l'autre et solidarisées entre elles. - Le dispositif de manoeuvre comporte des moyens d'entraînement en rotation de la bobine autour de l'axe de révolution, comprenant des moyens de fixation sur la coque interne du véhicule sous-marin.An operating device according to the invention may further comprise one or more of the following features, taken alone or in any technically feasible combination. - The operating device comprises means for guiding the cable during its winding or unwinding around the coil, the guide means comprising: a support rail, extending longitudinally parallel to the axis of revolution of the coil, and a pulley, in which the cable passes, rotatable about an axis of rotation perpendicular to the support rail, the pulley being movably mounted in translation in a direction parallel to the axis of revolution on the support rail. - The guide means comprise drive means adapted to drive the pulley in translation parallel to the axis of revolution. - The support rail is rotatably mounted about a tilting axis parallel to the axis of revolution of the coil. - The coil comprises a circumferential outer groove, intended to receive the cable wound in this outer circumferential groove, this outer circumferential groove being delimited by two side walls extending radially to the axis of revolution and one facing the another, and an outer surface forming a bottom surface of said outer groove, and an inner circumferential groove, housing the connecting means, said inner circumferential groove being delimited by two radial walls extending radially to the axis of revolution and the one facing the other, and an inner surface, of opposite orientation to that of the outer surface, forming a bottom surface of this circumferential inner groove. - The connection means comprise, for each of the radial walls of the inner groove, at least one holding member, comprising a fixing portion on the inner shell and a support portion of a radially extending guide member cooperating with with the corresponding radial wall. - Each guide element is a sliding pad, for example Teflon®, fixed on the corresponding holding member, and in contact with the corresponding radial wall. - The coil comprises an outer portion, comprising the outer groove, and an inner portion, comprising the inner groove, the outer and inner portions being attached to one another and secured to each other. - The operating device comprises rotation drive means of the coil about the axis of revolution, comprising fastening means on the inner shell of the underwater vehicle.
L'invention concerne également un véhicule sous-marin, du type comportant une coque interne et une coque externe entourant la coque interne, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de manoeuvre tel que décrit précédemment, dont la bobine est agencée sur la coque interne, autour de cette coque interne.The invention also relates to an underwater vehicle, of the type comprising an inner shell and an outer shell surrounding the inner shell, characterized in that it comprises an operating device as described above, whose coil is arranged on the hull internal, around this inner shell.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'une partie arrière d'un véhicule sous- marin, comprenant une coque externe représentée par transparence et une coque interne équipée d'un dispositif de manoeuvre d'une antenne linéaire remorquée selon un exemple de mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective de la coque interne du véhicule sous-marin de la figure 1, comprenant le dispositif de manoeuvre de la figure 1 ; - la figure 3 est un détail d'une vue en coupe longitudinale du dispositif de manoeuvre des figures 1 et 2; - la figure 4 est un détail d'une vue avant du dispositif de manoeuvre de la figure 3. On a représenté, sur la figure 1, une partie arrière d'un véhicule sous-marin 10. De manière classique, le véhicule sous-marin 10 comporte une coque interne 12, dite coque épaisse, et une coque externe 14, dite coque légère, entourant la coque interne 12.The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and with reference to the appended figures, in which: FIG. 1 is a perspective view of a rear part of an underwater vehicle, comprising an outer shell represented by transparency and an inner shell equipped with a device for operating a linear antenna towed according to an exemplary embodiment of the invention; FIG. 2 is a perspective view of the inner hull of the underwater vehicle of FIG. 1, comprising the operating device of FIG. 1; - Figure 3 is a detail of a longitudinal sectional view of the operating device of Figures 1 and 2; FIG. 4 is a detail of a front view of the operating device of FIG. 3. FIG. 1 shows a rear part of a submarine vehicle 10. In a conventional manner, the undercarriage marine 10 has an inner shell 12, called thick shell, and an outer shell 14, called light shell, surrounding the inner shell 12.
La coque interne 12 s'étend le long d'un axe longitudinal X, et présente au moins une partie 13, notamment une partie arrière, de forme générale de révolution autour de cet axe longitudinal X. Le véhicule sous-marin 10 est équipé d'un dispositif 16 de manoeuvre d'une antenne linaire remorquée 18.The inner shell 12 extends along a longitudinal axis X, and has at least one part 13, in particular a rear part, of generally circular shape about this longitudinal axis X. The underwater vehicle 10 is equipped with a device 16 for operating a towed linear antenna 18.
Cette antenne linéaire remorquée 18 est de type à hautes performances, et comporte un câble 20 de grandes dimensions, par exemple de longueur comprise entre 1 km et 3 km. Le dispositif de manoeuvre 16 comporte par ailleurs une bobine 22 (également appelée « touret »), présentant une forme générale annulaire autour d'un axe de révolution R, autour de laquelle le câble 20 est propre à être enroulé. La bobine 22 est munie de moyens 24 de liaison avec la coque interne 12 du véhicule sous-marin, coaxialement à cette coque interne 12. Ainsi, l'axe de révolution R de la bobine 22 est aligné avec l'axe longitudinal X le long duquel s'étend la coque interne 12. Plus particulièrement, la bobine 22 est agencée autour de la partie arrière 13 de la coque interne 12. Ainsi, la bobine 22 présente un diamètre interne généralement compris entre 4 et 7 mètres.This towed linear antenna 18 is of high performance type, and comprises a cable 20 of large dimensions, for example of length between 1 km and 3 km. The operating device 16 further comprises a coil 22 (also called "drum"), having a generally annular shape about an axis of revolution R, around which the cable 20 is adapted to be wound. The coil 22 is provided with means 24 for connection with the inner shell 12 of the underwater vehicle, coaxially with the inner shell 12. Thus, the axis of revolution R of the coil 22 is aligned with the longitudinal axis X along which extends the inner shell 12. More particularly, the coil 22 is arranged around the rear portion 13 of the inner shell 12. Thus, the coil 22 has an internal diameter generally between 4 and 7 meters.
Les moyens de liaison 24 forment une liaison pivot, si bien que la bobine 22 est mobile en rotation autour de l'axe longitudinal X. Comme cela est notamment représenté sur la figure 3, la bobine 22 comporte une gorge extérieure circonférentielle 26, dans laquelle le câble 20 est destiné à être enroulé.The connecting means 24 form a pivot connection, so that the coil 22 is rotatable about the longitudinal axis X. As shown in particular in Figure 3, the coil 22 has an outer circumferential groove 26, in which the cable 20 is intended to be wound.
Cette gorge extérieure circonférentielle 26 est délimitée par deux parois latérales 28, s'étendant radialement à l'axe de révolution R, l'une en regard de l'autre, et une surface extérieure 30 formant une surface de fond de cette gorge extérieure 26. La distance entre les deux parois latérales 28 définit, parallèlement à l'axe de révolution R, une largeur de la gorge extérieure 26. Par ailleurs, la hauteur des parois latérales 28 définit une profondeur de la gorge extérieure 26. Cette largeur et cette profondeur de la gorge extérieure 26 sont choisies pour permettre un enroulement complet du câble 20. Afin d'optimiser ces largeur et profondeur de la gorge extérieure, l'enroulement du câble 20 dans cette gorge extérieure doit être correctement ordonné. A cet effet, le dispositif de manoeuvre 16 comporte des moyens 29 de guidage du câble 20 (également appelés « moyens de trancannage »), qui seront décrits ultérieurement. La bobine 22 comporte par ailleurs une gorge intérieure circonférentielle 32, dans laquelle sont logés les moyens de liaison 24. Cette gorge intérieure circonférentielle 32 est délimitée par deux parois radiales 34, s'étendant radialement à l'axe de révolution R, l'une en regard de l'autre, et une surface intérieure 36, d'orientation opposée à celle de la surface extérieure 30, formant une surface de fond de cette gorge intérieure 32. Les moyens de liaison 24 comportent, pour chacune des parois radiales 34, au moins un élément de maintien 38 fixé à la coque interne 12.This outer circumferential groove 26 is delimited by two lateral walls 28, extending radially to the axis of revolution R, one facing the other, and an outer surface 30 forming a bottom surface of this outer groove 26 The distance between the two side walls 28 defines, parallel to the axis of revolution R, a width of the outer groove 26. Moreover, the height of the side walls 28 defines a depth of the outer groove 26. This width and this depth of the outer groove 26 are chosen to allow complete winding of the cable 20. In order to optimize the width and depth of the outer groove, the winding of the cable 20 in this outer groove must be properly ordered. For this purpose, the operating device 16 comprises means 29 for guiding the cable 20 (also called "slicing means"), which will be described later. The coil 22 furthermore comprises a circumferential inner groove 32, in which the connecting means 24 are housed. This circumferential inner groove 32 is delimited by two radial walls 34, extending radially to the axis of revolution R, one of which facing the other, and an inner surface 36, of opposite orientation to that of the outer surface 30, forming a bottom surface of this inner groove 32. The connecting means 24 comprise, for each of the radial walls 34, at least one holding element 38 fixed to the inner shell 12.
Chaque élément de maintien 38 comporte une partie 38A de fixation sur la coque interne, et une partie 38B de support d'un élément de guidage 40. Cet élément de guidage 40 s'étend radialement à l'axe longitudinal X, et coopère avec la paroi radiale 34 correspondante. L'ensemble des éléments de guidage 40 permet donc de réaliser le guidage en rotation de la bobine 22 autour de l'axe longitudinal.Each holding element 38 has a fixing portion 38A on the inner shell, and a support portion 38B of a guide element 40. This guide element 40 extends radially to the longitudinal axis X, and cooperates with the corresponding radial wall 34. The set of guide elements 40 thus makes it possible to carry out the rotational guidance of the coil 22 around the longitudinal axis.
Le contact entre chaque élément de guidage 40 et la paroi radiale 34 correspondante étant réalisé dans un plan radial à l'axe longitudinal, ce contact reste maintenu en cas de déplacement radial des éléments de maintien 38, notamment en cas de dilatation de la coque interne 12, ce qui permet de conserver le guidage en rotation de la bobine 22 autour de l'axe longitudinal X.The contact between each guide element 40 and the corresponding radial wall 34 being made in a radial plane to the longitudinal axis, this contact is maintained in case of radial displacement of the holding elements 38, in particular in case of expansion of the inner shell 12, which makes it possible to maintain the rotation guidance of the coil 22 around the longitudinal axis X.
Par exemple, chaque élément de guidage 40 est un patin de glissement, par exemple en Téflon®, fixé sur l'élément de maintien 38 correspondant, et en contact avec la paroi radiale 34 correspondante. Avantageusement, les moyens de liaison 24 comportent une pluralité d'éléments de maintien 38 répartis circonférentiellement autour de la coque interne 12. Chaque élément de maintien 38 est par exemple formé par une équerre dont la partie de fixation 38A et la partie de support 38B sont formées par des bords de cette équerre disposés en angle droit. Avantageusement, la bobine 22 est réalisée en deux parties rapportées l'une sur l'autre et solidarisées entre elles. Plus particulièrement, la bobine 22 comporte une partie extérieure 22A, comprenant la gorge extérieure 26, et une partie intérieure 22B, comprenant la gorge intérieure 32, rapportées l'une sur l'autre et solidarisées entre elles. Le fait de réaliser la bobine 22 en deux parties permet de faciliter son montage, les parties extérieure 22A et intérieure 22B pouvant être montées séparément en fonction de leurs exigences de montage, puis fixées entre elles. Le dispositif de manoeuvre 16 comporte avantageusement des moyens (non représentés) d'entraînement en rotation de la bobine 22 autour de l'axe longitudinal X, comprenant de préférence des moyens de fixation sur la coque interne 12. Ces moyens d'entraînement comportent par exemple un moteur et des engrenages d'entraînement de type classique, corrélant la rotation induite par le moteur à la rotation de la bobine 22. Comme indiqué précédemment, on assure un enroulement ou déroulement ordonné du câble 20 grâce aux moyens 29 de guidage de ce câble 20. Ces moyens de guidage 29 comportent un rail de support 44, s'étendant longitudinalement parallèlement à l'axe de révolution R de la bobine 22.For example, each guide member 40 is a sliding pad, for example Teflon®, fixed on the corresponding holding element 38, and in contact with the corresponding radial wall 34. Advantageously, the connecting means 24 comprise a plurality of holding elements 38 distributed circumferentially around the inner shell 12. Each holding element 38 is for example formed by a bracket whose attachment portion 38A and the support portion 38B are formed by edges of this bracket arranged at right angles. Advantageously, the coil 22 is made in two parts attached to one another and secured to each other. More particularly, the coil 22 has an outer portion 22A, comprising the outer groove 26, and an inner portion 22B, including the inner groove 32, attached to one another and secured to each other. Making the coil 22 in two parts facilitates its mounting, the outer 22A and inner 22B parts can be mounted separately according to their mounting requirements, and then fixed together. The operating device 16 advantageously comprises means (not shown) for rotating the bobbin 22 around the longitudinal axis X, preferably comprising fastening means on the inner shell 12. These drive means comprise, a motor and drive gears of conventional type, correlating the rotation induced by the motor to the rotation of the coil 22. As indicated above, it ensures an ordered winding or unwinding of the cable 20 through the means 29 for guiding this 20. These guide means 29 comprise a support rail 44, extending longitudinally parallel to the axis of revolution R of the coil 22.
Les moyens de guidage 29 comportent par ailleurs une poulie 46, dans laquelle passe le câble 20 en sortie de la bobine 22, comme cela est notamment représenté sur la figure 3. Cette poulie 46 est mobile en rotation autour d'un axe de rotation S perpendiculaire au rail de support 44. La poulie 46 est montée mobile en translation dans une direction parallèle à l'axe de révolution R, sur le rail de support 44. A cet effet, la poulie 46 est par exemple montée mobile en rotation sur un curseur (non représenté), lui-même mobile en translation sur le rail de support 44. Le déplacement en translation de la poulie 46, parallèlement à l'axe de révolution R, permet à cette poulie 46 de suivre le câble 20 sur toute la largeur de la gorge extérieure 26, lors de l'enroulement ou le déroulement de ce câble 20. lI est ainsi possible de déposer le câble 20, spire après spire, sur toute la largeur de la gorge extérieure 26, permettant un enroulement ordonné du câble 20. Le câble 20 enroulé de manière ordonnée est représenté sur la figure 3. De préférence, les moyens de guidage 29 comportent des moyens de motorisation (non représentés) propres à entrainer la poulie 46 le long de la direction parallèle à l'axe de révolution R lors du déroulement ou de l'enroulement du câble 20. Ces moyens de motorisation sont avantageusement corrélés aux moyens d'entraînement de la bobine 22 en rotation, de sorte que la vitesse de déplacement en translation de la poulie 46 soit liée à la vitesse de rotation de la bobine 22. Avantageusement, afin d'optimiser le bon enroulement du câble 20, le rail de support 44 est monté mobile en rotation autour d'un axe d'inclinaison A parallèle à l'axe de révolution R de la bobine 22, comme cela est représenté sur la figure 4. Ainsi, il est possible de modifier l'inclinaison de la poulie 46 entre deux positions extrêmes 46A et 46B représentées sur la figure 4, en fonction de l'angle d'arrivée du câble 20 sur la bobine 22. En effet, le câble 20 est susceptible d'être enroulé en plusieurs couches dans la gorge extérieure 26, l'angle d'arrivée du câble 20 étant différent en fonction de la couche correspondante. Il est à noter que lors du déroulement du câble 20, celui-ci est entraîné par un extracteur de type classique. Le dispositif de manoeuvre 16 comporte par ailleurs un tube 50 de guidage du câble 20, porté par la coque interne 12, s'étendant entre l'aval de la poulie 46 et l'amont d'un passage de sortie d'antenne ménagé sur la paroi externe 14. On notera que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit, mais pourrait présenter diverses variantes.25The guide means 29 furthermore comprise a pulley 46 in which the cable 20 leaves the coil 22, as shown in particular in FIG. 3. This pulley 46 is able to rotate about an axis of rotation S perpendicular to the support rail 44. The pulley 46 is mounted to move in translation in a direction parallel to the axis of revolution R, on the support rail 44. For this purpose, the pulley 46 is for example rotatably mounted on a slider (not shown), itself movable in translation on the support rail 44. The translational movement of the pulley 46, parallel to the axis of revolution R, allows this pulley 46 to follow the cable 20 over the entire width of the outer groove 26, during the winding or unwinding of the cable 20. It is thus possible to remove the cable 20, turn after turn, over the entire width of the outer groove 26, allowing an ordered winding of the cable 20. The curb the wound in an orderly manner is shown in Figure 3. Preferably, the guide means 29 comprise motorization means (not shown) adapted to drive the pulley 46 along the direction parallel to the axis of revolution R during the unwinding or winding of the cable 20. These motorization means are advantageously correlated with the driving means of the coil 22 in rotation, so that the translational speed of translation of the pulley 46 is related to the speed of rotation of the coil 22. Advantageously, in order to optimize the good winding of the cable 20, the support rail 44 is rotatably mounted around a tilting axis A parallel to the axis of revolution R of the coil 22, as shown in FIG. 4. Thus, it is possible to modify the inclination of the pulley 46 between two extreme positions 46A and 46B shown in FIG. 4, as a function of the angle of arrival of the cable 20 on the coil 22. Indeed, the cable 20 is likely to be wound in several layers in the outer groove 26, the arrival angle of the cable 20 is different depending on the corresponding layer. It should be noted that during the unwinding of the cable 20, it is driven by a conventional type of extractor. The operating device 16 also comprises a tube 50 for guiding the cable 20, carried by the inner shell 12, extending between the downstream end of the pulley 46 and the upstream end of an antenna exit passage arranged on the outer wall 14. Note that the invention is not limited to the embodiment described above, but could have various variants.
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