1 La présente invention a pour objet un navire à hautes performances de vitesse, à effet de surface de par ses composantes aérodynamiques et hydrodynamiques intrinsèques ou générées par sa vitesse de déplacement qui peut atteindre 70 noeuds.The present invention relates to a vessel with high speed performance, surface effect by its intrinsic aerodynamic and hydrodynamic components or generated by its speed of movement which can reach 70 knots.
Il existe des bateaux 2 coques (catamarans), 3 coques (trimarans), à coque centrale plus longue que les latérales, celles-ci servant de flotteur, 4 coques (brevets français 2586001 et 9006193, inventeur Daniel TOLLET) et 5 coques (inventeur Daniel TOLLET). Le concept multicoques, et surtout, multi-tunnels, optimisé selon les revendications précises du présent brevet, va permettre d'atteindre des niveaux de confort, de sécurité, de performance et de rentabilité jamais atteints concomitamment à ce jour dans l'exploitation navale, commerciale, civile ou militaire. Les dimensions et formes du navire sont particulières et influent sur la stabilité, les portances, la sécurité et les capacités d'emport. Les formes des coques sont exclusives, surtout au niveau des étraves, de leur face inférieure et de leur profilé, pour optimiser le passage à la vague, la portance hydrodynamique et la rentabilité d'exploitation. Les tunnels inter-coques sont de forme exclusive pour une optimisation du confort, de la portance aérodynamique, et donc de la rentabilité d'exploitation. Enfin, pour conserver au mieux toutes ces performances à grande vitesse, la répartition des masses doit être régie selon des règles strictes.There are boats 2 hulls (catamarans), 3 hulls (trimarans), with hull central longer than the lateral ones, these serving of float, 4 hulls (French patents 2586001 and 9006193, inventor Daniel TOLLET) and 5 hulls (inventor Daniel TOLLET). The concept multihulls, and above all, multi-tunnels, optimized according to the specific claims of this patent, will make it possible to reach levels of comfort, safety, performance and profitability never achieved concomitantly to date in the naval operation, commercial, civilian or military. The dimensions and shapes of the ship are unique and affect stability, bearing capacity, safety and carrying capacity. The hull shapes are exclusive, especially at the bows, their lower face and their profile, to optimize the passage to the wave, the hydrodynamic lift and operating profitability. The inter-hull tunnels are of exclusive shape for an optimization of the comfort, the aerodynamic lift, and thus the operating profitability. Finally, to best maintain all these high-speed performance, the distribution of masses must be governed by strict rules.
Les figures annexées aident à la compréhension du concept : La figure A est une vue longitudinale permettant d'apprécier la forme générale ; La figure B est une vue de face de la proue au niveau des coques, tunnels et plancher ; La figure C est un agrandissement de la base d'une coque ; La figure D détaille le fond de coque et l'étrave. Les caractéristiques de cette invention, de 2 à 6 coques, sont définies comme suit : La largeur totale du navire, à la poupe, est B = 11L / 711 où L est la longueur totale du navire ; Cet empattement hors du commun permet, en partie, de limiter les accélérations verticales à 0,07g, tandis que l'approbation par calculs de structures pour ce concept atteint 1,3 g. Les N coques sont toutes de la même longueur et de la même largeur. Elles se réduisent de la même façon vers l'avant, selon un angle de 3°. Elles intègrent la motorisation, et, selon la longueur du navire, les zones de chargement, essentiellement sur le tiers arrière et la moitié du tiers suivant, ainsi que l'aménagement optionnel. La largeur de chaque coque à la poupe est liée à la largeur du navire et au nombre de coques, selon la formule : b = 2B / 3N ; Des chanfreins à desseins d'optimisation aérodynamique et hydrodynamique les finalisent (A1/A2/131/132/133). A la poupe, la hauteur H des N coques est également fonction de la longueur du navire, selon la relation H = L / 15.The accompanying figures help to understand the concept: Figure A is a longitudinal view to appreciate the general shape; Figure B is a front view of the bow at the hulls, tunnels and floor; Figure C is an enlargement of the base of a shell; Figure D details the bottom of the hull and the bow. The characteristics of this invention, from 2 to 6 hulls, are defined as follows: The total width of the vessel, at the stern, is B = 11L / 711 where L is the total length of the ship; This unusual wheelbase allows, in part, to limit vertical accelerations to 0.07g, while structural design approval for this concept reaches 1.3g. The N shells are all the same length and width. They are reduced in the same way forward, at an angle of 3 °. They incorporate the engine, and, depending on the length of the ship, the loading areas, mainly on the back third and half of the next third, as well as the optional arrangement. The width of each hull at the stern is related to the width of the ship and the number of hulls, according to the formula: b = 2B / 3N; Chamfers with aerodynamic and hydrodynamic optimization designs finalize them (A1 / A2 / 131/132/133). At the stern, the height H of the N hulls is also a function of the length of the ship, according to the relation H = L / 15.
3028491 2 Les coques sont solidarisées entre elles par une structure dont la partie basse va coiffer les tunnels ; L'épaisseur de cette structure est variable, se réduisant de la poupe à la proue, selon les relations suivantes : Epaisseur à la poupe : h1= H / 4 ; 5 Epaisseur à la proue : h2 = h1- L * tan [ (0,49 * Tc) / 180 ] Au-dessus de ce plancher se trouve la structure haute du navire définie en hauteur par 3 limites sécantes étudiées et calculées ainsi : Une droite d'angle 175° (dans un plan usuel orthonormé) de l'avant vers l'arrière (A3) ; 10 Un plafond horizontal de hauteur Hp = 4H / 5 (A4) ; Une droite d'angle 15° (dans un repère usuel orthonormé) de l'arrière vers l'avant (A5). Ainsi défini, le navire possède les performances aérodynamiques suivantes : le coefficient de traînée est inférieur à 0,15 (Cx < 0,15) ; le coefficient de portance atteint 0,6 (Cz = 0,6) ; 15 la finesse résultante est de 4 (f = Cz / Cx = 4). La forme globale des N coques et la forme générale du navire sont maintenant définies. A leur suite, les tunnels inter-coques résultants, dans lesquels va se jouer la portance aérodynamique, clé de voûte du système, se définissent ainsi : pour N coques, on retrouve (N-1) tunnels, dont les dimensions, à la poupe, 20 dépendent, là encore, des données précédentes : Largeur :t =13/ 3 (N-1); Hauteur : ht = 3H / 4 Le plafond des tunnels est orienté à 0,49° (84), optimisant la compression d'air, d'autant plus que le navire va prendre de la vitesse. A vitesse maximale, l'air sort des tunnels au double de la vitesse relevée à l'entrée.3028491 2 The hulls are joined together by a structure whose lower part will cap the tunnels; The thickness of this structure is variable, reducing from stern to bow, according to the following relationships: Thickness at stern: h1 = H / 4; 5 Thickness at the bow: h2 = h1- L * tan [(0,49 * Tc) / 180] Above this floor is the upper structure of the ship defined in height by 3 intersecting limits studied and calculated as follows: right angle 175 ° (in usual orthonormal plane) from front to rear (A3); A horizontal ceiling height Hp = 4H / 5 (A4); An angle of 15 ° (in a usual orthonormal reference) from the back to the front (A5). Thus defined, the ship has the following aerodynamic performance: the drag coefficient is less than 0.15 (Cx <0.15); the lift coefficient reaches 0.6 (Cz = 0.6); The resulting fineness is 4 (f = Cz / Cx = 4). The overall shape of the N shells and the general shape of the ship are now defined. Following them, the resulting inter-hull tunnels, in which the aerodynamic lift, keystone of the system, will be defined: for N hulls, we find (N-1) tunnels, whose dimensions, at the stern Again depend on the above data: Width: t = 13/3 (N-1); Height: ht = 3H / 4 The tunnels ceiling is oriented at 0.49 ° (84), optimizing the air compression, especially as the ship will gain speed. At maximum speed, the air exits the tunnels at twice the speed recorded at the entrance.
25 Cette forme est complétée par des chanfreins hauts à 45° (B5), dont la dimension est b / 5 en projection verticale ou horizontale. Effilés vers l'avant, ils vont réduire encore le volume des tunnels sur l'arrière, sans pour autant freiner le navire. Quant à la surface mouillée, la description des faces inférieures des coques est tout aussi importante et 30 complémentaire des définitions précédentes. A la poupe, chaque fond de coque peut être défini en trois tiers égaux : Les deux tiers latéraux : o se réduisent de 3° vers l'avant (M); o sont parallèles au plafond des tunnels, à 0,49° ; 35 o sont en contact hydrique complet, pour permettre un écopage optimal et nécessaire au fonctionnement des waterjets embarqués. Le tiers central : 3028491 3 o est de largeur constante, jusqu'à former le bas de l'étrave inclinée à 15° (D2), lorsque les deux tiers latéraux l'ont rejoint (D3) ; o suit une pente de 0,39°, se mettant en léger décalage dans le plan horizontal par rapport aux tiers latéraux (D4) ; Ainsi, un « tunnel » (Cl) dans le fond de coque est créé dans le tiers 5 central, ayant pour fonction de récupérer de l'air, naturellement et par injection à l'étrave, pour diminuer la surface mouillée du navire d'un facteur approchant le tiers de la surface des fonds des coques. Afin de parfaire cette optimisation de la surface mouillée, on conserve davantage l'air captif dans ce 10 corridor à l'aide de réglettes (C2), d'une longueur égale au 1/10 du tirant d'eau, à 45° vers le bas, au niveau des jonctions décalées entre les tiers des fonds des coques. L'équilibre du navire est le dernier critère essentiel : le centre des carènes et le centre de gravité doivent se retrouver strictement au même endroit, soit au tiers arrière du navire (en partant de l'arrière) et sur l'axe 15 longitudinal médian. Le navire ainsi équilibré, en charge ou à vide, lors de son avancée, verra son assiette à cabrer ne pas excéder 1°, avec le fond des coques à 0,5°, conservant au minimum les tiers de la surface mouillée en contact avec l'eau, entre les parties latérales d'une même coque. Pour cela, la zone de chargement pour maintenir une assiette optimale se situe sur le tiers arrière du navire 20 + la moitié du tiers de la zone centrale en partant de l'arrière. Ce type de navire est applicable à tous les usages, hors chargement de masse (type pétrolier) qui n'aurait pas d'intérêt. Tous les navires dont le concept est lié à la notion d'outil de travail civil, commercial ou militaire, de transport de passagers ou de marchandises sont potentiellement exploitables selon ce concept 25 qui leur fera gagner rentabilité, confort, vitesse et sécurité dans des proportions très importantes par rapport aux coques à déplacement.This shape is completed by 45 ° high chamfers (B5), the dimension of which is b / 5 in vertical or horizontal projection. Tapered forward, they will further reduce the volume of tunnels on the rear, without braking the ship. As for the wet surface, the description of the lower faces of the hulls is equally important and complementary to the preceding definitions. At the stern, each bottom of the hull can be defined in three equal thirds: The two thirds lateral: o are reduced by 3 ° towards the front (M); o are parallel to the tunnel ceiling at 0.49 °; 35 o are in complete water contact, to allow optimal scooping and necessary for the operation of the embedded waterjets. The central third: 3028491 3 o is of constant width, until forming the bottom of the stem inclined at 15 ° (D2), when the two thirds later joined it (D3); o follows a slope of 0.39 °, moving slightly in the horizontal plane with respect to the lateral thirds (D4); Thus, a "tunnel" (C1) in the hull bottom is created in the central third, whose function is to recover air, naturally and by injection at the bow, to reduce the wetted surface of the vessel. a factor approaching one-third of the surface of the hull bottoms. In order to complete this optimization of the wetted surface, the trapped air in this corridor is further preserved by means of strips (C2), with a length equal to 1/10 of the draft, at 45 ° to the bottom, at the junctions staggered between the thirds of the bottoms of the hulls. The balance of the ship is the last essential criterion: the center of the hulls and the center of gravity must be found in exactly the same place, that is to say the third of the ship (from the rear) and the median longitudinal axis. . The ship thus balanced, laden or empty, when it is advanced, will have its pitching attitude not to exceed 1 °, with the bottom of the hulls at 0.5 °, keeping at least one-third of the wet surface in contact with the water, between the lateral parts of the same hull. For this, the loading area to maintain an optimal attitude is located on the rear third of the ship 20 + half of the third of the central area from the rear. This type of ship is applicable to all uses, excluding mass loading (oil type) that would not interest. All ships whose concept is related to the concept of civil, commercial or military work tool, of passengers or goods transport are potentially exploitable according to this concept 25 which will make them gain profitability, comfort, speed and safety in proportions very important compared to moving shells.