WO2019120928A1 - Vehicule apte a etre immerge comprenant un mat - Google Patents

Vehicule apte a etre immerge comprenant un mat Download PDF

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WO2019120928A1
WO2019120928A1 PCT/EP2018/083012 EP2018083012W WO2019120928A1 WO 2019120928 A1 WO2019120928 A1 WO 2019120928A1 EP 2018083012 W EP2018083012 W EP 2018083012W WO 2019120928 A1 WO2019120928 A1 WO 2019120928A1
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WO
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mast
axis
configuration
marine vehicle
rotation
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/083012
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English (en)
Inventor
Christophe Borel
Jean-Philippe Brunet
Cyril BOUYER
Original Assignee
Thales
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/34—Adaptation for use in or on ships, submarines, buoys or torpedoes

Definitions

  • the field of the invention is that of marine vehicles intended to move submerged in a liquid, including submarine vehicles. It relates more particularly to underwater vehicles.
  • Unmanned Underwater Vehicle which may autonomous vehicles also called AUV in reference to the Anglo-Saxon expression (“Autonomous Underwater Vehicle” ) or non-autonomous vehicles also called ROV with reference to the English expression "remotely operated vehicle”.
  • Submarine vehicles regularly have to go to the surface for various reasons (refueling, communicating with a significant transmission rate, recovering, making measurements, etc.).
  • These underwater vehicles therefore comprise a payload comprising for example a telecommunication antenna or a camera intended to be used above the surface of the water.
  • the underwater vehicle must then be able to bring this payload to a sufficient altitude above the surface of the water, often several meters above the surface of the water so as to allow smooth operation of the payload. For example, it is desired to transmit and / or receive radio waves with good performance or to acquire good quality images of a landscape above the surface of the water.
  • certain applications require the most stable mast orientation possible along a fixed vertical axis relative to the terrestrial reference.
  • Payloads such as antennas are generally installed at the end of a deployable mast which is stowed when the underwater vehicle is moving in depth and which is deployed when the craft rises to the surface of the water, to bring the payload above the surface of the water at sufficient altitude.
  • a mast extending along a radial axis of the body of the underwater vehicle.
  • the radial axis is defined with respect to a longitudinal axis of a body of the underwater vehicle.
  • the body of the underwater vehicle is elongated along the longitudinal axis.
  • the mast is folded inside the body of the vehicle submarine. This makes it possible to limit the hydrodynamic drag of the underwater vehicle when it is fully submerged.
  • the underwater vehicle rises to the surface and the mast is translated along the radial axis so as to extend above the body of the undercarriage. marine on a vertical axis.
  • the stability of the mast is obtained thanks to the inertia of the whole and thanks to a length of the vehicle greater than the length of the waves.
  • Vehicles of smaller size (of a hundred kg with a payload of a few kg at the end of a mast of several meters) using this type of mast are very unstable when there is a little swell . Indeed, the vehicle floating on the surface of the sea follows the surface of the water and undergoes a movement of rolling and pitching. If a use of the payload integrated into the mast requires a certain stability of the mast then its performance depends on the sea state.
  • Solutions for improving the stability of the mast include providing means for varying the longitudinal attitude of the body of the underwater vehicle ("pitch" in English terminology) so as to allow to orient the longitudinal axis of the body of the underwater vehicle in a substantially vertical direction when the underwater vehicle floats on the surface of the water in a configuration.
  • a first solution of this type is described in the patent application GB 2 335 888 and shown in FIG. 1.
  • the mast 1 provided with the payload extends vertically above the surface S of the water and is aligned with the longitudinal axis xe of the body 3 of the underwater vehicle 4.
  • the mast 1 extends longitudinally substantially along the longitudinal axis xe of the body 3 of the underwater vehicle 4 and is movable in translation along this axis so that it can be retracted within the body 3 of the underwater vehicle 4, or out of the body of the underwater vehicle, as shown in Figure 1, towards the front of the body 3
  • the longitudinal attitude of the body 3 of the underwater vehicle 4 is modified by translating an internal mass to the body 3 of the underwater vehicle 4 along the longitudinal axis xe or by control surfaces.
  • a second solution is described in the patent application US 20080132130 and is shown in FIG. 2.
  • a first mast 100 provided with the payload is connected to the body 102 of a floating machine by a first pivot connection 103.
  • a second mast 105 is connected to the body 102 of the floating machine by a second pivot connection 106 of axis parallel to that of the first pivot connection 103 and disposed near the second longitudinal end 107 of the body of the floating machine.
  • This second mast 105 is deployed so as to modify the position of the center of gravity of the underwater vehicle along the longitudinal axis xl of the body of the floating machine to vary the longitudinal attitude of the body 102 to bring the machine in a stable position in which it floats on the surface of the water with the two masts 100, 105 and the body 102 of the vertical submarine vehicle as shown in FIG. 2.
  • Control surfaces also make it possible to modify the longitudinal plate of the body of the floating craft.
  • the stationary mast to rotate on itself, the mast stabilized in a substantially vertical direction, for example, to acquire or transmit information in different radial directions to a vertical axis.
  • An object of the invention is to limit at least one of the aforementioned drawbacks.
  • the subject of the invention is a submergible marine vehicle, comprising a body extending longitudinally along an axis x and a mast extending longitudinally along an axis xm, the being provided with a payload intended to be immersed.
  • the marine vehicle being capable of being in a panoramic configuration in which the mast extends at least partially above the surface of the water and extends longitudinally in a direction substantially vertical, the mast being in an operational configuration in which it exceeds the body along the x axis
  • the marine vehicle comprising a thruster capable of generating a torque around the xm axis, when the marine vehicle is in the panoramic configuration , so as to rotate the body and the mast around the xm axis.
  • the thruster and the mast are arranged so that when the xm axis is inclined relative to the x axis in the panoramic configuration, there is a non-zero lever arm between the xm axis and the thruster.
  • the thruster comprises two counter-rotating propellers each comprising blades whose collective and cyclic incidence around a neutral position is variable, the propellers being mounted on the body so as to have the same axis of rotation fixed relative to the body, this axis of rotation being substantially parallel to the longitudinal axis x.
  • the mast is connected to the body by a pivot connection for pivoting the mast relative to the body between a storage configuration in which the mast is folded down along the body and the operational configuration.
  • the mast is capable of being immobilized in the operational configuration.
  • the xm axis extends substantially parallel to the x axis.
  • the marine vehicle is likely to have a positive buoyancy in a so-called stabilization panoramic configuration in which the body is totally immersed.
  • the marine vehicle is likely to have a positive buoyancy in a so-called stabilization panoramic configuration in which the body is totally immersed, the mast crossing the surface of the water.
  • the marine vehicle has a cross section smaller than a cross section of the body.
  • the mast is connected to the body by a pivot connection.
  • the pivot connection is disposed near a first longitudinal end of the body.
  • the vehicle comprises rotation means configured to implement, on receipt of a rotation command, a rotational step in which the thruster generates a rotational torque about the axis xm axis to rotate the body and the mast around the xm axis, the marine vehicle being in a panoramic configuration.
  • the rotation means are configured to implement the step of rotation when the x-axis is inclined with respect to the xm axis.
  • the invention also relates to a method for controlling a marine vehicle according to any one of the preceding claims, comprising a step of rotation, during which the thruster generates a rotation torque about the axis of the axis.
  • a step of rotation during which the thruster generates a rotation torque about the axis of the axis.
  • xm in the pan configuration to rotate the body and mast around the xm axis.
  • the method comprises a step of adjusting the buoyancy, prior to the rotation step, to bring the marine vehicle so that the vehicle has a positive buoyancy in the panoramic configuration.
  • the adjustment step is performed so that the body is totally immersed in the panoramic configuration, the mast crossing the surface of the water.
  • the method comprises a step of deploying the mast, prior to the step of rotation, from a storage configuration, in which the mast is folded down along the body of the marine vehicle, to the operational configuration by pivoting the mast by relative to the body around a pivot connection connecting the mast to the body.
  • the method comprises a step of adjusting the longitudinal attitude of the body of the marine vehicle, prior to the step of rotation, so that the axis xm is substantially vertical in the panoramic configuration.
  • FIG. 1 already described schematically represents an example of a submarine machine according to the prior art
  • FIG. 2 already described schematically represents an example of a floating machine according to the prior art
  • FIG. 3 diagrammatically represents a marine vehicle according to the invention in a panoramic configuration, the mast being in an operational configuration
  • FIG. 4 diagrammatically represents the marine vehicle of FIG. 3 in which the mast is in a storage configuration
  • FIG. 5 schematically shows the bodies of an example of a marine vehicle according to the invention.
  • the invention relates in particular to an underwater vehicle 10 as shown in FIG. 3.
  • An underwater vehicle is a submersible vehicle capable of moving underwater, that is to say in a totally submerged manner.
  • the invention also applies to a surface vehicle, that is to say to a floating vehicle intended to float on the surface of the water and not intended to be completely immersed, that is to say having positive buoyancy.
  • the underwater vehicle 10 comprises a body 1 1 extending longitudinally along a longitudinal axis x and a mast 12 connected to the body 1 1 of the underwater vehicle.
  • the mast 12 is provided with a payload 13 for use above the surface S of the water.
  • the payload 13 comprises at least one transmitter and / or at least one receiver.
  • the payload may comprise an emitter capable of emitting radio waves or radio transmitting antenna and / or a receiver capable of receiving radio waves or radio receiving antenna and / or a receiver able to receive light waves or a radio sensor. image and / or an image emitter or a light beam.
  • the payload 13 or at least one transmitter and / or at least one receiver of the payload 13 is integral with the mast 12.
  • This rotation is performed using the thruster.
  • the payload or at least one transmitter and / or at least one receiver of the payload 13 may be pivotally mounted relative to the mast around the axis of the mast.
  • the underwater vehicle may include an actuator to rotate the payload around the axis of the mast.
  • At least one transmitter and / or at least one receiver of the payload 13 can be attached to the mast removably. It is for example included in a tank adapted to be fixed to the mast and adapted to detach from the mast, for example to raise a communication equipment above the surface of the water.
  • the underwater vehicle comprises a tank 130 fixed, permanently or removably, at one end of the mast 12 in which the payload 13 is housed.
  • the mast comprises the tank.
  • the underwater vehicle 10 comprises a body 1 1 of the underwater vehicle having an elongated shape along a longitudinal axis x of the underwater vehicle 10.
  • the underwater vehicle is for example intended to move mainly along the longitudinal axis x.
  • the mast 12 has an elongate shape along a longitudinal axis of the mast xm.
  • the mast is likely to be in at least one operational configuration in which the mast 12 is projecting relative to the body 1 1 of the underwater vehicle 10 along the x axis.
  • the mast 12 protrudes from the body 1 1 of the underwater vehicle 10 in the operational configuration.
  • the vehicle 10 has, in the operational configuration, a dimension, taken along the x axis, greater than the length of the body 1 1 of the underwater vehicle since the length of the projection formed by the mast 12 , taken along the x-axis, is added to it. More specifically, in the operational configuration, the payload 13 or the end of the mast closest to the payload 13, exceeds the body 1 1 along the x axis.
  • the mast 12 is secured to the body of the underwater vehicle 10 in rotation about the xm axis.
  • the underwater vehicle 10 is likely to be in a so-called panoramic configuration, an example of which is shown in FIG. 3, in which the mast 12 extends at least partially above the surface of the water and extends longitudinally in a substantially vertical direction z defined in an earth-bound mark such that the payload is disposed above the surface of the water, i.e., one end 12a of the mast extends above the surface of the water.
  • the longitudinal axis xm of the mast 12 extends substantially vertically in the panoramic configuration.
  • the mast is in an operational configuration.
  • the vehicle is advantageously able to be in a so-called panoramic configuration for each operational configuration of the mast.
  • the vehicle is adapted to be in a panoramic configuration for at least one operational configuration.
  • the underwater vehicle 10 comprises a thruster 14 capable of generating a torque around the xm axis to rotate the body 1 1 of the underwater vehicle and the mast 12 around the axis xm when the underwater vehicle 10 is in the panoramic configuration.
  • a thruster 14 capable of generating a torque around the xm axis to rotate the body 1 1 of the underwater vehicle and the mast 12 around the axis xm when the underwater vehicle 10 is in the panoramic configuration.
  • the mast 12 and the body 1 1 of the marine vehicle 10 rotate around the xm axis, fixed relative to the terrestrial reference, while remaining in the panoramic configuration. It is thus possible to perform the functions, described above, requiring rotation of the mast around its axis xm at constant altitude.
  • the mast and the body 11 are integral in rotation about the xm axis, it is not necessary to provide specific device for managing the winding of the cables connecting the payload to the body 1 1 when the mast rotates about its axis in contrast to a solution in which the mast 12 rotates about its xm axis while the underwater vehicle is fixed relative to the body of the underwater vehicle.
  • This solution also avoids the installation or use of an actuator for rotating the mast relative to the body 1 1 of the underwater vehicle 10 or to rotate the payload or a transmitter or receiver of the payload around the axis of the mast. If such an actuator is provided, the invention makes it possible to perform the panoramic rotation function in the event of a failure of the actuator.
  • the thruster 14 is a vector thruster capable of generating a vector thrust, that is to say a steerable thrust relative to the body 1 1 of the underwater vehicle 10.
  • vector thruster a thruster capable of generating a steerable thrust.
  • vector propulsion is opposed to the conventional propulsion in which the orientation of control surfaces causes a modification of the lift generated by the flow of fluid surrounding the control surfaces.
  • the force generated by the fluid on the control surfaces makes it possible to orient the vehicle in the direction sought.
  • a limitation of this form of propulsion is the need to generate a significant flow of fluid around the vehicle to cause a change in lift of the control surfaces allowing a change of direction of the vehicle. In other words, it is not possible by conventional propulsion to orient the vehicle in a desired direction without a significant displacement of the vehicle, when the fluid flow is zero.
  • Vector propulsion has many advantages, including increased maneuverability, simplification of the architecture (e.g. This steering capacity of the propulsion allows the vehicle to dispense with conventional rudders, and thus significantly reduce the hydrodynamic drag of the vehicle which increases the endurance of the vehicle.
  • the thruster 14 is capable of generating a thrust directed along the x axis. This solution avoids the installation of a specific thruster to rotate the mast 12 and the body 10 around the axis of the mast, the same thruster to advance the vehicle along the x axis and to do so rotate along the xm axis.
  • the thruster 14 is an omnidirectional vector thruster. It is able to generate an orientable thrust on 4p sté radian s.
  • the thruster 14 is mounted on the body 1 1 of the underwater vehicle 10. In other words, the thruster 14 is connected to the mast 12 via the body 1 1 of the underwater vehicle 10.
  • the thruster 14 comprises two propellers 15, 16.
  • these propellers are counter-rotating propellers each comprising blades 17 whose collective and cyclic incidence around a neutral position is variable.
  • the propellers 15 and 16 are mounted on the body 1 1 so as to have a same axis of rotation relative to the body 1 1 of the underwater vehicle, this axis of rotation being parallel to the axis longitudinal x of the body 1 1 of the underwater vehicle 10.
  • the underwater vehicle 10 comprises a thruster 14 capable of generating a thrust along the x-axis and one or more lateral thrusters mounted on the body 11 and capable of generating thrust along two radial orthogonal axes.
  • These lateral thrusters make it possible to generate the desired torque.
  • the disadvantage of this type of thruster is that when the vehicle is moving along the x-axis these side thrusters are no longer effective because their thrust is "blown" by the flow generated by the advance of the vehicle. They must equip the vehicle control surfaces to be maneuvering in advance.
  • the underwater vehicle 10 is likely to float, that is to say to have a positive buoyancy, in a stable panoramic configuration, as shown in FIG. 3, in which the mast 12 is in a configuration operational.
  • the underwater vehicle When, in the so-called panoramic configuration, the underwater vehicle has a positive buoyancy, no propulsion energy is therefore necessary to keep the underwater vehicle 10 in this configuration, which makes it possible to extend the duration of the vehicle missions. submarine.
  • the underwater vehicle 10 may be naturally brought to float in this configuration by its positive buoyancy or may include means for adjusting its buoyancy which will be described later.
  • the underwater vehicle 10 can be maintained in a panoramic configuration by the thruster 14.
  • the thruster 14 (which makes it possible to generate the desired torque) and the mast 12 are arranged relative to each other so that when the xm axis is inclined with respect to the x axis in the operational configuration (non-zero angle a between x and xm), there is a lever arm d non-zero, that is to say a non-zero distance, between the axis xm and the thruster 14.
  • the mast 12 is connected to the body 1 1 on which is mounted the thruster 14 by a pivot connection 18, visible in Figure 4, disposed at a distance from the thruster 14 along the x axis so that the lever arm increases with the angle a, visible in Figure 3, formed between the x axis and the xm axis.
  • the complex means used to produce a rotation around the xm axis is to use the drag difference produced on each of the counter-rotating propellers. By increasing or decreasing one or other of these lines, the residual torque is no longer zero and allows rotation.
  • the mast 12 may be movable relative to the body 1 1.
  • the mast 12 is for example connected to the body 1 1 by a hinge.
  • This articulation is for example a rotational axis connection 18 substantially perpendicular to the x axis for pivoting the mast 12 relative to the body 1 1 between a storage configuration, shown in Figure 4, in which the mast 12 is folded along the body 11 of the underwater vehicle 10 (the hydrodynamic profile of the mast is thus little affected when the mast 12 is in a storage configuration) and a set of at least one operational configuration, one of which is shown in Figure 3.
  • the mast 12 passes from the storage configuration to the operational configuration by pivoting about the axis of rotation of the pivot connection 18.
  • the mast 12 does not project on the body 1 1 along the x axis.
  • the underwater vehicle unfolds between the storage configuration and the operational configuration.
  • the payload 13 moves away from the body 1 1 from the storage configuration to the operational configuration.
  • the longitudinal axis xm of the mast 12 (wherein the mast 12 extends longitudinally) extends substantially parallel to the longitudinal axis x of the body 1 1 of the vehicle submarine.
  • the hydrodynamic profile of the underwater vehicle is then little affected in the storage configuration.
  • the end of the mast 12 farthest from the pivot connection 18 protrudes from the body 1 1 along the x axis, in the operational configuration.
  • the underwater vehicle 10 advantageously comprises an actuator for example a jack or a rotary motor, for example a stepping motor, for rotating the mast between the storage configuration and the operational configuration.
  • the actuator is controlled by a control member.
  • the mast may, for example, be movable between the storage configuration in which the xm axis forms a minimum angle ⁇ with the x axis and at least one operational configuration in which the xm axis forms a maximum angle ⁇ .
  • the minimum angle is advantageously 0 ° and preferably between 0 ° and 5 °.
  • the mast it is desired to be able to rotate the mast about its axis in a particular panoramic configuration in which the mast extends vertically and extends at least partially above the surface of the water and in which the mast is in an operational configuration in which the mast 12 is projecting relative to the body 1 1 of the underwater vehicle 10 along the x axis.
  • the angle a is greater than 90 ° in the operational configuration.
  • the maximum angle ⁇ is greater than 90 ° and less than or equal to 180 °.
  • the mast 12 is advantageously adapted to be immobilized with respect to the body 1 1 of the vehicle 10 for a plurality of angle ⁇ of the interval in which it is variable.
  • the mast immobilized at an angle less than 90 ° allows the payload to be positioned above the surface when the vehicle moves horizontally along its longitudinal axis. This allows, during transit, to have the capacity of the payload.
  • the mast 12 is advantageously able to be immobilized relative to the body 1 1 of the vehicle in at least one operational configuration.
  • the mast 12 is fixed relative to the body 11 of the underwater vehicle 10 and is in an operational configuration.
  • the mast 12 is movable in translation relative to the body of the underwater vehicle, for example along the axis of the mast 12, as described with reference GB 2 335 888, between a storage configuration and an operational configuration .
  • the mast 12 is housed in the storage configuration outside the body 1 1.
  • the mast 12 is housed inside the body 1 1 in storage configuration. The hydrodynamic profile of the underwater vehicle is then less affected.
  • the underwater vehicle 10 is likely to float, that is to say to present a positive buoyancy in a configuration panoramic, so-called stabilization, as shown in Figure 3, wherein the body 1 1 of the underwater vehicle 10 is fully immersed and wherein the mast 12 passes through the surface of the water.
  • a cross section of the mast is smaller than a cross section of the body January 1.
  • a cross section for example, a mean cross section of the mast 12 (taken transversely to the xm axis) between its connection (for example the hinge 18) to the body 1 1 and a longitudinal end of the mast 12 which is intended to to be emerged in the operational configuration is less than a cross-section, for example an average cross-section, of the body 11 of the underwater vehicle (taken transversely to the x-axis).
  • This configuration promotes the stability of the mast 12 obtained because only a small section crosses the surface of the water. Indeed, the instability of the mast comes from the variation of the Archimedes thrust which is proportional to the variation of the immersed volume consecutive to the waves.
  • the section of the mat is small (compared to that of the body of the vehicle), the variation of the immersed volume due to the waves is weak and the disturbances undergone by the mast are weak. This results in a much better stability of the mast out of water.
  • the underwater vehicle 10 may be capable of floating in a panoramic configuration in which the body 1 1 of the underwater vehicle 10 passes through the surface S of the water. This configuration is less favorable to the stability of the mast.
  • the mast 12 is connected to the body 11 of the underwater vehicle 10 by a pivot connection 18 disposed near a first longitudinal end AV of the body 10 of the underwater vehicle and is further away of the second longitudinal end AR of the body 10 of the underwater vehicle 1 1.
  • This allows to provide a mast 12 of great length without affecting the hydrodynamic profile of the underwater vehicle in a row configuration and thus to bring the payload 13 to a high altitude above sea level.
  • this makes it possible to limit the hydrodynamic drag of the underwater vehicle 10 during the submerged transits by configuring the mast 12 in a storage configuration with respect to the operational configuration.
  • the thruster 14 is mounted on the body 1 1 of the underwater vehicle 10, near the second end AR of the body 1 1 of the underwater vehicle 10.
  • the first AV end is called the front end of the vehicle and the second end AR is called the rear end.
  • the vehicle 1 1 is intended to move mainly along the x axis, in the direction of the rear end AR to the front end AV or has a better performance in this direction.
  • the thruster 14 is then disposed near the rear end AR of the underwater vehicle.
  • the underwater vehicle includes panoramic configuration means capable of implementing a panoramic configuration step in which the vehicle is brought into a panoramic configuration from a non-panoramic configuration.
  • the panoramic configuration means include possible means of deployment of the mast for bringing the mast into an operational configuration from a storage configuration.
  • the panoramic configuration means optionally include buoyancy adjustment means for adjusting the buoyancy of the vehicle, to bring the vehicle in a panoramic stabilization configuration.
  • these buoyancy adjustment means are advantageously configured so as to allow the underwater vehicle to pass from a totally submerged configuration to a panoramic stabilization configuration, an example of which is shown in Figure 4.
  • the buoyancy adjustment means comprise means for varying the density of the object or the underwater vehicle.
  • the means for varying the density comprise at least one tank of variable density (two tanks AR, 20 and AV, 21 in the example of FIGS. 3 and 4) and whose variation in the density causes a variation of the density. density of the vehicle.
  • This tank is variable mass and fixed volume (as in the example of Figures 3 to 4) or variable volume and whose volume variation causes a change in vehicle volume and fixed mass.
  • the means of Buoyancy control also include means for adjusting the density of each tank. These means comprise means making it possible to vary the density of each tank (valves AR 22 and AV 23, pump 29 and actuator 30 in the nonlimiting example of the figures) and other means for controlling these means (control member 26).
  • the tanks 20 and 21 are able to communicate with the medium in which the underwater vehicle is immersed so that liquid in which the underwater vehicle is immersed can circulate between these tanks. and the marine environment so as to fill or empty the tanks of this liquid to increase its mass.
  • This medium is for example the marine environment but can be any other liquid. In the rest of the text, reference will be made to the marine environment, but the invention is of course applicable to any other liquid.
  • the means for regulating the buoyancy of the underwater vehicle are shown diagrammatically in FIG. 5.
  • the tanks 20, 21 are able to communicate with the marine environment by respective hydraulic circuits 24, 25 which can be opened or closed by valves AR 22 and AV 23 respectively, the flow of water from the marine environment to the tanks 20, 21 (or vice versa) being caused by a pump 29 actuated by an actuator 30, for example a motor.
  • the actuator 30 and the valves AV and AR are controlled by a control member 26 for adjusting the masses of the reservoirs 20 and 21 by varying the volume of water contained in these reservoirs 20 and 21 (by rejecting the water contained in the tanks in the marine environment or vice versa).
  • the means for varying the buoyancy of the vehicle are controlled by a control member 26 receiving a measurement of a magnitude representative of a buoyancy of the vehicle generated by a sensor 27 and controlling these means from this measurement to vary the buoyancy of the vehicle so that it has a predetermined set buoyancy.
  • the sensor 27 is, for example, an immersion sensor.
  • the control member 26 controls the valves and the pump to vary the masses of the tanks 20 and 21 by varying the volume of water contained in these tanks 20 and 21 (by rejecting the water contained in the tanks in the marine environment or vice versa) so that the underwater vehicle has a set immersion received by the controller.
  • the reservoirs 20 and 21 are spaced along the x axis.
  • the two tanks 20, 21 are then each placed near one end of the underwater vehicle 1.
  • the tank 21 is placed near the rear end AR and the tank 20 of the front end AV of the vehicle under -marine.
  • the means for varying the buoyancy comprise a single tank or more than two tanks.
  • the density adjustment means comprise at least one so-called external variable volume reservoir arranged so that a variation in the volume of the reservoir causes a change in the volume of the underwater vehicle.
  • This tank communicates for example with an internal tank disposed inside the body of the underwater vehicle via a valve so as to allow a fluid to pass from one of the tanks to another or block the passage of this fluid between the two tanks, a pump causing the circulation of the fluid via the valve.
  • An actuator for example a motor, is provided to actuate the pump.
  • This solution causes less corrosion and reliability problems than the previous solution at the expense of the mass and the volume of the underwater vehicle.
  • two tanks may be provided, one at each longitudinal end of the underwater vehicle.
  • the underwater vehicle 10 is intended to move mainly along the x axis. Therefore, during the deployment of the mast 12, the mast 12 comes to form a protrusion on the front of the body 1 1 of the underwater vehicle 10 along the x axis which moves the center of gravity of the underwater vehicle 10 in the x-axis direction in Figure 3. If the volume center advances the same distance along the x-axis, the attitude of the vehicle does not vary. If the center of gravity advances a distance greater than the center of volume, then the vehicle plunges forward. The rear end of the vehicle plunges to the bottom if the center of gravity moves back a greater distance than the center of the volume along the x axis.
  • the underwater vehicle 10 advantageously comprises means for adjusting the longitudinal attitude of the body 11 of the underwater vehicle 10.
  • the panoramic configuration means optionally include means for adjusting the attitude to adjust the attitude of the body 1 1 of the underwater vehicle 10 so that the mast can be vertical panoramic configuration.
  • these means are disposed within the body 1 1. This configuration allows the use of the underwater vehicle at greater depths than in US 20080132130.
  • These means comprise means for varying the attitude of the body 1 1 comprising, in the nonlimiting example of Figure 5, the two tanks 20, 21 spaced along the longitudinal axis x and placed respectively close to the rear end AR and the front end AV of the body 1 1.
  • the means for varying the attitude of the body 1 1 comprise a hydraulic circuit 36 through which the tanks 20, 21 communicate with each other so that the passage of a fluid from one to the other is possible via a second valve 37 which can close the hydraulic circuit or open to allow or not this fluid communication.
  • a second pump 38 circulates the liquid between the two tanks via the valve 37 and an associated actuator 39 for actuating the pump 38.
  • the same pump can be used for the variation of attitude and buoyancy.
  • a distributor or one or more additional valves are then provided to connect the pump to one of the two hydraulic circuits.
  • the distributor or each valve is controlled by means of the control member.
  • the attitude adjustment means also comprise a control member making it possible to control the means making it possible to vary the attitude as a function of a target attitude and of a measurement representative of a body attitude 1 1 of the vehicle. from a measuring device.
  • This control member is the control member 26 of the buoyancy control means in Figure 2 but may be another control member.
  • the measuring device comprises, for example, a trim sensor 28 making it possible to measure the longitudinal attitude of the underwater vehicle, comprising, for example, immersion sensors disposed at the two respective longitudinal ends of the underwater vehicle or a sensor.
  • gravity measuring the verticality of the mast 12 or the body 1 1 or an inertial unit.
  • the means for adjusting the longitudinal attitude are configured so as to position the underwater vehicle in a panoramic configuration.
  • these means comprise for example two tanks spaced along the x axis.
  • controllable internal means can be used to vary the attitude of the underwater vehicle as moving masses in translations along the x axis, an example of which is described in document GB 2 335 888. But this system requires an additional and dedicated actuator.
  • the tanks 20, 21 of the adjustment means are replaced by variable volume tanks as described above.
  • pivoting mast 105 for varying the attitude of the body of the underwater vehicle may alternatively be envisaged as described in document US 20080132130, the balancing then being done naturally during the deployment of the second mast.
  • the vehicle 10 comprises rotation means R configured to rotate the vehicle about the xm axis, on receipt of a rotation command, when the vehicle is in the panoramic configuration.
  • These means of rotation comprise the thruster and the panoramic configuration means and a control member configured to control the thruster 14, on receipt of a rotation command, so that it generates a rotation torque around the xm axis axis to rotate the body and axis xm around the underwater vehicle, the underwater vehicle being in a panoramic configuration.
  • the panoramic configuration is preferably, but not necessarily a panoramic stabilization configuration.
  • control member 26 is the member 26 on the non-limiting example of the figures.
  • the control member 26 is configured to implement the step of rotation when the x-axis is inclined (that is to say the x-axis forms with the xm axis, an angle a different from 0 ° or 180 °) with respect to the xm axis. If the xm axis is initially aligned with the x axis (equal to 0 ° or 180 °), the controller 26 is configured to vary the angle ⁇ before implementing the rotation step.
  • the panoramic position is advantageously a panoramic stabilization configuration.
  • the rotation means R are configured to place the underwater vehicle in a predetermined panoramic configuration before carrying out the rotation step so that the vehicle is in this panoramic position during the rotation step.
  • the control member 26 is configured to control the panoramic configuration means so as to bring the vehicle in this panoramic configuration.
  • the operational configuration of the mast is predetermined and the height of the end 12a of the mast or the payload 13 is predetermined.
  • the invention also relates to a method for controlling a marine vehicle comprising a step of rotation, during which the thruster generates a torque around the axis of the axis xm when the vehicle is in the panoramic configuration of to rotate the body and xm axis around the underwater vehicle.
  • the method comprises a step of panoramic configuration to put the vehicle in the predetermined panoramic configuration.
  • This step optionally includes a step of deploying the mast 12 from a storage configuration to the operational configuration by pivoting the mast relative to the body around a pivot connection connecting the mast to the body, prior to the rotation step of to bring the mast into the predetermined operational configuration of the panoramic configuration.
  • the pan configuration step may include a buoyancy adjustment step such that the pan configuration is a pan-stabilization configuration.
  • the panoramic configuration step may include a step of adjusting the attitude of the underwater vehicle.
  • Each control member may comprise one or more dedicated electronic circuits or a general purpose circuit.
  • Each electronic circuit may comprise a reprogrammable calculation machine (a processor or a microcontroller for example) and / or a computer executing a program comprising a sequence of instructions and / or a dedicated calculation machine (for example a set of logic gates). as an FPGA a DSP or an ASIC, or any other hardware module).

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Abstract

Véhicule marin apte à être immergé, comprenant un corps (11) s'étendant longitudinalement selon un axe x et un mât (12) s'étendant longitudinalement selon un axe xm, le mât (12) étant muni d'une charge utile (13) destinée à être utilisée au-dessus de la surface de l'eau, le véhicule marin étant susceptible d'être dans une configuration panoramique dans laquelle le mât (12) s'étend au moins partiellement au-dessus de la surface de l'eau et s'étend longitudinalement selon une direction sensiblement verticale (z), le mât (12) étant dans une configuration opérationnelle dans laquelle il dépasse du corps (11) selon l'axe x, le véhicule marin (10) comprenant un propulseur (14) apte à générer un couple de rotation autour de l'axe xm, lorsque le véhicule marin (10) est dans la configuration panoramique, de sorte à faire tourner le corps (11) et le mât (12) autour de l'axe xm.

Description

VEHICULE APTE A ETRE IMMERGE COMPRENANT UN MAT
Le domaine de l’invention est celui des véhicules marins destinés à se déplacer de façon immergée dans un liquide, notamment des véhicules sous-marins. Elle concerne plus particulièrement les véhicules sous-marins.
Elle se rapporte notamment aux véhicule sans équipage aussi appelés UUV en référence à l’expression anglo-saxonne (« Unmanned Underwater Vehicle », qui peuvent des véhicules autonomes aussi appelés AUV en référence à l’expression anglo-saxonne (« Autonomous Underwater Vehicle ») ou des véhicules non autonomes aussi appelés ROV en référence à l’expression anglo-saxonne « remotely operated vehicle ».
Les véhicules sous-marins doivent régulièrement remonter à la surface pour diverses raisons (faire le plein d’énergie, communiquer avec un débit de transmission important, procéder à une récupération, réaliser des mesures...).
Ces véhicules sous-marins comprennent donc une charge utile comprenant par exemple une antenne de télécommunication ou une caméra destinée à être utilisée au-dessus de la surface de l’eau. Le véhicule sous- marin doit alors être capable d’amener cette charge utile à une altitude suffisante au-dessus de la surface de l’eau, souvent à plusieurs mètres au- dessus de la surface de l’eau afin, afin de permettre un bon fonctionnement de la charge utile. On souhaite par exemple émettre et/ou recevoir des ondes radioélectriques avec de bonnes performances ou acquérir des images de bonne qualité d’un paysage situé au-dessus de la surface de l’eau. Par ailleurs, certaines applications requièrent une orientation du mât la plus stable possible selon un axe vertical fixe par rapport au référentiel terrestre.
Les charges utiles telles que des antennes sont généralement installées à l’extrémité d’un mât déployable qui est rangé lorsque le véhicule sous-marin évolue en profondeur et qui est déployé lorsque l’engin remonte vers la surface de l’eau, pour amener la charge utile au-dessus de la surface de l’eau à une altitude suffisante.
Dans les gros véhicules sous-marins, on prévoit un mât s’étendant selon un axe radial du corps du véhicule sous-marin. L’axe radial est défini par rapport à un axe longitudinal d’un corps du véhicule sous-marin. Le corps du véhicule sous-marin est allongé selon l’axe longitudinal. Dans une configuration escamotée, le mât est replié à l’intérieur du corps du véhicule sous-marin. Cela permet de limiter la traînée hydrodynamique du véhicule sous-marin lorsque celui-ci avance totalement immergé. Pour placer la charge utile au-dessus de la surface de l’eau, le véhicule sous-marin remonte à la surface et le mât est translaté selon l’axe radial de sorte à s’étendre au-dessus du corps du véhicule sous-marin selon un axe vertical. La stabilité du mât est obtenue grâce à l’inertie de l’ensemble et grâce à une longueur du véhicule supérieure à la longueur des vagues. Les véhicules de taille plus petite (d’une centaine de kg munis d’une charge utile de quelques kg au bout d’un mât de plusieurs mètres) utilisant ce type de mâts sont très instables dès qu’il y a un peu de houle. En effet, le véhicule flottant à la surface de la mer suit la surface de l’eau et subit un mouvement de roulis et tangage. Si une utilisation de la charge utile intégrée au mât nécessite une certaine stabilité du mât alors ses performances dépendent de l’état de mer.
Des solutions pour améliorer la stabilité du mât consistent à prévoir des moyens pour faire varier l’assiette longitudinale du corps du véhicule sous-marin (« pitch » en terminologie anglo-saxonne) de façon à permettre d’orienter l’axe longitudinal du corps du véhicule sous-marin selon une direction sensiblement verticale lorsque l’engin sous marin flotte à la surface de l’eau dans une configuration. Une première solution de ce type est décrite dans la demande de brevet GB 2 335 888 et représentée sur la figure 1. Le mât 1 muni de la charge utile s’étend verticalement au-dessus de la surface S de l’eau et est aligné avec l’axe longitudinal xe du corps 3 du véhicule sous-marin 4. Dans cette solution le mât 1 s’étend longitudinalement sensiblement selon l’axe longitudinal xe du corps 3 du véhicule sous-marin 4 et est mobile en translation selon cet axe de sorte à pouvoir être escamoté, à l’intérieur du corps 3 du véhicule sous-marin 4 véhicule, ou sorti à l’extérieur du corps du véhicule sous-marin, comme représenté sur la figure 1 , vers l’avant du corps 3. L’assiette longitudinale du corps 3 du véhicule sous-marin 4 est modifiée par translation d’une masse 5 interne au corps 3 du véhicule sous-marin 4 selon l’axe longitudinal xe ou par des gouvernes.
Une deuxième solution est décrite dans la demande de brevet US 20080132130 et est représentée sur la figure 2. Dans cette solution un premier mât 100 muni de la charge utile est relié au corps 102 d’un engin flottant par une première liaison pivot 103 d’axe perpendiculaire à l’axe longitudinal xl du corps de l’engin flottant et disposée à proximité d’une première extrémité longitudinale 104 du corps 102 de l’engin flottant. Un deuxième mât 105 est relié au corps 102 de l’engin flottant par une deuxième liaison pivot 106 d’axe parallèle à celui de la première liaison pivot 103 et disposée à proximité de la deuxième extrémité longitudinale 107 du corps de l’engin flottant. Ce deuxième mât 105 se déploie de façon à modifier la position du centre de gravité du véhicule sous-marin le long de l’axe longitudinal xl du corps de l’engin flottant pour faire varier l’assiette longitudinale du corps 102 de façon à amener l’engin dans une position stable dans laquelle il flotte à la surface de l’eau avec les deux mâts 100, 105 et le corps 102 du véhicule sous-marin verticaux comme représenté sur la figure 2. Des gouvernes permettent également de modifier l’assiette longitudinale du corps de l’engin flottant.
Certaines applications définies dans le cadre de l’invention nécessitent de faire tourner sur lui-même en stationnaire, le mât stabilisé selon une direction sensiblement verticale, par exemple, pour acquérir ou émettre des informations selon différentes directions radiales à un axe vertical. Il peut par exemple être nécessaire de faire tourner une antenne radioélectrique autour d’un axe vertical fixe par rapport au référentiel terrestre pour l’amener dans une orientation correcte lui permettant de communiquer avec une autre antenne ou, lorsque l’antenne est une antenne de réception, pour déterminer une direction d’une source autour de l’axe vertical par détermination de la direction selon laquelle le signal reçu est maximal. Il peut aussi être nécessaire de réaliser des images ou des acquisitions ou émissions de signaux radioélectriques sur 360° autour d’un axe vertical fixe.
Or, les solutions représentées sur les figures 1 et 2 ne permettent pas de réaliser ces fonctions.
Un but de l’invention est de limiter au moins un des inconvénients précités.
A cet effet, l’invention a pour objet un véhicule marin apte à être immergé, comprenant un corps s’étendant longitudinalement selon un axe x et un mât s’étendant longitudinalement selon un axe xm, le étant muni d’une charge utile destinée à être utilisée au-dessus de la surface de l’eau, le véhicule marin étant susceptible d’être dans une configuration panoramique dans laquelle le mât s’étend au moins partiellement au-dessus de la surface de l’eau et s’étend longitudinalement selon une direction sensiblement verticale, le mât étant dans une configuration opérationnelle dans laquelle il dépasse du corps selon l’axe x, le véhicule marin comprenant un propulseur apte à générer un couple de rotation autour de l’axe xm, lorsque le véhicule marin est dans la configuration panoramique, de sorte à faire tourner le corps et le mât autour de l’axe xm.
Avantageusement, le propulseur et le mât sont agencés de sorte que lorsque l’axe xm est incliné par rapport à l’axe x dans la configuration panoramique, il existe un bras de levier non nul entre l’axe xm et le propulseur.
Avantageusement, le propulseur comprend deux hélices contrarotatives comprenant chacune des pâles dont l’incidence collective et cyclique autour d’une position neutre est variable, les hélices étant montées sur le corps de sorte à présenter un même axe de rotation fixe par rapport au corps, cet axe de rotation étant sensiblement parallèle à l’axe longitudinal x.
Avantageusement, le mât est relié au corps par une liaison pivot permettant de faire pivoter le mât par rapport au corps entre une configuration de rangement dans laquelle le mât est rabattu le long du corps et la configuration opérationnelle.
Avantageusement, le mât est susceptible d’être immobilisé dans la configuration opérationnelle.
Avantageusement, dans la configuration de rangement, l’axe xm s’étend sensiblement parallèlement à l’axe x.
Avantageusement, le véhicule marin est susceptible de présenter une flottabilité positive dans une configuration panoramique dite de stabilisation dans laquelle le corps est totalement immergé.
Avantageusement, le véhicule marin est susceptible de présenter une flottabilité positive dans une configuration panoramique dite de stabilisation dans laquelle le corps est totalement immergé, le mât traversant la surface de l’eau.
Avantageusement, le véhicule marin présente une section transversale plus petite qu’une section transversale du corps.
Avantageusement, le mât est relié au corps par une liaison pivot.
Avantageusement, la liaison pivot est disposée à proximité d’une première extrémité longitudinale du corps.
Avantageusement, le véhicule comprend des moyens de rotation configurés pour mettre en oeuvre, sur réception d’une commande de rotation, une étape de rotation lors de laquelle le propulseur génère un couple de rotation autour de l’axe de l’axe xm pour faire tourner le corps et le mât autour de l’axe xm, le véhicule marin étant dans une configuration panoramique.
Avantageusement, les moyens de rotation sont configurés pour mettre en oeuvre l’étape de rotation lorsque l’axe x est incliné par rapport à l’axe xm.
L’invention se rapporte également à un procédé de commande d’un véhicule marin selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de rotation, lors de laquelle le propulseur génère un couple de rotation autour de l’axe de l’axe xm dans la configuration panoramique de sorte à faire tourner le corps et le mât autour de l’axe xm.
Avantageusement, le procédé comprend une étape d’ajustement de la flottabilité, préalable à l’étape de rotation, pour amener le véhicule marin de sorte que le véhicule présente une flottabilité positive dans la configuration panoramique.
Avantageusement, l’étape d’ajustement est réalisée de sorte que le corps soit totalement immergé dans la configuration panoramique, le mât traversant la surface de l’eau.
Avantageusement, le procédé comprend une étape de déploiement du mât, préalable à l’étape de rotation, depuis une configuration de rangement, dans laquelle le mât est rabattu le long corps du véhicule marin, jusqu’à la configuration opérationnelle par pivotement du mât par rapport au corps autour d’une liaison pivot reliant le mât au corps.
Avantageusement, le procédé comprend une étape de réglage de l’assiette longitudinale du corps du véhicule marin, préalable à l’étape de rotation, de sorte que l’axe xm soit sensiblement vertical dans la configuration panoramique.
L’invention sera mieux comprise à l’étude de quelques modes de réalisation décrits à titre d’exemples nullement limitatifs, et illustrés par des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 déjà décrite représente schématiquement un exemple d’engin sous-marin selon l’art antérieur,
- la figure 2 déjà décrite représente schématiquement un exemple d’engin flottant selon l’art antérieur, - la figure 3 représente schématiquement un véhicule marin selon l’invention dans une configuration panoramique, le mât étant dans une configuration opérationnelle,
- la figure 4 représente schématiquement le véhicule marin de la figure 3 dans lequel le mât est dans une configuration de rangement,
- la figure 5 représente schématiquement des organes d’un exemple de véhicule marin selon l’invention.
D’une figure à l’autre les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références numériques.
L’invention se rapporte notamment à un véhicule sous-marin 10 comme représenté sur la figure 3. Un véhicule sous-marin est un véhicule submersible capable de se déplacer sous l’eau, c'est-à-dire de façon totalement immergée. L’invention s’applique également à un véhicule de surface, c'est-à-dire à un véhicule flottant destiné à flotter à la surface de l’eau et non destiné à être totalement immergé, c'est-à-dire présentant une flottabilité positive.
L’invention sera décrite ci-après en référence à un véhicule sous- marin mais elle s’applique à tout véhicule marin.
Le véhicule sous-marin 10 comprend un corps 1 1 s’étendant longitudinalement selon un axe longitudinal x et un mât 12 lié au corps 1 1 du véhicule sous-marin. Le mât 12 est muni d’une charge utile 13 destinée à être utilisée au-dessus de la surface S de l’eau.
La charge utile 13 comprend au moins un émetteur et/ou au moins un récepteur. La charge utile peut comprendre un émetteur apte à émettre des ondes radioélectriques ou antenne d’émission radioélectrique et/ou un récepteur apte à recevoir des ondes radioélectriques ou antenne de réception radioélectrique et/ou un récepteur apte à recevoir des ondes lumineuses ou capteur d’image et/ou un émetteur d’images ou d’un rayon lumineux.
Avantageusement, la charge utile 13 ou au moins un émetteur et/ou au moins un récepteur de la charge utile 13 est solidaire du mât 12.
Cette rotation est réalisée en utilisant le propulseur.
La charge utile ou au moins un émetteur et/ou au moins un récepteur de la charge utile 13 peut être monté pivotant par rapport au mât autour de l’axe du mât. Le véhicule sous-marin peut comprendre un actionneur permettant de faire pivoter la charge utile autour de l’axe du mât. Au moins un émetteur et/ou au moins un récepteur de la charge utile 13 peut être fixé au mât de manière amovible. Il est par exemple compris dans un réservoir apte à être fixé au mât et apte à se détacher du mât, par exemple pour élever un équipement de communication au dessus de la surface de l’eau.
Dans l’exemple non limitatif des figures, le véhicule sous-marin comprend un réservoir 130 fixé, de façon définitive ou amovible, à une extrémité du mât 12 dans lequel est logée la charge utile 13. En variante, le mât comprend le réservoir.
Le véhicule sous-marin 10 comprend un corps 1 1 du véhicule sous- marin présentant une forme allongée selon un axe longitudinal x du véhicule sous-marin 10. Le véhicule sous-marin est par exemple destiné à se déplacer principalement selon l’axe longitudinal x.
Le mât 12 présente une forme allongée selon un axe longitudinal du mât xm.
Le mât est susceptible d’être dans au moins une configuration opérationnelle dans laquelle le mât 12 est en saillie par rapport au corps 1 1 du véhicule sous-marin 10 selon l’axe x. Autrement dit, le mât 12 dépasse du corps 1 1 du véhicule sous-marin 10 dans la configuration opérationnelle. En d’autres termes, le véhicule 10 présente, dans la configuration opérationnelle, une dimension, prise selon l’axe x, supérieure à la longueur du corps 1 1 du véhicule sous-marin puisque la longueur de la saillie formée par le mât 12, prise selon l’axe x, s’y ajoute. Plus précisément, dans la configuration opérationnelle, la charge utile 13 ou l’extrémité du mât la plus proche de la charge utile 13, dépasse du corps 1 1 selon l’axe x.
Avantageusement, dans la configuration opérationnelle, le mât 12 est solidaire du corps du véhicule sous-marin 10 en rotation autour de l’axe xm.
Le véhicule sous-marin 10 est susceptible d’être dans une configuration dite panoramique, dont un exemple est représenté sur la figure 3, dans laquelle le mât 12 s’étend au moins partiellement au-dessus de la surface de l’eau et s’étend longitudinalement selon une direction sensiblement verticale z définie dans un repère lié à la terre de sorte que la charge utile est disposée au-dessus de la surface de l’eau, c'est-à-dire qu’une extrémité 12a du mât s’étend au-dessus de la surface de l’eau. Autrement dit, l’axe longitudinal xm du mât 12 s’étend sensiblement verticalement dans la configuration panoramique. Dans la configuration panoramique, le mât est dans une configuration opérationnelle.
Si le mât 12 peut être dans plusieurs configurations opérationnelles, le véhicule est avantageusement apte à être dans une configuration dite panoramique pour chaque configuration opérationnelle du mât. En variante, le véhicule est apte à être dans une configuration panoramique pour au moins une configuration opérationnelle.
Selon l’invention, le véhicule sous-marin 10 comprend un propulseur 14 apte à générer un couple de rotation autour de l’axe xm permettant de faire tourner le corps 1 1 du véhicule sous-marin et le mât 12 autour de l’axe xm lorsque le véhicule sous-marin 10 est dans la configuration panoramique. Ainsi, le mât 12 et le corps 1 1 du véhicule marin 10 tournent autour de l’axe xm, fixe par rapport au référentiel terrestre, tout en restant dans la configuration panoramique. Il est ainsi possible de réaliser les fonctions, décrites précédemment, nécessitant une rotation du mât autour de son axe xm à altitude constante. Par ailleurs, le mât et le corps 11 étant solidaires en rotation autour de l’axe xm, il n’est pas nécessaire de prévoir de dispositif spécifique permettant de gérer l’enroulement des câbles reliant la charge utile au corps 1 1 lorsque le mât tourne autour de son axe contrairement à une solution dans laquelle le mât 12 tourne autour de son axe xm alors que le véhicule sous-marin est fixe par rapport au corps du véhicule sous-marin. Cette solution permet également d’éviter l’installation ou l’utilisation d’un actionneur permettant de faire pivoter le mât par rapport au corps 1 1 du véhicule sous-marin 10 ou de faire pivoter la charge utile ou un émetteur ou récepteur de la charge utile autour de l’axe du mât. Si un tel actionneur est prévu, l’invention permet de réaliser la fonction de rotation panoramique en cas de panne de l’actionneur.
Avantageusement, mais non nécessairement, le propulseur 14 est un propulseur vectoriel apte à générer une poussée vectorielle, c'est-à-dire une poussée orientable par rapport au corps 1 1 du véhicule sous-marin 10.
Dans la suite de la demande de brevet, on appellera propulseur vectoriel, un propulseur apte à générer une poussée orientable. La propulsion dite vectorielle s’oppose à la propulsion conventionnelle dans laquelle l’orientation de gouvernes entraîne une modification de la portance générée par le flux de fluide entourant les gouvernes. La force générée par le fluide sur les gouvernes permet d’orienter le véhicule dans la direction recherchée. Une limite de cette forme de propulsion est la nécessité de générer un flux de fluide significatif autour du véhicule pour entraîner une évolution de portance des gouvernes permettant un changement de direction du véhicule. Autrement dit, il n’est pas possible par la propulsion conventionnelle d’orienter le véhicule dans une direction recherchée sans un déplacement significatif du véhicule, lorsque le flux de fluide est nul.
La propulsion vectorielle présente de nombreux avantages, notamment une manoeuvrabilité accrue, une simplification de l’architecture (e.g. par suppression des gouvernes). Cette capacité d’orientation de la propulsion permet au véhicule de se dispenser des gouvernes de direction conventionnelles, et donc de réduire de manière significative la traînée hydrodynamique du véhicule ce qui permet d’augmenter l’endurance du véhicule.
Avantageusement, le propulseur 14 est apte à générer une poussée dirigée selon l’axe x. Cette solution permet d’éviter l’installation d’un propulseur spécifique pour faire tourner le mât 12 et le corps 10 autour de l’axe du mât, le même propulseur permettant de faire avancer le véhicule selon l’axe x et de le faire pivoter selon l’axe xm.
Avantageusement, le propulseur 14 est un propulseur vectoriel omnidirectionnel. Il est apte à générer une poussée orientable sur 4p sté radian s.
Sur la réalisation des figures, le propulseur 14 est monté sur le corps 1 1 du véhicule sous-marin 10. Autrement dit, le propulseur 14 est relié au mât 12 par l’intermédiaire du corps 1 1 du véhicule sous-marin 10.
Dans l’exemple non limitatif de la figure 3, le propulseur 14 comprend deux hélices 15, 16. Avantageusement, ces hélices sont des hélices contrarotatives comprenant chacune des pâles 17 dont l’incidence collective et cyclique autour d’une position neutre est variable. Sur la réalisation des figures, les hélices 15 et 16 sont montées sur le corps 1 1 de sorte à présenter un même axe de rotation par rapport au corps 1 1 de l’engin sous marin, cet axe de rotation étant parallèle à l’axe longitudinal x du corps 1 1 du véhicule sous-marin 10.
En variante, le véhicule sous-marin 10 comprend un propulseur 14 apte à générer une poussée selon l’axe x et un ou plusieurs propulseurs latéraux montés sur le corps 11 et aptes à générer une poussée selon deux axes orthogonaux radiaux. Ces propulseurs latéraux permettent de générer le couple souhaité. L’inconvénient de ce type de propulseur est que lorsque le véhicule avance selon l’axe x ces propulseurs latéraux n’ont plus aucune efficacité car leur poussée est « soufflée » par le flux généré par l’avance du véhicule. Il leur faut donc équiper le véhicule de gouvernes afin d’être manoeuvrant lors de l’avance.
Avantageusement, le véhicule sous-marin 10 est susceptible de flotter, c'est-à-dire de présenter une flottabilité positive, dans une configuration panoramique stable, telle que représentée sur la figure 3, dans laquelle, le mât 12 est dans une configuration opérationnelle.
Lorsque, dans la configuration dite panoramique, le véhicule sous- marin présente une flottabilité positive, aucune énergie de propulsion n’est donc nécessaire pour maintenir le véhicule sous-marin 10 dans cette configuration ce qui permet d’allonger les durées des missions du véhicule sous-marin.
Le véhicule sous-marin 10 peut être amené naturellement à flotter dans cette configuration par sa flottabilité positive ou peut comprendre des moyens de réglage de sa flottabilité qui seront décrits ultérieurement.
En variante, le véhicule sous-marin 10 peut être maintenu dans une configuration panoramique par le propulseur 14.
Avantageusement, le propulseur 14 (qui permet de générer le couple souhaité) et le mât 12 sont agencés l’un par rapport à l’autre de sorte que lorsque l’axe xm est incliné par rapport à l’axe x dans la configuration opérationnelle (angle a non nul entre x et xm), il existe un bras de levier d non nul, c'est-à-dire une distance non nulle, entre l’axe xm et le propulseur 14. Par exemple, le mât 12 est relié au corps 1 1 sur lequel est monté le propulseur 14 par une liaison pivot 18, visible sur la figure 4, disposée à distance du propulseur 14 selon l’axe x de sorte que le bras de levier augmente avec l’angle a, visible sur la figure 3, formé entre l’axe x et l’axe xm. De cette façon, lorsque le propulseur 14 délivre une poussée générant le couple de rotation autour de l’axe xm, il existe un bras de levier non nul entre la poussée délivrée par le propulseur et l’axe xm incliné par rapport à l’axe x. En effet, cette poussée est tangentielle à un cercle orthogonal à l’axe xm et centré sur l’axe xm. Cette configuration permet d’obtenir un meilleur rendement énergétique du propulseur lors de la rotation autour de l’axe xm et de générer le couple de rotation autour de xm par un pilotage plus simple du propulseur 14, notamment dans le cas d’un propulseur 14 à deux hélices contrarotatives, que lorsque cc est nul, le bras de levier entre le propulseur 14 et l’axe xm étant alors nul. En effet, dans le cas où le bras de levier est nul, c’est-à-dire dans le cas où la force de poussée du propulseur passe par l’axe xm, alors le moyen complexe utilisé pour produire une rotation autour de l’axe xm est d’utiliser la différence de trainée produite sur chacune des hélices contrarotatives. En augmentant ou diminuant l’une ou l’autre de ces tramées, le couple résiduel n’est plus nul et permet la rotation.
Le mât 12 peut être mobile par rapport au corps 1 1. Le mât 12 est par exemple relié au corps 1 1 par une articulation. Cette articulation est par exemple une liaison pivot 18 d’axe de rotation sensiblement perpendiculaire à l’axe x permettant de faire pivoter le mât 12 par rapport au corps 1 1 entre une configuration de rangement, représentée sur la figure 4, dans laquelle le mât 12 est rabattu le long du corps 11 du véhicule sous-marin 10 (le profil hydrodynamique du mât est ainsi peu affecté lorsque le mât 12 est dans une configuration de rangement) et un ensemble d’au moins une configuration opérationnelle, dont une est représentée sur la figure 3. Le mât 12 passe de la configuration de rangement à la configuration opérationnelle par pivotement autour de l’axe de rotation de la liaison pivot 18.
Avantageusement, dans la configuration de rangement représentée sur la figure 4, le mât 12 ne forme pas de saillie sur le corps 1 1 selon l’axe x. Le véhicule sous-marin se déplie entre la configuration de rangement et la configuration opérationnelle. La charge utile 13 s’éloigne du corps 1 1 depuis la configuration de rangement jusqu’à la configuration opérationnelle.
Avantageusement, comme dans la configuration de rangement représentée sur la figure 3, l’axe longitudinal xm du mât 12 (selon lequel le mât 12 s’étend longitudinalement) s’étend sensiblement parallèlement à l’axe longitudinal x du corps 1 1 du véhicule sous-marin. Le profil hydrodynamique de l’engin sous-marin est alors peu affecté dans la configuration de rangement.
L’extrémité du mât 12 la plus éloignée de la liaison pivot 18 dépasse du corps 1 1 selon l’axe x, dans la configuration opérationnelle.
Le véhicule sous-marin 10 comprend avantageusement un actionneur par exemple un vérin ou un moteur rotatif, par exemple un moteur pas à pas, permettant de faire pivoter le mât entre la configuration de rangement et la configuration opérationnelle. L’actionneur est piloté par un organe de commande.
Le mât peut par exemple être mobile entre la configuration de rangement dans laquelle l’axe xm forme un angle a minimal avec l’axe x et au moins une configuration opérationnelle dans laquelle l’axe xm forme un angle a maximal.
L’angle a minimal est avantageusement de 0° et de préférence compris entre 0° et 5°.
Dans la présente invention, on souhaite pouvoir faire tourner le mât autour de son axe dans une configuration particulière panoramique dans laquelle le mât s’étend verticalement et s’étend au moins partiellement au- dessus de la surface de l’eau et dans laquelle le mât est dans une configuration opérationnelle dans laquelle le mât 12 est en saillie par rapport au corps 1 1 du véhicule sous-marin 10 selon l’axe x. L’angle a est supérieur à 90° dans la configuration opérationnelle. Ainsi l’angle a maximal est supérieur à 90° et inférieur ou égal à 180°.
Le mât 12 est avantageusement apte à être immobilisé par rapport au corps 1 1 du véhicule 10 pour une pluralité d’angle a de l’intervalle dans lequel il est variable. Le mât immobilisé dans un angle a inférieur à 90 ° permet de positionner la charge utile au-dessus de la surface lorsque le véhicule se déplace horizontalement selon son axe longitudinal. Cela permet, lors du transit, de disposer des capacités de la charge utile.
Le mât 12 est avantageusement apte à être immobilisé par rapport au corps 1 1 du véhicule dans au moins une configuration opérationnelle.
En variante, le mât 12 est fixe par rapport au corps 11 du véhicule sous-marin 10 et se trouve dans une configuration opérationnelle. En variante, le mât 12 est mobile en translation par rapport au corps du véhicule sous-marin, par exemple selon l’axe du mât 12, comme décrit en référence au document GB 2 335 888, entre une configuration de rangement et une configuration opérationnelle.
Sur la réalisation de la figure 4, le mât 12 est logé, en configuration de rangement à l’extérieur du corps 1 1. En variante, le mât 12 est logé à l’intérieur du corps 1 1 en configuration de rangement. Le profil hydrodynamique du véhicule sous-marin est alors moins affecté.
Avantageusement, le véhicule sous-marin 10 est susceptible de flotter, c'est-à-dire de présenter une flottabilité positive dans une configuration panoramique, dite de stabilisation, telle que représentée sur la figure 3, dans laquelle le corps 1 1 du véhicule sous-marin 10 est totalement immergé et dans laquelle le mât 12 traverse la surface de l’eau. Avantageusement, une section transversale du mât est plus petite qu’une section transversale du corps 1 1.
Avantageusement, une section transversale, par exemple, une section transversale moyenne du mât 12 (prise transversalement à l’axe xm) entre sa liaison (par exemple l’articulation 18) au corps 1 1 et une extrémité longitudinale du mât 12 qui destinée à être émergée dans la configuration opérationnelle est inférieure à une section transversale, par exemple une section transversale moyenne, du corps 11 du véhicule sous-marin (prise transversalement à l’axe x). Cette configuration favorise la stabilité du mât 12 obtenue parce que seule une petite section traverse la surface de l’eau. En effet, l’instabilité du mât provient de la variation de la poussée d’Archimède qui est proportionnelle à la variation du volume immergé consécutif aux vagues. La section du mat étant petite (par rapport à celle du corps du véhicule), la variation du volume immergé due aux vagues est faible et les perturbations subies par le mât sont faibles. Il en découle une bien meilleure stabilité du mât hors d’eau.
En variante ou en sus, le véhicule sous-marin 10 peut être susceptible de flotter dans une configuration panoramique dans laquelle le corps 1 1 du véhicule sous-marin 10 traverse la surface S de l’eau. Cette configuration est moins favorable à la stabilité du mât.
Sur la réalisation des figures 3 et 4, le mât 12 est relié au corps 11 du véhicule sous-marin 10 par une liaison pivot 18 disposée à proximité d’une première extrémité longitudinale AV du corps 10 du véhicule sous-marin et est plus éloignée de la deuxième extrémité longitudinale AR du corps 10 du véhicule sous-marin 1 1. Cela permet de prévoir un mât 12 de grande longueur sans affecter le profil hydrodynamique du véhicule sous-marin en configuration rangée et donc d’amener la charge utile 13 à une grande altitude au-dessus du niveau de la mer. Par ailleurs, cela permet de limiter la traînée hydrodynamique du véhicule sous-marin 10 lors des transits immergés en configurant le mât 12 dans une configuration de rangement par rapport à la configuration opérationnelle. Le propulseur 14 est monté sur le corps 1 1 du véhicule sous-marin 10, à proximité de la deuxième extrémité AR du corps 1 1 du véhicule sous-marin 10.
Pour plus de clarté, la première extrémité AV est appelée extrémité avant du véhicule et la deuxième extrémité AR est appelée l’extrémité arrière. L’engin 1 1 est destiné à se déplacer principalement selon l’axe x, dans le sens de l’extrémité arrière AR vers l’extrémité avant AV ou présente un meilleur rendement dans ce sens. Le propulseur 14 est alors disposé à proximité de l’extrémité arrière AR du véhicule sous-marin.
En variante, il est envisageable d’inverser la disposition du mât 12 et du propulseur 14 selon l’axe x.
Le véhicule sous-marin comprend des moyens de configuration panoramique aptes à mettre en oeuvre une étape de configuration panoramique dans laquelle le véhicule est amené dans une configuration panoramique depuis une configuration non panoramique.
Les moyens de configuration panoramique comprennent les éventuels moyens de déploiement du mât permettant d’amener le mât dans une configuration opérationnelle à partir d’une configuration de rangement.
Les moyens de configuration panoramique comprennent éventuellement des moyens de réglage de la flottabilité permettant de régler la flottabilité du véhicule, permettant d’amener le véhicule dans une configuration panoramique de stabilisation. Dans le cas d’un véhicule sous- marin, ces moyens de réglage de la flottabilité sont avantageusement configurés de façon à permettre de faire passer le véhicule sous-marin d’une configuration totalement immergée à une configuration panoramique de stabilisation, dont un exemple est représenté sur la figure 4.
De façon générale, les moyens de réglage de la flottabilité comprennent des moyens pour faire varier la masse volumique de l’objet ou du véhicule sous-marin.
Les moyens pour faire varier la masse volumique comprennent au moins un réservoir de masse volumique variable (deux réservoirs AR, 20 et AV, 21 dans l’exemple des figures 3 et 4) et dont la variation de la masse volumique entraîne une variation de la masse volumique du véhicule. Ce réservoir est à masse variable et volume fixe (comme sur l’exemple des figures 3 à 4) ou de volume variable et dont la variation de volume entraîne une variation de volume du véhicule et de masse fixe. Les moyens de réglage de la flottabilité comprennent aussi des moyens permettant de faire régler la masse volumique de chaque réservoir. Ces moyens comprennent des moyens permettant de faire varier la masse volumique de chaque réservoir (vannes AR 22 et AV 23, pompe 29 et actionneur 30 dans l’exemple non limitatif des figures) et d’autres moyens pour commander ces moyens (organe de commande 26).
Dans l’exemple des figures 3 et 4, les réservoirs 20 et 21 sont aptes à communiquer avec le milieu dans lequel est plongé le véhicule sous-marin de sorte que du liquide dans lequel est plongé le véhicule sous-marin puisse circuler entre ces réservoirs et le milieu marin de sorte à remplir ou vider les réservoirs de ce liquide pour augmenter sa masse. Ce milieu est par exemple le milieu marin mais peut être tout autre liquide. Dans la suite du texte, on fera référence au milieu marin mais l’invention est bien entendu applicable à tout autre liquide.
On a représenté schématiquement les moyens de réglage la flottabilité du véhicule sous-marin sur la figure 5. Les réservoirs 20, 21 sont aptes à communiquer avec le milieu marin par des circuit hydrauliques respectifs 24, 25 pouvant être ouverts ou fermés par des vannes AR 22 et AV 23 respectives, la circulation de l’eau du milieu marin vers les réservoirs 20, 21 (ou inversement) étant provoquée par une pompe 29 actionnée par un actionneur 30, par exemple un moteur. L’actionneur 30 et les vannes AV et AR sont commandés par un organe de commande 26 pour faire régler les masses des réservoirs 20 et 21 en faisant varier le volume d’eau contenu dans ces réservoirs 20 et 21 (par rejet de l’eau contenue dans les réservoirs dans le milieu marin ou inversement).
Les moyens pour faire varier la flottabilité du véhicule sont commandés par un organe de commande 26 recevant une mesure d’une grandeur représentative d’une flottabilité du véhicule générée par un capteur 27 et commandant ces moyens à partir de cette mesure pour faire varier la flottabilité du véhicule de façon qu’il présente une flottabilité de consigne prédéterminée.
Le capteur 27 est, par exemple, un capteur d’immersion.
L’organe de commande 26 commande les vannes et la pompe pour faire varier les masses des réservoirs 20 et 21 en faisant varier le volume d’eau contenue dans ces réservoirs 20 et 21 (par rejet de l’eau contenue dans les réservoir dans le milieu marin ou inversement) de façon que le véhicule sous-marin présente une immersion de consigne reçue par l’organe de commande.
Sur la réalisation non limitative des figures, les réservoirs 20 et 21 sont espacés selon l’axe x. Les deux réservoirs 20, 21 sont alors placés chacun à proximité d’une des extrémités du véhicule sous-marin 1. Le réservoir 21 est placé à proximité de l’extrémité arrière AR et le réservoir 20 de l’extrémité avant AV du véhicule sous-marin. En variante, les moyens pour faire varier la flottabilité comprennent un seul réservoir ou plus de deux réservoirs.
En variante, les moyens de réglage de la masse volumique comprennent au moins un réservoir, dit externe de volume variable agencé de façon qu’une variation du volume du réservoir entraîne une modification du volume du véhicule sous-marin. Ce réservoir communique par exemple avec un réservoir interne disposé à l’intérieur du corps du véhicule sous- marin via une vanne de sorte à permettre de faire passer un fluide d’un des réservoirs à l’autre ou bloquer le passage de ce fluide entre les deux réservoirs, une pompe provoquant la circulation du fluide via la vanne. Un actionneur, par exemple un moteur est prévu pour actionner la pompe. Cette solution entraîne moins de problèmes de corrosion et de fiabilité que la solution précédente au dépend de la masse et du volume du véhicule sous- marin. Deux réservoirs peuvent par exemple être prévus, un à chaque extrémité longitudinale du véhicule sous-marin.
Sur la réalisation des figures, le véhicule sous-marin 10 est destiné à se déplacer principalement selon l’axe x. Par conséquent, lors du déploiement du mât 12, le mât 12 vient former une excroissance sur le devant du corps 1 1 du véhicule sous-marin 10 selon l’axe x ce qui déplace le centre de gravité du véhicule sous-marin 10 dans le sens de l’axe x sur la figure 3. Si le centre de volume avance de la même distance selon l’axe x, l’assiette du véhicule ne varie pas. Si le centre de gravité avance d’une distance plus grande que le centre de volume, alors le véhicule plonge vers l’avant. L’extrémité arrière du véhicule plonge vers le fond si le centre de gravité recule d’une distance plus importante que le centre du volume selon l’axe x. Afin de pallier cet inconvénient, le véhicule sous-marin 10 comprend avantageusement des moyens pour régler l’assiette longitudinale du corps 11 du véhicule sous-marin 10. Les moyens de configuration panoramique comprennent éventuellement des moyens de réglage de l’assiette permettant de régler l’assiette du corps 1 1 du véhicule sous-marin 10 de sorte que le mât puisse être vertical la configuration panoramique.
Sur la réalisation non limitative de la figure 4, ces moyens sont disposés à l’intérieur du corps 1 1. Cette configuration permet d’utiliser le véhicule sous-marin à des profondeurs plus élevées que dans le document US 20080132130.
Ces moyens comprennent des moyens permettant de faire varier l’assiette du corps 1 1 comprenant, sur l’exemple non limitatif de la figure 5, les deux réservoirs 20, 21 espacées selon l’axe longitudinal x et placées respectivement à proximité de l’extrémité arrière AR et de l’extrémité avant AV du corps 1 1. Les moyens pour faire varier l’assiette du corps 1 1 comprennent un circuit hydraulique 36 par lequel les réservoirs 20, 21 communiquent l’un avec l’autre de sorte que le passage d’un fluide de l’un à l’autre est possible via une deuxième vanne 37 pouvant fermer le circuit hydraulique ou l’ouvrir pour permettre ou non cette communication fluidique. Une deuxième pompe 38 permet de faire circuler le liquide entre les deux réservoirs via la vanne 37 et un actionneur associé 39 permettant d’actionner la pompe 38.
En variante, une même pompe peut être utilisée pour la variation de l’assiette et de la flottabilité. Un distributeur ou une ou plusieurs vannes supplémentaires sont alors prévus pour connecter la pompe à un des deux circuits hydrauliques. Le distributeur ou chaque vanne est commandé au moyen de l’organe de commande.
Les moyens de réglage de l’assiette comprennent également un organe de commande permettant de commander les moyens permettant de faire varier l’assiette en fonction d’une assiette de consigne et d’une mesure représentative d’une assiette du corps 1 1 du véhicule provenant d’un dispositif de mesure. Cet organe de commande est l’organe de commande 26 des moyens de réglage de la flottabilité sur la figure 2 mais peut être un autre organe de commande.
Le dispositif de mesure comprend par exemple un capteur d’assiette 28 permettant de mesurer l’assiette longitudinale du véhicule sous-marin, comprenant par exemple des capteurs d’immersion disposés aux deux extrémités longitudinales respectives du véhicule sous-marin ou un capteur de gravité mesurant la verticalité du mât 12 ou du corps 1 1 ou une centrale inertielle.
Le réglage de la flottabilité et de l’assiette par les même réservoirs comme représenté sur la figure 5 permet de mutualiser ces moyens ce qui limite le volume dédié à ces réglages ainsi que le nombre d’éléments dédiés à ces réglages.
Avantageusement, les moyens de réglage de l’assiette longitudinale sont configurés de façon à permettre de positionner le véhicule sous-marin dans une configuration panoramique. Ainsi, ces moyens comprennent par exemple deux réservoirs espacés selon l’axe x.
D’autres types de moyens internes commandables peuvent être utilisés pour faire varier l’assiette du véhicule sous-marin comme des masses mobiles en translations selon l’axe x, dont un exemple est décrit dans le document GB 2 335 888. Mais ce système nécessite un actionneur supplémentaire et dédié.
En variante, les réservoirs 20, 21 des moyens de réglage sont remplacés par des réservoirs à volume variable tels que décrits précédemment.
L’utilisation d’un mât 105 pivotant pour faire varier l’assiette du corps du véhicule sous-marin peut aussi en variante être envisagée comme cela est décrit dans le document US 20080132130, l’équilibrage se faisant alors naturellement lors du déploiement du deuxième mât.
Le véhicule 10 comprend des moyens de rotation R configurés pour faire tourner le véhicule autour de l’axe xm, sur réception d’une commande de rotation, lorsque le véhicule est dans la configuration panoramique. Ces moyens de rotation comprennent le propulseur et les moyens de configuration panoramique ainsi qu’un organe de commande configuré pour commander le propulseur 14, sur réception d’une commande de rotation, de sorte qu’il génère un couple de rotation autour de l’axe de l’axe xm pour faire tourner le corps et l’axe xm autour du véhicule sous-marin, le véhicule sous- marin étant dans une configuration panoramique. La configuration panoramique est de préférence, mais non nécessairement une configuration panoramique de stabilisation.
Cet organe de commande est l’organe 26 sur l’exemple non limitatif des figures. Avantageusement, l’organe de commande 26 est configuré pour mettre en oeuvre l’étape de rotation lorsque l’axe x est incliné (c'est-à-dire l’axe x forme avec l’axe xm, un angle a différent de 0° ou 180°) par rapport à l’axe xm. Si, l’axe xm est initialement aligné avec l’axe x (égal à 0° ou 180°), l’organe de commande 26 est configuré pour faire varier l’angle a avant de mettre en oeuvre l’étape de rotation.
La position panoramique est avantageusement une configuration panoramique de stabilisation.
Avantageusement, les moyens de rotation R sont configurés pour disposer le véhicule sous-marin dans une configuration panoramique prédéterminée avant de mettre en oeuvre l’étape de rotation de sorte que le véhicule soit dans cette position panoramique lors de l’étape de rotation. Ainsi, l’organe de commande 26 est configuré pour commander les moyens de configuration panoramique de sorte à amener le véhicule dans cette configuration panoramique. Dans une configuration panoramique prédéterminée, la configuration opérationnelle du mât est prédéterminée et la hauteur de l’extrémité 12a du mât ou de la charge utile 13 est prédéterminée.
L’invention se rapporte également à un procédé de commande d’un véhicule marin comprenant une étape de rotation, lors de laquelle le propulseur génère un couple de autour de l’axe de l’axe xm lorsque le véhicule est dans la configuration panoramique de sorte à faire tourner le corps et l’axe xm autour du véhicule sous-marin.
Avantageusement, le procédé comprend une étape de configuration panoramique pour mettre le véhicule dans la configuration panoramique prédéterminée. Cette étape comprend éventuellement une étape de déploiement du mât 12 depuis une configuration de rangement jusqu’à la configuration opérationnelle par pivotement du mât par rapport au corps autour d’une liaison pivot reliant le mât au corps, préalablement à l’étape de rotation de sorte à amener le mât dans la configuration opérationnelle prédéterminée de la configuration panoramique.
L’étape de configuration panoramique peut comprendre une étape d’ajustement de la flottabilité de sorte que la configuration panoramique soit une configuration panoramique de stabilisation.
L’étape de configuration panoramique peut comprendre une étape de réglage de l’assiette du véhicule sous-marin. Chaque organe de commande peut comprendre un ou plusieurs circuits électroniques dédiés ou un circuit à usage général. Chaque circuit électronique peut comprendre une machine de calcul reprogrammable (un processeur ou un micro contrôleur par exemple) et/ ou un calculateur exécutant un programme comprenant une séquence d'instructions et/ou une machine de calcul dédiée (par exemple un ensemble de portes logiques comme un FPGA un DSP ou un ASIC, ou tout autre module matériel).

Claims

REVENDICATIONS
1. Véhicule marin apte à être immergé, comprenant un corps (1 1 ) s’étendant longitudinalement selon un axe x et un mât (12) s’étendant longitudinalement selon un axe xm, le mât (12) étant muni d’une charge utile (13) destinée à être utilisée au-dessus de la surface de l’eau, le véhicule marin étant susceptible d’être dans une configuration panoramique dans laquelle le mât (12) s’étend au moins partiellement au-dessus de la surface de l’eau et s’étend longitudinalement selon une direction sensiblement verticale (z) l’axe xm du mât étant incliné par rapport à l’axe x, le mât (12) étant dans une configuration opérationnelle dans laquelle il dépasse du corps (1 1 ) selon l’axe x, le véhicule marin (10) comprenant un propulseur (14) apte à générer un couple de rotation autour de l’axe xm, lorsque le véhicule marin (10) est dans la configuration panoramique, de sorte à faire tourner le corps
(1 1 ) et le mât (12) autour de l’axe xm, un bras de levier entre l’axe xm et le propulseur (14) étant non nul, le mât (12) étant relié au corps (1 1 ) par une liaison pivot (18) permettant de faire pivoter le mât (12) par rapport au corps (1 1 ) entre une configuration de rangement dans laquelle le mât (12) est rabattu le long du corps (1 1 ) et la configuration opérationnelle.
2. Véhicule marin selon la revendication précédente, dans lequel le mât est susceptible d’être immobilisé dans la configuration opérationnelle.
3. Véhicule marin (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le propulseur (14) comprend deux hélices (15, 16) contrarotatives comprenant chacune des pâles (17) dont l’incidence collective et cyclique autour d’une position neutre est variable, les hélices étant montées sur le corps (1 1 ) de sorte à présenter un même axe de rotation fixe par rapport au corps (1 1 ), cet axe de rotation étant sensiblement parallèle à l’axe longitudinal x.
4. Véhicule marin selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, dans la configuration de rangement, l’axe xm s’étend sensiblement parallèlement à l’axe x.
5. Véhicule marin selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le véhicule marin est susceptible de présenter une flottabilité positive dans une configuration panoramique dite de stabilisation dans laquelle le corps (1 1 ) est totalement immergé.
6. Véhicule marin selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le véhicule marin est susceptible de présenter une flottabilité positive dans une configuration panoramique dite de stabilisation dans laquelle le corps (1 1 ) est totalement immergé, le mât (12) traversant la surface de l’eau.
7. Véhicule marin selon la revendication 6, dans lequel le véhicule marin présente une section transversale plus petite qu’une section transversale du corps (1 1 ).
8. Véhicule marin selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le mât (12) est relié au corps (1 1 ) par une liaison pivot (18).
9. Véhicule marin selon la revendication précédente, dans lequel la liaison pivot (18) est disposée à proximité d’une première extrémité longitudinale du corps (1 1 ).
10. Véhicule marin selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant des moyens de rotation configurés pour mettre en oeuvre, sur réception d’une commande de rotation, une étape de rotation lors de laquelle le propulseur (14) génère un couple de rotation autour de l’axe de l’axe xm pour faire tourner le corps (1 1 ) et le mât (12) autour de l’axe xm, le véhicule marin étant dans une configuration panoramique.
11. Véhicule marin selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de rotation sont configurés pour mettre en oeuvre l’étape de rotation lorsque l’axe x est incliné par rapport à l’axe xm.
12. Procédé de commande d’un véhicule marin selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de rotation, lors de laquelle le propulseur (14) génère un couple de rotation autour de l’axe de l’axe xm dans la configuration panoramique de sorte à faire tourner le corps et le mât (12) autour de l’axe xm.
13. Procédé de commande d’un véhicule marin selon la revendication précédente, comprenant une étape d’ajustement de la flottabilité, préalable à l’étape de rotation, pour amener le véhicule marin de sorte que le véhicule présente une flottabilité positive dans la configuration panoramique.
14. Procédé de commande d’un véhicule marin selon la revendication précédente, dans laquelle l’étape d’ajustement est réalisée de sorte que le corps (1 1 ) soit totalement immergé dans la configuration panoramique, le mât (12) traversant la surface de l’eau.
15. Procédé de commande d’un véhicule marin selon l’une quelconque des revendications 12 à 14, comprenant une étape de déploiement du mât (12), préalable à l’étape de rotation, depuis une configuration de rangement, dans laquelle le mât est rabattu le long corps du véhicule marin, jusqu’à la configuration opérationnelle par pivotement du mât (12) par rapport au corps (1 1 ) autour d’une liaison pivot (18) reliant le mât (12) au corps (1 1 ).
16. Procédé de commande d’un véhicule marin selon la revendication précédente, comprenant une étape de réglage de l’assiette longitudinale du corps du véhicule marin, préalable à l’étape de rotation, de sorte que l’axe xm soit sensiblement vertical dans la configuration panoramique.
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