CA2208982A1

CA2208982A1 - Procede d'emission acoustique pour sonar

Info

Publication number: CA2208982A1
Application number: CA002208982A
Authority: CA
Inventors: Georges Grall
Original assignee: Individual
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1996-07-04
Also published as: US5856954A; EP0800656A1; FR2729041B1; WO1996020415A1; FR2729041A1

Abstract

L'invention concerne un procédé d'émission acoustique pour sonar. Elle consiste à munir un sonar d'une antenne d'émission distincte (303) de l'antenne de réception (301). Cette antenne d'émission présente la forme d'une antenne acoustique linéaire et peut être soit remorquée simultanément avec une antenne acoustique linéaire de réception, soit être suspendue à un hélicoptère (202) pour former un sonar de type "trempé" (221). Elle permet de faciliter la détection par ce genre de sonar en augmentant le niveau sonore par l'index de directivité, tout en réduisant les niveaux de réverbération provenant du fond et de la surface de la mer.

Description

-W O96/20415 PCTA~R9S/01679 PROCEDE D'E~ISSION ACOUSTIQUE POUR SoNAR
La présente invention se rapporte aux procédés qui permettent d'émettre des signaux acoustiques dans l'eau. Plus particulièrement, elle concerne l'application d'un tel procédé aux systèmes d'activation des antennes linéaires remorquées. Elle concerne aussi l'application de ce s procédé aux systèmes de sonars actifs déployables pour aéronefs connus sous le nom de sonar"trempés".
On sait que les sonars sont classiquement divisés en deux grandes catégories. L'une de ces catégories comprend les sonars actifs dans lesquels on émet un signal acoustique au sein de la mer et on recueille les l0 echos renvoyés par les obstacles dont on souhaite connaître la position.
L'autre catégorie comprend les sonars passifs dans lesquels on se contente d'écouter les bruits rayonnés au sein de la mer par des sources diverses, par exemple les hélices d'un bateau. C'est le cas en particulier des antennes acoustiques linéaires qui sont remorquées derrière le bateau et qui s'étendent sur des distances de plusieurs centaines de mètres.
A partir de cette technique, on a c,onçu des dispositifs permettant de faire jouer à ces antennes, essentiellement caractéristiques d'un sonar passif, un role de sonar actif, en émettant à l'aide d'une antenne séparée spécialisée un signal acoustique dont les échos sont reçus par ces antennes. Cette fonction est appelée "fonction d'activation".
En se reportant à la figure 1, I'antenne acoustique linéaire 101 est remorquée par un bateau 102, et pour l'utiliser de manière active ce même bateau 102 remorque un poisson 103, lequel comprend un émetteur acoustique. Compte-tenu des gammes de fréquences utilisées par une 23 antenne acoustique linéaire, qui sont situées dans la gamme des basses fréquences, I'émetteur contenu dans le poisson emet de maniere quasi omnidirectionnelle en raison de la petite taille de ses antennes d'émission par rapport à la longueur d'onde d'émission ~, nécessitée par les dimensions du poisson. Un tel dispositif est en particulier décrit dans la demande de 30 brevet français N~91 03853 déposée par la demanderesse le 29 mars 1991 et publié le 2 octobre 1992 sous le numéro 2 674 717.
Il existe également un type de sonar actif, connu sous le nom de sonar"trempé" et représenté sur la figure 2, comportant des antennes de réception 201 portées par des bras dépliables 211 fixés à un corps de bouée 35 immergeable 221 et qui viennent se déployer lorsque le corps de la bouée W O96/20415 P~llrn5S/01679 est immergé à la profondeur requise. Ce corps est suspendu par un câble enroulé sur un treuil fixé à un hélicoptère 202. Il co~po~le aussi un émetteur 203 situé par exemple à la base de la bouée. L'hélicoptère, qui effectue un point fixe en vol stationnai~, déroule le câble, et le corps qui porte l'antennede réception est immergé dans la mer. Un tel sonar est en particulier décrit dans la demande de brevet français N~86 13485 déposée par la demanderesse le 26 septe"~"e 1986 et publiée le 1er avril 1988 sous le numéro 2 604 530. Même si les fréquences utilisées sont souvent plus hautes que les fréquences utilisées dans l'antenne linéaire de la figure 1, la petite=taille du corps de la bouée ne permet pas de fixer un émetteur très grand et on se retrouve dans les mêmes conditions relatives que précédemment ce qui entraîne un rayonnement sensiblement omnidirectionnel de l'émetteur.
En conséquence du caractère omnidirectionnel du rayonnement, ces dispositifs présentent l'inconvénient de limiter la puissance émise, afin de ne pas se heurter au phénomène de cavitation, ce qui limite la portée de détection puisque le niveau sonore émis dans ces conditions est .
relativement faible et qu'on ne peut pas jouer sur l'index de directivité en raison justement de ce caractère omnidirectionnel.
Par ailleurs comme on est en basse fréquence et que cette antenne est relativement petite, on obtient des interactions parasites acoustiques entre les différents transducteurs, rendant plus difficile la maîtrise des diagrammes de directivité.
Enfin, et plus particulièrement dans le cas de l'antenne acoustique

2~ linéaire, la manutention d'un poisson, même s'il est de taille relativement petite, entraîne des contraintes de mise en oeuvre liées au poids et à
- - I'encombrement, qui sont très contraignantes lors de la mise à l'eau et de la récupération, d'où un coût très élevé.
Pour pallier ces inconvénients, I'invention propose un procédé
d'émission acoustique pour sonarl principalement caractérisé en ce que l'on utilise une antenne acoustique linéaire distincte pour émettre des signaux acoustiques dont les échos sont reçus par l'antenne de réception du sonar.
Pour mettre en oeuvre ce procédél l'invention propose en outre un ~ dispositif du type comprenant une antenne acoustique linéaire passive

- 3~ destinée à être remorquée par un bateau à l'aide d'un câble tracteurl ; .
.. ~ :- , W O96/20415 PCTA~R95/01679 principalement caractérisé en ce que l'on flxe au c~ble tracteur une a"ter"~e linéaire acoustique d'émission dont le poids et la forme lui pen"~LL~,.I d'être ,t:",orq.lée avec une faible inclinaison par r~ppo,l à la verticale, alors que l'antenne de réceplion est re",o,~uée sensiblement h~ u,,Lalement.
Selon une autre card-~ristique ce ~ sposilir est du type cornpr~nanl un sonar à a"le"ne de réceplion déployable destiné à être suspe,ldu à un hélicoptère par un cable, et il c~,,,ur~,~d en outre une antenne linéaire acoustique d'émission (803) destinée à être suspendue au~esslls ou en dessous de cette antenne de récel,lior,.
o Selon une autre caractéristique, le câble de suspension du sonar fait partie intégrante de l'antenne linéaire d'émission.
Selon une autre caractéristique, I'antenne linéaire acoustique d'émission est formée d'un chapelet de transd!lctellrs fixés le long d'au moins un câble.
Selon une autre caractéristique, les transd~ ~cte~ ~rS sont du type flextenseur.
Selon une autre caractéristique le dispositif co,)"~G,le des moyens pour alimenter les transdllcte~rs avec des signaux pondérés de manière variable pour contrôler la forme du lobe principal d'émission.
Selon une autre caractéristique le dispositif co",pre,ld en outre des moyens pour alimenter les transducteurs avec des signaux déphasés permettant de dépointer le f~isce~u d'émission.
Selon une autre caractéristique le dispositif con,prend en outre un poisson entraîné par le cable de remorquage et remorquant lui-même I'antenne linéaire de réception; ce poisson comportant un treuil intégré
auquel est accrochée l'antenne linéaire d'émission pour permettre d'enrouler cette antenne avant de remonter l'ensemble du poisson et de l'antenne linéaire de réception sur le bâtiment tracteur Selon une autre caractéristique I'antenne linéaire d'ér"ission est formée d'un ensemble de modules identiques co"~ ,ena,-L un transd~ctellr du type flextenseur à section droite sensiblement ovoïde munie d'un carénage arrière à section droite sensiblement triangulaire et comportant à
ses deux extrémités des chapes dont l'une est simple alors que l'autre est double pour permettre d'insérer la chape simple d'un module dans la chape double du module ~rljacent et de les réunir entre eux par un axe de fixation.

W O96/20415 1~ h5S/01679 - Selon une autre caractéristique, les transducteurs sont articulés entre eux de manière à former un ensemble enroulante sur un treuil.
Selon une autre caracléristique I'antenne d'émission c~",~r~"d des moyens pour bloquer mécaniquement entre elles ces articulations pour s assurer la rectitude de l'antenne pendant l'émission et pour libérer ce blocage lors des opérations d'enroulement et de déroulement de l'antenne sur un treuil.
D'autres particularités et avanta~es de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif - lO en regard des figures annexées qui représenle"t:
Les figures 1 et 2 deux sonars passifs selon l'art antérieur;
- la figure 3 un sonar passif activé selon l'invention;
les figures 4 et 5 deux variantes de réalisation des transd~cte~lrs ~ d'émission d'un sonar selon l'invention;
lS les figures 6 et 7 deux variantes d'un système d'alimentation de ces - transducteurs;
Ia figure 8 une variante de réalisation concernant un sonar du type "trempé". =
la figure 9 un dispositif d'enroulage de l'antenne émettrice d'un sonar selon l'invention; et la figure 10 des vues de face et de coté d'un maillon d'une antenne émettrice selon l'invention.
Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 3 un bateau remorqueur 302 tracte une antenne linéaire passive 301 à l'aide ~s d'un câble de traction 305. Cette antenne linéaire passive est de type connu et on en trouvera par exemple une desc~i~lion dans la del"ande de brevet français N~ 90 15474 déposée par la demanderesse le 11 décembre 1990 et - publiée le 12 juin 1992 sous le numéro 2 670 350.
Cette antenne purement passive reçoit donc tous les bruits surtout basse fréquence qui se propagent dans le sein de la mer par exemple les bruits des hélices de bateau.
. , .
Pour l'utiliser de manière active afin qu'elle reçoive les échos d'une émission sonar provenant d'un système dans lequel elle est intégré on utilise selon l'invention une antenne acoustique linéaire d'émission 303 elle-3S même accrochée au câble 305 pour être remorquée par le bateau 302. Cette --~.
,, W ~96/20415 PCT~R9S101679 S

antenne linéaire d'émission est formée d'un chapelet de trans~luGteurs, de préférence du type flexte,)seur, avantageusement fixés le long d'un ou de plusieurs câbles et placés dans une gaine souple. Afin de ."ainle"ir cette antenne linéaire 303 la plus verticale possible en dépit de la traînée provenant de la traction, celle-ci se termine de ~,,vrére.,ce par une partie non-active eVou un plongeur 304 qui pe",~etlel)l de la lester surris~"""enl pour obtenir une position proche de la position verticale souhaitée.
On peut envisager dirrare~lls types de transd~ ~cte~ ~rS, mais les transdl ~ctP~ ~rs du type flextenseurs sont particulierement adaptés à cet 10 usage, et on a représenté sur la figure 4 une vue schv,,,aliq~e d'une sectionde l'antenne 303 comportant un seul de ces transducteurs. Ce transductel Ir est un flextenseur de type connu sous le nom de classe IV composé
essentiellement d'une coque elliptique 401 comportant selon son grand axe un moteur piézo-électrique 402. Pour pouvoir former un chapelet destiné à
réaliser l'antenne 303, les deux extrémités de la coque elliptique sont percées longitudinalement pour permettre de faire passer des câbles 403 SU! !esque!s viennent s'enfi!er !es transducteurs S! !c~vssilrs. De~ moyens de fixation, non représentés, permettent de bloquer ces transd~ctellrs à des positions prédéterminés sur le câble et d'assurer la rectitude de l'antenne en position opérationnelle pour obtenir le diagramme de directivité en émission voulu. Les transducteurs sont câblés à l'aide de câbles de connexion non représentés, qui s'étendent sensiblement parallèlement aux câbles structuraux 403. L'ensemble est placé à l'intérieur d'une gaine souple, elle-même remplie d'un liquide de protection selon la même technique que celle utilisée pour les antennes linéaires telles que l'antenne 301. La densité du liquide sera de préférence supérieure à celle de l'eau pour augmenter le poids de l'antenne et limiter son inclinaison sous les forces de traînée.
On peut utiliser d'autres types de transdl ~cte~ ~rs s~ ~sceplibles d'émettre des ondes acoustiques à la fréquence désirée et avec la puissance voulue, pour peu que ceux-ci puissent être fabriqués selon des dimensions suffisamment réduites. A titre d'exemple, on a représenté sur la figure 5 un autre mode de réalisation, dans lequel on utilise un transducteur flextenseur du type connu sous l'appellation anglo-saxonne "barrel stave", qui est symétrique selon l'axe de l'antenne. Ce transducte~lr cor"pre"d une coque 501 en forme de diabolo qui renferme un moteur piézo-electrique W O96/2041S PCTn~R9S/01679 axial 502 en forme de cylindre. L'e~semble est percé d'un trou axial qui permet de faire passer un câble unique 503, jouant le même rôle que les deux câbles 403 de l'exemple représenté sur la figure 4.
; On pourrait aussi utiliser d'autres structures, par exemple des - s dispositifs cornprenant des cardans articulés ou souples pel"~ellant de relier les transducte~ ~rs entre eux.
Comme on souhaite que l'antenne d'émission navigue le plus verticalement possible, il y a intérêt à ce que sa cJe"silé a,~,pa~3n~e par ; ~ rapport a l'eau soit la plus grande possible. Compte tenu de ce qu'on utilise 10 un grand nombre de transducte~rs qui sont eux-mêmes assez lourds, la - densité initiale de la structure est déjà relativement il "po, lan~e. On augmentera celle-ci en utilisant un liquide de remplissage le plus dense possible, éventuellement en le chargeant avec un matériau granulaire lui-- même le plus dense possible. Le poids de l'antenne, qui permet de la maintenir aussi verticale que possible, permet en outre de lui faire jouer le role de dépresseur qui est généralement dévolu à des appareils particuliers, - lesquels se présentent généralement sous la forme d'une aile d'avion - inversée et permettent en attirant le câble de remorquage 30~ vers le fond de maintenir l'antenne passive de réception 301 à une immersion 20 déterminée en la maintenant horizontalement de manière aussi rectiligne - que possible.
ll est souhaitable que l'antenne linéaire d'émission 303 soit elle-même le plus rectiligne possible, et pour cela on lui donnera de ~,r~:rérence un profil - en goutte d'eau dont l'axe est dirigé dans la direction de la L,acLion afin de diminuer le coefficient de traînée. Dans le cas de l'utilisation de - transducteurs de type IV tels que représentés sur la figure 4, on a déjà au départ une forme sensiblement hydrodynamique. Pour éventuellement - améliorer celle-ci, ou dans le cas où la structure de base est peu -- ~ hydrodynamique, comme par exemple dans le mode de réalisation de la ~; 30 figure 5, il pourra être avantageux d'utiliser un carénage de forme adéquate.
;-; En outre, pour limiter l'apparition de vibrations aux vitesses de remorquage opérationnelles, on aura intérêt à prolonger la partie active de l'antenne 303 par une partie inactive 304 de même densité et de même section que celle de la partie active.
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. ~L ~.-WO 96120415 r~lirA5~1~1679 Comme la tralnée de l'ensemble est assez impo,lante, il y a intérêt lorsqu'on ne les utilise pas à ,t:",~"lar les antennes linéaires sur le pont du bateau r~morqueur et à les slocker sous un encon~brement minimal. Cela peut se faire en utilisant un treuil 306 qui permettra d'enrouler les deux antennes, de préférence sur deux tambours distincts co",po, ldlll chacun un dispositif de trancanage.
Avec un tel système de re,nor~uage il n'est quand même pas possible de maintenir l'a"te, " ,e d'émission 303 sll iclt:"~ent verticale, et celle-ci est donc inclinée vers l'arrière du sens d'avancement selon un angle ~c l0 par rapport à la verticale.
En appelant W le poids a~ ~ are,lt par metre linéaire dans l'eau de l'antenne 303 p la masse volumique de l'eau S la section droite de face de cette antenne Cx son coefficient de traînée et V la vitesse de remorquage, la traînée totale de l'antenne est donnée par la formule:
1~ T= 1 ,aSCxV 2 L'angle d'inclinaison ~c par rapport à la verticale est alors donné par la formule:

(2 ) TSin(2 - ~C) A titre d'exemple pour une vitesse de remorquage de 8 noeuds une section de 01 m2 correspondant à un diamètre de 10 cm et une densité de l'antenne égale a 5 I'angle d'inclinaison ~c est égal à 10~. Ceci revient a dire que l'antenne linéaire navigue avec une obliquité de 10~ par rapport à la verticale.
On sait que pour une a"le""e linéaire co""~re"a"t N transductellrs équidistants de ~J2 I'index de directivité est donné par 10 log N. Dans ces conditions si on souhaite par exemple un gain de 15 dB on est amené à
utiliser 30 transducteurs ce qui impose d'avoir une antenne linéaire dont la longueur est égale a 15 ~. Si la fréquence utilisée est par exemple de 1 kHz cette longueur est alors égale à 22 50 m. On constate qu'à puissd"ce égale 30 on peut selon l'invention utiliser l'index de directivité pour augmenter les pe, rO, ll~dl ,ces.
Si ces transducteurs sont alimentés en parallèle sans pondération particulière la largeur du lobe principal de la voie transversale à la direction W O~6/20415 PCTA~R95/01679 de l'antenne, dite "broad side", est sensiblement égale à A/L en radians, soit dans l'exemple cité 4~.
On sait aussi que dans le cas d'une antenne linéaire les voies les plus fines sont celles que l'on forme par le travers de celle-ci, aussi bien en ~mission qu'en réception. La meilleure résolution angulaire en gisement pour l'antenne linéaire de réception 301 est donc obtenue de chaque côté
de celle-ci, perpendiculairement à son axe.
L'antenne linéaire d'émission quant à elle émet, si les transducte~rs sont effectivement alimentés en parallèle, dans un plan perpen~liu-l~ire à sa direction et avec une symétrie radiale autour de cette dir~clio". L'inclinaison du faisceau par rapport à l'horizontale est donc égale à ~c vers l'arrière du mouvement de l'antenne et à ~c vers l'avant, compte tenu de l'inclinaison décrite plus haut. Sur les côtés par contre, I'inclinaison est nulle et I'insonification du volume marin se fait sur ces côtés sans décalage angulaire par rapport au fond et à la surface. Comme l'antenne de réception est essentiellement prévue pour recevoir sur les côtés, I'insonification est confondue avec la direction d'écoute et il n'y a donc pas besoin dans ces cas là d'effectuer un dépointage des voies d'émission, que l'on pourrait obtenir par exemple par une alimentation déphasée des dirrére"ts transducteurs.
On a représenté sur la figure 6 un exemple de circuit d'ali",e"~alion des différents transducteurs 601 composant l'antenne d'émission, dans le cas où on souhaite pondérer le niveau d'alimentation de ces transducte~rs afin d'obtenir, de manière connue, un lobe principal plus fin et des lobes secondaires atténués. Le signal d'émission, de la forme sin ~ot arrive par un bus de puissance 602. Ce bus est connecté aux dirrérents trans~lur,tellrs 601 par l'intermédiaire de llan~ro"nateurs à prises 603, eux-mêmes relies à
des commutateurs 604. Ces commutateurs 604 sont du type proyra"""a~les numeriquement et reçoivent des signaux de progra"~"laliol~ par I'intermédiaire d'un bus de commande 60~ des amplitudes. Ces signaux permettent ainsi de commuter les prises des transformateurs 603, de manière à pouvoir appliquer aux transducteurs 601 des signaux dont I'amplitude Aj dépend du transducteur et a été calculée, selon une méthode connue, pour obtenir la pondération souhaitée.
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e, ~
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W O96/20415 P~ ngS1~1679 On peut néanmoins souhaiter pouvoir dépointer les hisce~l Iy d'émission de manière à avoir une insonification précise dans un se~ r situé en dehors du plan transversal de l'antenne de réceplio", tel qu'il a été
défini plus haut. Ceci permet par exemple de pouvoir isoler et poursuivrs un s écho repéré précédemment et dont il apparaît qu'il provient d'un se~e~lr situé en dehors des secte~ ~rs transversaux.
Pour cela, on utilisera par ex~",pl~ un système tel que celui représenté sur la figure 7 dans lequel un bus d'alime"laLio" de puissance 701 permet de distribuer le long de l'antenne linéaire un jeu de signaux de l0 puissance décalés en phase sur 360~. Dans l'exemple représenté on a un signal de base sin ~ot et deux autres signaux décalés respectivement de 27~
/3 et 41~13 . Suivant une variante, on utilise le signal de base en lui rajoutant 3 signaux décalés respectivement de 7r/2 -~12 et 7~. Ces signaux sont appliqués à deux tran:irur",aleurs à prises 703 et 713 par l'intermédiaire d'un commutateur 704. Les prises de ce tran~ror"ldleur sont elles-mêmes appliquées à des commutateurs 714 et 724 afin de pouvoir alimenter en dirri:rellliel les transducteurs 701. Un bus de co""~,a,)de 705 envoie sur les commutateurs 704 714 et 724 des signaux numériques de co"""ar,de qui permettent de sélectionner avec le commut~te~ Ir 704 la ligne du bus d'alimentation correctement déphasée et avec les commutateurs 714 et 724 les niveaux d'amplitude nécessaires à la pondération.
Le commutateur 714 délivre donc un signal sinS~cos~0t et le commutateur 724 un signal cos~isin ~ot. La combinaison de ces deux signaux dans le transducteur 701 permet d'obtenir un signal acoustique de 2~ sortie Aj sin (~ot + ~Z7i) .
L'utilisation d'une émission directive permet en plus de l'augmentation de l'index de directivité d'augmenter le rapport écho/réverbération et ceci est d'autant plus utile que la profondeur est plus faible. En effet dans ce cas la réverbération provenant des directions en site situées en dehors du lobe principal d'émission est fortement atténuée ce qui est primordial pour le rapport signal à bruit lorsqu'on opère par petit fond.
Il est en outre intéressant pour couvrir tout l'esp~ce de forrner alternativement une voie dépointée en site de +~c et une voie déportée en site de ~c.

W O96/20415 PCT~R9S/01679 Dans le premier cas, on insonifie alors tout l'es~Ge arrière hori~o"lalement et sans obleni( de réflexion sur la surface et sur le fond, alors que le f~isce~ ~ avant est pointé vers le fond avec un angle de site égal - ~ - 2~c, ce qui augmente la réverbération, laquelle est avantageusement- 5 éliminée au niveau du traitement, par exemple par fenêtrage (élimination des ~chos proches).
Dans le deuxième cas, on obtient l'effet inverse et on insG~irie tout l'esp~ce avant de manière hG,i~onlale, tandis que le f~isce~u arrière est pointé vers la surface avec un site égal à + 2~c, avec, là aussi, une l0 élimination de la réverbération par le traile"~ent.
- Pour obtenir ces deux dépointages sl~ccessifs, on peut par exemple utiliser le dispositif représenté sur la figure 7 en lui ajoutant un commut~te~ ~r convenablement programmé d'une part suivant deux lois de phase et d'autre part pour passer d'une loi à l'autre.
- l~ On peut également, pour un dépointage à site donné, faire varier de ~- manière programmable la largeur du lobe principal en modifiant simultanément les amplitudes et les phases des signaux appliqués aux -- transducteurs,. Pour cela, on peut par exemple modifier légèrement la phase ~pj utilisée, en lui ajoutant un déphasage supplémentaire ~pj de manière à
: 20 appliquer aux transducteurs une loi de phase symétrique par r~ppo,l à la direction de pointage.
- A titre de perfectionnement, I'invention propose de munir également I'antenne linéaire d'émission 303 d'un ensemble d'hydrophones de réception de manière à pouvoir former des voies de réception en site. On peut ainsi 2~ mesurer de manière instantanée l'immersion de la cible, soit en effectuant - une mesure directe, soit en effectuant un traitement approprié, par exemple - du type mono-pulse.
~- L'invention n'est pas limitée au cas de l'antenne linéaire acoustique remorquée comme dans la figure 3, mais elle s'étend également au cas du 30 sonar trempé suspendu à un hélicoptère, comme représenté sur la figure 8.
Dans ce cas l'hélicoptère 802 supporte le sonar trempé 821 à l'aide --- d'un câble 805. . -Selon l'invention, on a fixé sur ce cable une antenne linéaire acoustique d'émission 803, qui joue le même rôle que l'antenne 303 de la 3~ figure 3. Comme l'hélicoptere reste immobile lorsque le sonar est descendu ~' . . , , .

,,~j3, .

~ CA 02208982 1997-09-08 W O96120415 PCT~FRgS/01679 en vol stationnaire, il n'y a plus ni problème d'inclinaison, ni problème de traînée. Les modes de réalisation de cette antenne 803 pourront être semblables à tous ceux utilisés pour la ré~lis~tion de l'antenne 303, mais de manière préférentielle on utilisera la technique représentée sur la figure 5, qui est strictement de révolution autour de l'axe et dans laquelle le câble central sera alors direc~emenL le câble de soutien 805 du sonar, sur lequel les transrl~cte~rs auront été enfilés et fixés dans la bonne ~osilion On pourrait éventuellement faire pendre l'antenne d'émission sous le sonar.
L'un des problèmes de l'invention en mode remorqué consi~le, l0 comme on l'a indiqué plus haut, à maintenir la linéarité de l'antenne linéaire sur toute sa longueur, alors que le système de traction tendrait à la courber, tout au moins légèrement.
Pour pouvoir mieux respecter cette condition, I'invention propose, à
titre de perfectionnement, d'utiliser par exemple un gréement triangulé dans lequel l'antenne 303 est simultanément tractée à sa partie supérieure et à sa partie inférieure par deux câbles distincts, ce qui permet de co, l ,lJe"ser l'action plus importante de la traînée sur le bas de l'antenne.
Lors du remontage de l'antenne, pour pouvoir l'enrouler facilement on est alors amené à détacher le câble inférieur et à l'enrouler sur un deuxième touret, dont le démarrage sera retardé de manière à obtenir un enroulement correct de l'antenne.
Pour la mise à l'eau on procède à l'opération inverse.
Une autre variante consiste à utiliser un gréement propulsé, dans lequel on fixe à l'extrémité inférieure de l'antenne linéaire 303 un moteur à
2~ hélice alimenté depuis le bateau, par l'intermédiaire du câble de re",or4uage, avec un signal électrique variable en fonction de la vitesse du bateau remorqueur, de manière à maintenir la linéarité de l'antenne en compensant l'excès de traînée appliquée à l'ekllemilé inférieure de celle-ci.
On peut également utiliser plusieurs moteurs de ce type répartis le long de 30 I'antenne.
A titre de variante, I'invention propose également, comme représenté en - figure 9, d'utiliser pour remorquer et enrouler l'antenne linéaire 303 un poisson remorqué 304, semblable à celui utilisé dans l'art antérieur, qui est entraîné par le câble 305 et qui entraîne lui-même l'antenne de réception 3~ 301. Selon l'invention, ce poisson 304 comporte à son intérieur un treuil 314 W O96/2041S P~llrn95~l679 auquel est fixé, par un morceau de câble, I'antenne linéaire d'~ ission 303.
Pour rer"on~er l'ensemble à bord du bateau r~r"orq.leur 302, on commence par enrouler l'antenne d'émission 303 sur le treuil 314, puis on enroule le câble 30~ sur le treuil de relllor~uage fixé sur le b~te~ll On termine en enroulant l'antenne de réception 301 sur un treuil séparé, selon une technique connue lorsqu'on utilise un poisson ordinaire.
En dehors de l'exemple de réalisation déuit plus haut dans lequel les transd~lctellrs sont situés à l'intérieur d'une gaine souple et séparés les uns des autres, une variante de réalisation intéressante consiste à utiliser des modules élémentaires de forme hydrodynamique, étanches et reliés entre eux par un câblage lui-même étanche. Ceci permet de simplifier la realisation de l'antenne et dans ce cas un perfectionnement intéressant, pour permettre de maintenir la forme rectiligne de l'antenne dans l'eau en dépit des efforts de traction et des vibrations, consiste à munir les extrémitésde ces modules distinctes d'une face d'appui qui est confo"~,e à la face d'appui du module adjacent. Dans ces conditions, pour rigidifier l'antenne on utilisera un câble qui court le long de celle-ci, et qui peut-être d'ailleurs l'un des câbles d'assemblage. Ce câble sera fixé d'un côté à l'une des extrémités, I'extrémité inférieure par exemple, de l'antenne et de l'autre côté
à un petit treuil muni d'un moteur d'enroulement. En actionnant alors ce moteur d'enroulement on rapprochera les modules entre eux et ils viendront se bloquer les uns contre les autres, ce qui assurera la rigidité et la forme rectiligne de l'antenne.
Dans une forme préférée de réalisation de la structure de l'antenne, on utilisera des modules tels que représentés sur la figure 10, co",t~renant un flextenseur 410 de type IV dont la section est ovoïde. L'arrière de ce flextenseur est prolongé par un carénage 111 dont la section est sensiblement triangulaire, de manière à donner à l'ensemble une section hydrodynamique en forme d'aile d'avion symétrique.
-- 30 Les extrémités de ce flextenseur sont terminées par des chapes, dont I'une 112 est double, et l'autre 113 est simple. Ainsi une chape 113 vient s'insérer dans une chape 112 du module adjacerit, et on fixe les deux ensembles à l'aide d'un axe 114 qui vient pénétrer dans les trous d'asse, I ,blage des chapes.
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,~,, W O96120415 13 P~ll~hSS~'~1679 La p, updgalion des signaux d'ali"~enla~ior, et des signaux de commande se fait par l'inte"))édiaire de câbles électriques 115 qui pénèl,enl a une extrémité du moduie et en sortent à l'autre eA~, ~" ,ile par l'i"~er"lediaire de passejoints étanches. L'ensemble est su~r,sa"""ent - s flexible pour pouvoir s'enrouler sur un touret dont les dimensions sont par exemple de l'ordre de deux mètres. On peut également sécuriser l'assemblage à l'aide de tirants venant traverser les modules de part en part là aussi par l'intermédiaire de passejoints é~anclles. Le cas échéant en ménageant des surfaces d'appui ~déq~ ~tes par exemple planes aux 0 extrémités des modules et en donna"t une forme oblongue aux trous des chapes dans lesquels viennent s'insérer les axes 114 on pourra utiliser une méthode de rigidification telle que décrite plus haut.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Procédé d'émission acoustique pour un sonar, caractérisé en ce que l'on utilise une antenne acoustique linéaire distincte (303) maintenue sensiblement verticale pour émettre des signaux acoustiques dont les échos sont reçus par l'antenne de réception (301) du sonar.

2 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, du type comprenant une antenne acoustique linéaire passive (301) destinée à être remorquée par un bateau (302) à l'aide d'un câble tracteur (301), caractérisé en ce que l'on fixe au câble tracteur une antenne linéaire acoustique d'émission (303) dont le poids et la forme lui permettent d'être remorquée avec une faible inclinaison (.theta.c) par rapport à la verticale, alors que l'antenne de réception est remorquée sensiblement horizontalement.

3 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, du type comprenant un sonar (801) à antenne de réception déployable destiné à être suspendu à un hélicoptère (802) par un câble (805), caractérisé en ce qu'il comprend en outre une antenne linéaire acoustique d'émission (803) destinée à être suspendue au-dessus ou en dessous de l'antenne de réception.

4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le câble (805) de suspension du sonar fait partie intégrante de l'antenne linéaire d'émission (803).

5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2à 4, caractérisé en ce que l'antenne linéaire acoustique d'émission (303) est formée d'un chapelet de transducteurs (401, 402) fixés le long d'au moins un câble (403).

6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les transducteurs (401, 402) sont du type flextenseur.

7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (601 - 604) pour alimenter les transducteurs (601) avec des signaux pondérés de manière variable pour contrôler la forme du lobe principal d'émission.

8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (702 - 704) pour alimenter les transducteurs (701 ) avec des signaux déphasés permettant de dépointer le faisceau d'émission.

9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2, 5, 6, 7, et 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un poisson (304) entraîné par le câble de remorquage (305) et remorquant lui-même l'antenne linéaire de réception (301), ce poisson comportant un treuil intégré (314) auquel est accrochée l'antenne linéaire d'émission (303) pour permettre d'enrouler cette antenne avant de remonter l'ensemble du poisson et de l'antenne linéaire de réception sur le bâtiment tracteur (302).

10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2, 5, 6, 7, 8 et 9, caractérisé en ce que l'antenne linéaire d'émission est formée d'un ensemble de modules identiques comprenant un transducteur du type flextenseur (110) à section droite sensiblement ovoïde munie d'un carénage arrière (111) à section droite sensiblement triangulaire et comportant à ses deux extrémités des chapes dont l'une (113) est simple alors que l'autre (112) est double pour permettre d'insérer la chape simple d'un module dans la chape double du module adjacent et de les réunir entre eux par un axe de fixation (114).

11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2, 5, 6, 7, 8, 9 et 10, caractérisé en ce que les transducteurs (110-113) sont articulés entre eux de manière à former un ensemble enroulante sur un treuil.

12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que l'antenne d'émission comprend des moyens pour bloquer mécaniquement entre elles ces articulations (112-114) pour assurer la rectitude de l'antenne pendant l'émission et pour libérer ce blocage lors des opérations d'enroulement et de déroulement de l'antenne sur un treuil.