Structure d'engin sous-marin tel qu'un sous-marin La présente invention concerne une structure d'engin sous-marin tel qu'un sous-marin proprement dit.
Plus particulièrement l'invention se rapporte à une structure d'engin sous-marin qui comporte une coque épaisse se présentant au moins sur une partie de sa longueur sous la forme générale d'un cylindre.
Cette structure peut également comporter d'autres parties telles que par exemple une partie appelée un massif ou encore une partie appelée appareil à gouverner le sous-marin.
Différentes études ont mis en évidence l'importance que représentait pour ces structures et en particulier pour les sous-marins, la menace liée aux évolutions et à la prolifération de sonars tels que par exemple des sonars dits actifs.
Afin de tenir compte de cette menace, des études ont été menées pour réduire l'index de cible c'est-à-dire en fait augmenter la furtivité acoustique d'un sous-marin y compris en très basse fréquence.
L'amélioration de la furtivité en particulier acoustique d'un sous-marin peut être obtenue principalement de deux manières. En fait il s'agit d'éliminer ou d'annuler l'écho sonar renvoyé par la cible comme par exemple le sous-marin, vers la menace c'est-à-dire le sonar actif adverse.
Ainsi l'amélioration de la furtivité d'un sous-marin peut être obtenue en inclinant les différentes parois planes de sa structure par rapport à la verticale, l'onde sonore émise par le sonar adverse est alors réfléchie vers des sites fortement positifs ou fortement négatifs.
La menace est en effet dans la plupart des cas, à des sites compris entre plus ou moins 100, c'est-à-dire à un niveau proche de celui du sous-marin.
De plus si le sous-marin comporte une coque mince semi transparente placée autour d'une coque épaisse, l'onde sonar est faiblement transmise, ce qui permet de masquer les échos éventuels renvoyés par la structure et divers équipements placés par exemple sous la coque mince de celle-ci.
L'amélioration de la furtivité peut également être obtenue en utilisant sur la structure, des revêtements acoustiques absorbants qui permettent de diminuer fortement l'amplitude de l'onde réfléchie par la coque épaisse du sous-marin.
Ces revêtements acoustiques absorbants sont également appelés revêtements anéchoïques.
L'index de cible d'un sous-marin est en général maximal sur le travers, c'est-à-dire pour des gisements à plus ou moins 90 , du fait de l'écho renvoyé par la partie cylindrique Structure of an underwater vehicle such as a submarine The present invention relates to an underwater vehicle structure such as a submarine.
sailor proper.
More particularly, the invention relates to a structure of a sub-machine sailor who has a thick shell which occurs at least over part of its length under the general shape of a cylinder.
This structure may also include other parts such as by example a part called a massif or a part called a steering gear the sub marine.
Different studies have highlighted the importance of these structures and in particular for submarines, the threat linked to evolutions and at the proliferation of sonars such as for example so-called active sonars.
To address this threat, studies have been conducted to reduce the target index that is to say actually increase the acoustic stealth of a submarine there included in very low frequency.
Improving the especially acoustic stealth of a submarine can to be obtained mainly in two ways. In fact it is a question of eliminating or to cancel the echo sonar returned by the target such as the submarine, to the threat that is to say the opposing active sonar.
So improving the stealth of a submarine can be achieved by tilting them different plane walls of its structure with respect to the vertical, the wave sound emitted by the opposing sonar is then reflected towards strongly positive sites or strongly negative.
The threat is indeed in most cases, to sites between more or minus 100, i.e. at a level close to that of the submarine.
In addition if the submarine has a thin semi-transparent hull placed around a thick hull, the sonar wave is weakly transmitted, which allows mask any echoes returned by the structure and various equipment placed by example under the thin shell of this one.
Improved stealth can also be achieved by using on the structure, absorbent acoustic coatings which reduce strongly the amplitude of the wave reflected by the thick hull of the submarine.
These absorbent acoustic coatings are also called coatings anechoic.
The target index of a submarine is generally maximum on the beam, that is to say for deposits at more or less 90, due to the echo returned by the cylindrical part
2 de la coque et dans une moindre mesure, par le massif et l'appareil à
gouverner de celui-ci.
Comme cela a été indiqué précédemment, le massif et l'appareil à gouverner peuvent être traités par l'une ou l'autre des méthodes décrites et la coque cylindrique peut être traitée par un revêtement anéchoïque pour améliorer le plus possible la discrétion du sous-marin.
Cependant des difficultés importantes apparaissent à basse et très basse fréquence.
En effet soit le revêtement anéchoïque est très épais soit il est peu efficace.
En pratique il est difficile d'obtenir mieux que 6 dB en dessous de 3 kHz et l'anéchoisme en dessous de 1,5 kHz est quasiment impossible.
Par ailleurs l'utilisation de ce type de revêtement pose également un problème lié
à l'implantation de grandes antennes de flanc pour la détection sonar passive.
En effet il y a un conflit entre cette utilisation de grandes antennes et l'implantation de revêtement anéchoïque sur certaines portions de la coque cylindrique.
On sait par exemple que des constructeurs de sous-marins ont proposé
d'implanter des antennes de flanc sur des revêtements anéchoïques.
Cependant ceci présente plusieurs inconvénients :
- Le revêtement anéchoïque, même en couche épaisse, présente des performances médiocres en très basse fréquence. De plus la compressibilité
importante de ce revêtement en fonction de la pression hydrostatique est pénalisante pour les bilans d'architecture navale.
- La présence de revêtement de ce type sous une antenne de flanc dégrade les performances de celle-ci à basse fréquence. En effet on ne dispose pas de réflecteur dur derrière les capteurs de cette antenne et des interférences acoustiques apparaissent en raison des réflexions sur la coque située derrière le revêtement anéchoïque.
D'autres constructeurs de sous-marins ont proposé d'utiliser des appendices acoustiques ajoutés en particulier sur la partie cylindrique de la coque épaisse du sous-marin.
Cependant toutes ces solutions n'ont pas donné pleinement satisfaction car il est difficile d'assurer à la fois une bonne furtivité acoustique du sous-marin par le travers, de permettre une bonne intégration de grandes antennes sonar de flanc et d'assurer une protection contre les chocs latéraux de la coque épaisse.
Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes.
A cet effet l'invention a pour objet une structure d'engin sous-marin, du type comportant une coque épaisse se présentant au moins sur une partie de sa longueur, 2 of the hull and to a lesser extent, by the solid mass and the apparatus govern of it this.
As indicated above, the mountain range and the steering gear can be treated by either of the methods described and the shell cylindrical can be treated with an anechoic coating to improve the discretion of submarine.
However, significant difficulties appear at low and very low frequency.
Either the anechoic coating is very thick or it is little effective.
In practice it is difficult to obtain better than 6 dB below 3 kHz and anechoism below 1.5 kHz is almost impossible.
Furthermore, the use of this type of coating also poses a problem.
bound the installation of large flank antennas for passive sonar detection.
Indeed there is a conflict between this use of large antennas and implantation anechoic coating on certain portions of the cylindrical shell.
We know for example that submarine manufacturers have proposed implant flank antennas on anechoic coatings.
However, this has several drawbacks:
- The anechoic coating, even in a thick layer, has poor performance at very low frequencies. In addition the compressibility important of this coating as a function of the hydrostatic pressure is penalizing for the balance sheets of naval architecture.
- The presence of this type of coating under a flank antenna degrades the low frequency performance. In fact, we don't have hard reflector behind the sensors of this antenna and acoustic interference appear in because of reflections on the shell behind the anechoic coating.
Other submarine manufacturers have offered to use appendages acoustic added in particular on the cylindrical part of the shell thick under marine.
However, all of these solutions have not been fully satisfactory because it East difficult to ensure both good acoustic stealth of the submarine by askew allow good integration of large flank sonar antennas and ensure a protection against side impact of the thick shell.
The object of the invention is therefore to solve these problems.
To this end the invention relates to a structure of an underwater vehicle, of the type comprising a thick shell presenting at least over part of its length,
3 sous la forme générale d'un cylindre, caractérisée en ce que les flancs latéraux de cette structure comportent sur au moins une partie de la longueur du cylindre, des moyens formant déflecteur acoustique comportant de chaque côté de la coque épaisse, des organes d'habillage de section en V, couchés contre la coque et associés à
cette coque à
travers des moyens d'amortissement de chocs et de bruits.
Selon d'autres caractéristiques de la structure suivant l'invention, prises seules ou en combinaison :
- les organes d'habillage sont au moins en partie métalliques ;
- les organes d'habillage sont réalisés à partir de plaques de matériau métallique ;
- les plaques comportent des pans inclinés ;
- les plaques présentent une épaisseur comprise entre 8 et 10 mm;
- les pans inclinés des plaques sont inclinés d'au moins 15 par rapport à la verticale ;
- le pan inférieur des organes d'habillage de section en V, comporte sur sa face externe, des moyens formant antenne sonar de flanc ; et - le pan inférieur des organes d'habillage de section en V, comporte sur sa face interne, des moyens formant baffle acoustique additionnel.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente une vue partielle d'un tronçon de coque épaisse de forme générale cylindrique d'un engin sous-marin selon l'invention et sur un flanc duquel est installé un déflecteur acoustique ; et - les figures 2 et 3 représentent des vues partielles illustrant des variantes de réalisation de ce déflecteur.
Ainsi que cela est illustré sur ces figures, l'invention se rapporte à une structure d'engin sous-marin tel que notamment un sous-marin proprement dit.
Un sous-marin comporte de façon générale, une coque épaisse se présentant au moins sur une partie de sa longueur, sous la forme générale d'un cylindre, cette partie de coque épaisse étant désignée par la référence générale 1 sur ces figures.
Selon l'invention les flancs latéraux de cette partie cylindrique de coque épaisse sont munis sur au moins une partie de leur longueur, de moyens formant déflecteur acoustique, dont l'un est désigné par la référence générale 2 sur ces figures.
En fait ces moyens formant déflecteur acoustique comportent comme cela est illustré en particulier sur les figures 2 et 3, de chaque côté de la coque épaisse 1, des organes d'habillage de section en V, couchés contre la coque épaisse du sous-marin et associés à cette coque à travers des moyens d'amortissement de chocs et de bruits, dont 3 in the general form of a cylinder, characterized in that the sides side of this structure comprise over at least part of the length of the cylinder, means forming an acoustic deflector comprising on each side of the thick shell, of V-shaped trim members, lying against the hull and associated with this shell to through shock and noise damping means.
According to other characteristics of the structure according to the invention, taken alone or in combination:
- the covering members are at least partly metallic;
- the covering members are made from material plates metallic ;
- The plates have inclined sides;
- The plates have a thickness between 8 and 10 mm;
- the inclined sides of the plates are inclined at least 15 relative to the vertical;
- the lower pan of the V-shaped trim members, has on its face external, means forming a flank sonar antenna; and - the lower pan of the V-shaped trim members, has on its face internal, means forming an additional acoustic cabinet.
The invention will be better understood on reading the description which follows given by way of example only and made with reference to the accompanying drawings on which :
- Figure 1 shows a partial view of a thick hull section of form general cylinder of an underwater vehicle according to the invention and on a side of which is installed an acoustic deflector; and - Figures 2 and 3 show partial views illustrating variants of realization of this deflector.
As illustrated in these figures, the invention relates to a structure underwater vehicle such as in particular a submarine proper.
A submarine generally comprises a thick hull presenting itself at the less over part of its length, in the general form of a cylinder, this part of thick shell being designated by the general reference 1 in these figures.
According to the invention the lateral flanks of this cylindrical shell part thick are provided over at least part of their length with means forming deflector acoustics, one of which is designated by the general reference 2 in these figures.
In fact, these means forming an acoustic deflector comprise, as is illustrated in particular in FIGS. 2 and 3, on each side of the hull thick 1, V-shaped trim members, lying against the thick shell of the sub sailor and associated with this shell through shock absorption means and noises, of which
4 une extrémité est reliée à l'organe d'habillage et dont l'autre extrémité est reliée à la coque du sous-marin par exemple.
Sur ces figures, l'un des organes d'habillage de section en V couchés contre la coque épaisse, est désigné par la référence générale 3 et comporte par exemple une plaque métallique à pans inclinés de part et d'autre de l'arête centrale de celui-ci, désignés par les références générales 4 et 5.
Cette plaque métallique présente par exemple une épaisseur comprise entre 8 et mm.
Les pans de la plaque en V couché peuvent être inclinés d'un angle au moins égal 10 à 15 par rapport à a verticale.
Comme cela a été indiqué précédemment, des moyens d'amortissement sont prévus entre ces organes d'habillage et le reste de la coque.
Ces moyens sont désignés par la référence générale 6 sur ces figures et comportent par exemple n'importe quelle structure d'amortisseur classique par exemple à
barre, à tubes télescopiques ou autre.
Plusieurs amortisseurs sont alors répartis par exemple le long de la plaque entre celle-ci et le reste de la coque.
Ces amortisseurs 6 permettent ainsi d'amortir les chocs éventuels sur les flancs de la coque épaisse, et d'éviter la transmission de vibrations de la coque vers les déflecteurs, ce qui est favorable à la réduction du bruit rayonné par le sous-marin et donc à la discrétion acoustique de celui-ci.
Chaque pan de l'organe d'habillage peut alors être formé par une portion de plaque de matériau métallique plane telle que celle désignée par la référence générale 7 sur la figure 2.
Un revêtement acoustique de type matériau mou, c'est-à-dire de faible impédance acoustique avec une épaisseur typique de 20 à 30 mm, est prévu par exemple sur la face interne de celle-ci. Ce revêtement est désigné par la référence générale 8 sur la figure 2.
Cette configuration permet alors de réduire significativement l'index de cible du sous-marin sur le travers et ce même à très basse fréquence.
Une réduction par exemple de 10 à 15 dB est atteignable à 1,5 kHz.
De plus et comme cela est illustré sur la figure 3, il est également possible d'utiliser ces organes d'habillage et en particulier le pan inférieur 5 de la plaque de ceux-ci, pour installer une antenne sonar de flanc désignée par la référence générale 10 sur cette figure 3.
Cette antenne sonar de flanc pointe alors vers les sites négatifs comme cela ressort de cette figure.
WO 2013/186094 one end is connected to the covering member and the other end of which is connected to the hull of the submarine for example.
In these figures, one of the V-shaped trim members lying against the thick shell, is designated by the general reference 3 and comprises for example a metal plate with inclined sides on either side of the central edge of this one, designated by the general references 4 and 5.
This metal plate has for example a thickness between 8 and mm.
The sides of the coated V plate can be tilted at least at an angle equal 10 to 15 with respect to vertical.
As indicated above, depreciation means are provided between these covering members and the rest of the hull.
These means are designated by the general reference 6 in these figures and include for example any conventional damper structure by example at bar, telescopic tube or other.
Several shock absorbers are then distributed for example along the plate Between this and the rest of the hull.
These shock absorbers 6 thus make it possible to absorb any shocks on the flanks of the thick shell, and to avoid the transmission of vibrations from the shell to the deflectors, which is favorable to the reduction of noise radiated by the submarine and therefore to the acoustic discretion of it.
Each side of the covering member can then be formed by a portion of plate of flat metallic material such as that designated by the reference general 7 in figure 2.
An acoustic coating of the soft material type, that is to say of low impedance acoustic with a typical thickness of 20 to 30 mm, is provided for example on the face internal of it. This coating is designated by the general reference 8 on Figure 2.
This configuration then makes it possible to significantly reduce the target index of submarine on the cross and even at very low frequency.
A reduction of 10 to 15 dB, for example, is achievable at 1.5 kHz.
In addition and as illustrated in FIG. 3, it is also possible to use these trim members and in particular the lower panel 5 of the plate of those ci, to install a sidewall sonar antenna designated by the reference general 10 of this figure 3.
This flank sonar antenna then points to negative sites like this appears from this figure.
WO 2013/18609
5 On sait en effet que le pointage vers les sites négatifs est plus favorable en terme de rapport signal/bruit.
La réponse acoustique de l'antenne dans les basses fréquences peut également être améliorée en utilisant des baffles additionnels comme cela est connu par ailleurs.
5 Sur la figure 3, le module d'antenne sonar de flanc est désigné par la référence générale 10 et est donc installé sur la face externe du pan inférieur correspondant 5 de la plaque formant l'organe déflecteur, tandis que la face interne de celui-ci comporte une plaque additionnelle par exemple en acier d'épaisseur typiquement de 10 à 20 mm et une couche de matériau mou d'épaisseur typiquement de 20 à 40 mm.
Cet ensemble plaque et couche forme alors un baffle additionnel désigné par la référence générale 11 sur cette figure 3, sur la face interne du pan 5 correspondant de la plaque.
Bien entendu différents modes de réalisation de ces organes d'habillage et en particulier des pans ou des plaques planes entrant dans la constitution de ceux-ci, de même que des moyens formant amortisseur, peuvent être envisagés.
Ainsi par exemple les parties planes c'est-à-dire les pans de cette structure de déflecteur, peuvent également être réalisés en matériau composite afin de permettre un gain de masse, à l'exception des zones de réception des antennes sonar, dans lesquelles ces pans sont nécessairement en matériau à forte impédance acoustique c'est-à-dire par exemple en acier.
La forme de la structure du déflecteur acoustique peut également venir accoster la coque épaisse selon différentes configurations en se raccordant au pont de l'engin sous-marin ou non.
De plus, les zones situées entre les organes d'habillage et la coque épaisse permettent d'intégrer certains équipements de petites dimensions à l'extérieur de cette coque.
De même on peut notamment y faire circuler des câbles électriques par exemple pour l'alimentation et la récupération des signaux des antennes sonar de flanc.
Bien entendu d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. 5 We know that pointing to negative sites is more favorable in term signal-to-noise ratio.
The antenna's acoustic response at low frequencies can also be improved by using additional baffles as is known by elsewhere.
5 In FIG. 3, the sidewall sonar antenna module is designated by the reference general 10 and is therefore installed on the external face of the lower panel correspondent 5 of the plate forming the deflector member, while the internal face thereof has a additional plate for example in steel typically 10 to 20 thick mm and a layer of soft material typically 20 to 40 mm thick.
This plate and layer assembly then forms an additional cabinet designated by the general reference 11 in this figure 3, on the internal face of the pan 5 correspondent of the plate.
Of course different embodiments of these covering members and in particular flat sections or plates used in the constitution of these, from even that means forming a shock absorber can be envisaged.
So for example the flat parts, that is to say the sides of this structure of deflector, can also be made of composite material in order to allow a mass gain, except for the sonar antenna reception areas, in which these panels are necessarily made of material with a high acoustic impedance, that is to say say by steel example.
The shape of the structure of the acoustic deflector can also come dock the thick hull in different configurations by connecting to the deck the under-sailor or not.
In addition, the areas between the covering members and the thick shell allow the integration of some small equipment outside of this shell.
Likewise, it is possible in particular to run electrical cables there, for example for feeding and retrieving signals from sonar antennas flank.
Of course, other embodiments can also be envisaged.