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La présente invention concerne des coques de navires et a pour but de résoudre les problèm,es liés à la navigation dans des eaux dont l'état de turbulence varie constamment, ,en mer et dans les fleuves, rivières et canaux, tels que le roulis, le tangage, les embardées, le gîte centrifuge, etc.. Ces problèmes sont résolus sans aucune utilisation des moyens de stabilisation connus tels que sta- bilisateurs accouplés, -ailettes oscillatoires, masses d'inertie, etc.. prévus dans la coque ou rendus solidaires de celle-ci et la présente invention s'applique particulièrement aux problèmes oui sont liésaux fomations d'ondes ou vagues statiques et latérales, aux remous, à la résistance de frottement et autres pertes déner- gie.
Conformément à la présente invention, la stabilité hydre-dynamique et aéro-dynamique de la coque ci-après dénommée "stabilité inhérente" est obtenue par la seule conformation et la
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conservation de l'énergie par la coque, en vertu de l'effet produit
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par ladite CO)2'Ernx,tiCrt sur l'eau qui l'entoure.
COnf01"I11mfllt à la. présente invention, le profil hydro- dyn:cioue de la coque s'i;q.Y.".t complèteIf1ent des; reltions 'on' ques pl"i5G,tiques ofthodoyes et elle est obtenue par ce ou'on appel- lera. une relation géoêtriqu9 concavo-convexe de courbes de profila principales, dans laquelle des rapports variables entre la concavi- té et la convexité définissent les profils, élévations, contours, plans, coupes, etc.. pris en un point quelconque sur ou entre les
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plans principaux du profil hydrodynamicue de la coque. Le rapport concavo-convexe d'une telle courbe de référence 'présente des valeurs a symétricues positives et négatives de courbure par.rapport à une corde ou une ligne, le point d'inflexion des. courbes de part et d' autre de la corde varient'en position sur cette corde.
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La présente invention permet de convertir, par ce qu'on appellera une "modulation de forme de'vague" la période de vague T, la hauteur de vague H, la longueur de vague L et la vitesse de va- gue c, relations d'une vague ou onde d'approche trochoide rencon- trée par la coque relativement au rapport de sa. longueur en avant et en arrière du milieu du navire, pendant son déplacement ou à l'état de repos, en une composante stabilisée à. onde longue dont les relations.différent de celles de.
ladite onde ou vague d'approche et d'utiliser les échanges d'énergie appliouée par la fornze de la coque snr l'eau environnante pour la production de couples et de forces de stabilisation, et pour maintenir un flot limite non tur- bulent, uniformément modulé en contact avec les surfaces immergées
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de la corp1.p.J' en tout point de celle-ci.
On peut également, conformément à la présente'invention, produire et injecter de façon inhérente et continue une pellicule d'Air et d'eau finement-mélanges, sur les surfaces limites immergées
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de la. coque, novr Flimtner le "traînage" dû à l'écoulement de fluide et à.. 1B résistance de frotteY18nt, cette injection variant de façon
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inhérente avec la vitesse de déplacement de la coque.
On peut aussi, grâce à la présente invention, selon le matériau de construction utilisé, établir un champ magnétique inhé- rent au profil de la coque, champ qui est induit par le champ magné- tique terrestre, en vue d'aligner les axes électriques et magnétiques de molécules dipolaires de H2O normalement disposées librement,mais diamagnétiques, selon une orientation spécifique par rapport au profil de la coque et de supprimer ainsi les forces moléculaires de frottement. La coque peut être en matériaux divers, par exemple en alliages légers, en matière plastique renforcée, en bois, Etc* tandis que et, de préférence pour le but exposé, la coque sera réa- lisée en un matériau parrnagnétique, tel qu'explique plus loin.
On peut' également, conformément à, la présente invention, augmenter de façon appropriée les vitesse des masses d'eau arrivant sur les faces d'entraînement des hélices, dans le, but d'éliminer la cavitation et de commander, en outre, la régulation de la forme d'onde du courant de poussée del'hélice de façon à la. mettre en harmonie avec le flot limite, non turbulent, arrivant à et quittant la poupe de la coque.
On peut encore, grâce à la présente invention, obtenir une position stable d'acterrissage ou de repos au sol, exempte d'ef- forts et d'inclinaisons instables, et assurer en outre une remise à flot intrinsèquement stable.
Conformément à la présente invention, la section trans- versale d'une coque de navire, sur la plus grande partie de la Ion gueur comporte, à sa partie inférieure, deux saillies effilées vers le bas, dont les limites extérieures -sont distantes,duplan central vertical avant et du plan central vertical arrière, d'une quantité approximativement égale à la moitié de la largeur au martre bau et un organe central en saillie dont la. profondeur est beaucoup moindre que celle des deux saillies précédentes, les dimensions exactes de ladite section variant d'une position l'antre le long de la ligne
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de centra avant-arrière de la coque.
De préférence, la section selon un plan contrai verti- cl avant et arrière est limitée, à sa partie supérieures par une ligne de faible courbure concave vers le bas sur toute sa longueur et, à sa partie inférieure, par une ligne de fabile courbure convexe vers le bas sur la plus grande partie de sa longueur, la partie ar- r:1.ére de courbure étant inversée et devenant concave vers le bas,. la partie avant de la section étant arrondie et la partie arrière étant pointue.
Conformément à une forme de réalisation préférentielle le profil de la coque vu en plan, comporte des lignes avant et ar- rière incurvées aux extrémités des poutres, de forme généralement convexe vers l'extérieur sur la partie avant et concave vers l'ex- teneur sur la partie arrière, la partie avant se terminant par deux saillies latérales vers l'avant, par une saillie centrale plus petite, entre celles-ci, la partie arrière se terminant de même par deux saillies latérales dirigées vers l'arrière avec une saillie centrale intermédiaire plus petite.
La présente invention est expliquée plus en détail ci- après avec référence aux dessins ci-joints, dans lesquels :
Fig. 1 est un schéma explicatif pour la bonne compréhen- sion des autres figures et de la description.
Fig. 2 est une vue en élévation latérale d'une forme de réalisation d'une coque conforme à la présente invention.
Fig. 3 est une vue en élévation de la poudre centrale de la.' quille ou de la cloison longitudinale de cette quille.
Fig.4 est une vue en élévation de face de la. section médiane du navire.
Fig. 5 est une vue en élévation de face d'une poutre transversale centrale ou d'une cloison centrale.
Fig.6 est une vue perspective montrant la relation - entre les cloisons des fleures 3 'et 5 lorsqu'elles sont assemblées
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dans la coque*
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Fig. 7 est une vtfe en él é rrar f fe? latérale dB lit coauf avec des demi-coupes'aux divers en.c>1ts .yclicitti:.
Fig. 8 est une vue en ltvt,t1{)n de racé de la coque. b3.g. 9 est une vue en phm de la coque.
Fig. 10 est une vue en élévation arrière de la coque.
Fig. 11 est une vue en élévation de face montrant l'ac- tien de la coque en service.
Fig. 12 est une vue en plan et fig. 13 une élévation de la coque, pour les mêmes fins.
Fig. 14 est une vue perspective partielle représentant les réservoirs de ballast.
Fig. 15 est une vue en plan partielle de ces mêmes ré- servoirs.
Fig. 16 est une vue partielle, en plan, à échelle plus grande, représentait les ailettes arrière et leur mécanisme de fonc- tionnement.
Fig. 17 est un schéma en élévation vu de l'arrière, re- présentant l'action des ailettes.
Fig. 18, 19 et 20 sont des vues en plan de l'extrémité arrière du navire, pour les mêmes fins.
Fig. 21, et 22 sont des vues en élévation latérale schéma- tique pour expliquer l'action de la coque.
Fig. 23 est une vue en plan prise en-dessous de la par- tie arrière pour montrer l'inducteur de poussée, la coque qui est située -au-dessus plant représentée en pointillés.
Fig. 24 est unevue en.élévation de l'arrière pour le même but.
Fig, 25 est une vue en élévation latérale comportant une @ une de superstructure*
Fig. 26 est une vue en élévation de l'avant de cette
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>1':;à si;perstr;;itut<.
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Fig.' 27 est une vue èn élévation latérale représentant une autre forme de superstructure.
Fig. 28 en est une vue en élévation de l'avant.
Fig. 29 est une demi-coupe, au milieu du bateau, d'une forma de réalisation différente.
' Fig. 30 est. une vue en. élévation latérale avec une demi- coupe, au milieu du bateau, d'une coque de dimensions modifiées.
'Etant donné la différence de forme fondamentale entre une coque conforme à la présente invention et une coque orthodoxe prismatique classique, il a été impossible d'établir une étude technique équivalente à celle qui est courante pour les coques connues.
On commencera ci-après par une description générale décrivant des constructions géométriques sans assigner des valeurs exactes aux divers paramètres et on poursuivra en donnant des dimen- sions- pour.. la réalisation d'une formé de navire particulière confor me à la présente invention. Dans la pratique, il sera possible d'éta- blir une coque conformé à la présente invention en donnant des va- leurs particulières aux divers paramètres.
. Si on se reporte d'abord à la figure 1, on voit trois axes perpendiculaires entre eux et qui constitueront la base de la description qui suit. L'axe X est l'axe central dirigé d'avant en arrière (de la poupe vers la proue) la direction générale .du dépla- cement étant indiquée par la flèche. L'axe central vertical est marqué Y et l'axe transversal horizontal Z. Le coté tribo@d est mar- qué + et le coté bâbord - . Les trois axes sont concourants au point
0. On remarquera également que le signe plus est placé au-dessus de l'axe desX et le signe moins en-dessous.
Ce point est;important dans l'explication qui suit, car il définit la position des systèmes du centre de gravita, du centre de poussée de'l'eau et du centre de flottaison de la coque à laquelle se rapportent normalement les métacentres longitudinaux et transver- saux.
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La figure 2 représenta la forme fondamentale au navire dans le sens poupe-proue sur l'axe des X et la figure 3 est une pou- tre de quille centrale ou cloison de la même forme munie d'ouvertu- rescomme indiqué. La limite inférieure C de la forme fondamentale comporte une courbe convexe vers le bas, d'ordonnée maximum a mesurer partir de la partie A de l'axe X. La partie arrière est concave vers le bas comme le montre l'ordonnée maximum b à partir de la ..'partie B de l'axe X. La courbe a un point d'inflexion x qui est si- sur 1'*,axe X. La limite supérieure de la forme fondamentale est une courbe D concave vers le bas sur toute sa longueur et ayant une distance maximum b1 à l'axe X.
Le point d'intersection antérieur des courbes supérieure et inférieure C et Dest représenté en x1 sur l':axe X. Le point d'Intersection arrière des courbes est le ' point L qui est également sur l'axe X.
La section au milieu du navire, sur l'axe X, telle qu'elle est représentée à la figure 4, montre les courbes qui cons- tituent la particularité principale de la présente invention. Deux points polaires N et S, à la profondeur maximum de la coque sont situées à des distances égales à l'axe Y, pratiquement à la largeur maximum de la coque. Le point N est relié au point central supé- rieur de la membrure de base sur l'axe Y par une ligne pointillée
AB. La surface extérieure et supérieure E est représentée comme étant concave sur une petite partie, vers l'extérieur, à partir de la partie A de la ligne, l'ordonnée maximum étant a.
Le reste de la surface E est convexe vers l'extérieur d'ordonnée maximum b à par- tir de la partie B de la ligne, et cette partie se termine, dans une direction horizontale, à l'axe Y pour. se raccorder à la partie cor- respondante de la surface située sur l'autre coté.
La surface inférieure F est réalisée à partir d'une ligne Al et Bl joignant le point polaire N à un point de l'axe Y situ
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MthMOMjftM !)HMhtt <ÛL. En partant du'point N, la surface est conve-
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xe vers' le plan central et vers le bas, -avec une ordonnée maximum al, puis concave vers le plan central et vers le bas à partir de la partie B1 avec une ordonnée maximum b1 pour se terminer par une saillie ou un'lobe à un niveau considérablement supérieur a celui du point N.Les autres sections transversales sont réalisées de la mê- me façonnais avec des dimensions variables comme on l'expliquera dans ce qui suit.
'Dans la partie centrale est insérée une cloison trans- versale comme l'indique la figure 5, ayant des parties ajourées 1,
2 et 3 pour diminuer le poids. La relation entre les deux cloisons principales' est représentée à la figure 6 qui estbasée sur le sché- ma de la figuré 1. ' . La membrure de base peut être utilisée initialement au cours de la construction, étant donné que les deux cloisons princi- pales sont stables, .de façon inhérente dans le sens longitudinal et transversal, lorsqu'elles sont supportées aux points N, S et L sur la-cale de lancement.
La figure 7 montre le développement de la coque à partir des sections principales déjà décrites. Les courbes C et D sont re- présentées à la figure 2, tandis que la courbe G, de forme générale- ment semblable à celle de la courbe C, est celle des pointes ploal- res N et S. La section centrale, au milieu du navire,, sur l'axe Y, est donnée en-dessous, contre la ligne T et montre les courbes E et
F de la figure 4. On a représenté quatre sections, espacées vers l'arrière à partir de la ligne T, prises en des points t1, t2, T3 et t4 sur l'axe longitudinal. De sema, deux sections, en avant de la ligné T, sont représentées aux points 1t et 2t.
On remarquera. que la quille bipolaire suivant la ligne G s'étend en avant, de'la courbe C, sa partie supérieure étant indiquée ;par la courbe H, depuis le point
S1 sur l'axe X. Les .diverses sections transversales sont toutes ana- logues, de façon générale, à la section médiane du navire, mais leurs dimensions varient, comme indiqué.pour donner la. forme carénée
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V01.ÜU8. NOt'l11'ale'Ul'mt,. à chacune des scellons indiquées, des dedans seront prévues d'une forme g8n81.'tVUjf-mt semblable à celle qui est reprësentëe à la figure 5.
La'figure 8 est une vue en élévation de l'avant de 7. coque, représentant une pointe de proue en retrait V,4gale.ment ion-
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diqu4,e à la figure 7,et les points Ni, Si des avants en dépassaient sur l'axe Z on les quilles bipolaires N, S suivant les lignes G se , raccordent avec les courbes H, Hi. La région représentée entre les
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avants frontal et en retrait situas au-dessus de l'axe Z et de
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L.T.T. , est indiquée par Pl (figure 7) ou de' l'air pénètre dans lees- pade situé entreslea saillies avant Nl,'11 et est ensili te envoyé dans , 1a, région P (figures,,5. > ét'/7) entre t les quilles ;\)dipolaires N, s.
La pointe de nageoire caùdaJ:e"S2, égalem:af1t' indiquée à ' la figur.e 7 et la p0fu11te de,-nageoire N2, sont représentées comme des ' saillies'transversales au'delà de la limitée ge occupant *des post- ttions -au-dessous de'l'axe Z'et deIL.W.L. On -remarquera que 'les ,Il- gnes Q, Gi et 8' 1-e radert en élévation en TMe'CO'QTtye fonda- mentale dont on rg.et éwn1l!'e'r :1-9'9 proportiozT? si 'l'on trace,,une'li- gne entre les points W -et S -dt V et N.'tJne-en1(iicuJ:di"t"e"l'àb'àis- sée d'une ord 'l . (figure'5) indique la'hauteur -du lobe de'la sail- lie centrale de qUille au-dOs4uT {le;! ,!:,>oiTlt's 'polai1."e'S;'JII 8S,dsa11- lias extérieures de '1-a, quS3Il*
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La To<me'dè la coque Jera nti'eux comprise à la tU'gure 9, qui est une vue en plan. montrant de nouveau "les diverseà prises de coupes de 1 1Ugure 7.La lighe de flottaison en charge "t!t 'indiouee sur .ce plan -en tL.WL. Le point '(Pet1"ave V correspond au 'point de proue f. , N Les points de proue en dépassement Nip Si sont représen- t-és enfermant la rgion'P1 par la corde Z2 et les points de nageoi-
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res caudales N2, S2 sont représentes en fermant la région P2 (figure
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-7) par la corde Z3. On remarquera que lesdits points de nageoires et la région P2 occupent une position située en-dessous da L.1.J. 'L. tpn- dis nua IPs points Ni, SI et la région Pl sont IndJ41ilAs en L..L.
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Les saillies de nageories caudales K, K1 sont représentées comme comportant une courbe intérieure I (figure 7 et 8) et II (figure 3).
L'élévation d'extraite arrière de la figure 10 représen- te la forme géérale à l'extrémité arrière et montre une différence importante par rapport à l'extraite avant. Les nageoires latérales
K et K1 ayant des pointes polaires N2 et S2 sont dégagées de l'en- semble et constituent des moyens de commande pour la direction et 1-' équilibrage.,' comme on le décrira dans la suite.
Avant de passer à une description des autres organes de construction, on expliquera la façon dont la forme particulière de la coque produit les effets exposés plus haut. Il faut d'abord con- sidérer la région marquée Pl aux figures 8 -et 9, cette région étant celle dans laquelle l'air pénètre dans l'espace P (figures 3, 6, 7, 8 et 10) entre les deux saillies inférieures de la coque en consi- dérant le navire comme 'fixe et l'eau comme mouvante :aux fins de la présente explication.
On démontrera comment la forme particulière de la coque réagit- sur l'eau en-dessous de la ligne de flottaison en charge pour produire ce qu'on appellera une "aération tourbillonnaire", une pellicule d'air et d'eau diffusée qui agit comme un lubrifiant entre la coque et l'eau. Par suite'de l'écoulement, d'eau par delà la co- 'que., cette pellicule est entraînée sur toute la longueur de la sur- face concavo-convexe, de la coque, normalement en contact avec l'eau ce qui diminue le frottement pelliculaire en maintenant un écoule- ment limite qui est non-turbulent et en diminuant la puissance né- cessaire pour la propulsion du navire.
La..forme particulière des avants, avec les saillies avant Ni et'Si. et la saillie intermédiaire
W produisent, l'établissement de six ondes de proue indiquées par les. lignes en pointillés fléchées aux figures 11, 12 et 13 et dési- gnées par les lettres de référence 1 à 16.
A la figure 11, le volume de la section d'une moitié de la @@@@ polaire verticale immergée, indiquée par P, jusqu'au point
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milieu 1 est hachuré et illustré entre les extrémités de quille po- laires extérieures indiquées par N et S, dont les courbes composées immergées G, G1, E et F sont représentées en pointillés. La l@gne de flottaison'en charge est indiquée par L.W.L. L'ordonnée de région polaire est indiquée par Y1 (figure 5). La corde Z1 (figure 5) est représentée entre les points polaires N et S du système de quille polaire extérieure.
Les points qui constituent les proues en sail- lie de droite'et de gauche, qui circonscrivent et contiennent la su- perficie polaire verticale Pl au-dessus de L.W.L. (comme déjà repré- senté à la figure 9) sont indiqués par Ni et Si$, à L.W.L.,la largeur entre lesdits points polaires Ni. S1 étant indiquée par une corde Z2. L'axe vertical est désigné par Y.
Le conduit aérateur tourbil- lonnaire de droite ou de tribord est indique par r1 Le conduit aé- rateur tourbillonnaire de gauche ou de babord, est indique par r2, les conduits' tourbillonnaires étant situés de chaque cote de la pou- tre de quille longitudinale centrale indiquée par C.D. La poutre de quille longitudinale centrale est indiquée par D, au-dessus, et C, au-dessous, de L.V.L. dont le point avant en retrait est in- diqué par W. Les points transversaux de décompression que l'on décri- ra plus loin, sont indiquas par o1 et 02 autour de la courbe inté- rieure développée F. La courbe transversale extérieure est indiquée par E. Les ondes de proue en retrait sont indiquées par 11 et 12.
Les ondes de proue internes, en dépassement, sont indiquées par 13 et 14. Les courbes limites de la région polaire verticale non immer- gée P1 (c'est-à-dire au-dessus de L.W.L) sont indiquées par H, H1 se terminant en W.
Les formes d'ondes de proue en retrait qu'on a mentionnée: produites par la formation de la coque, reçoivent une vitesse d'as- cension verticale et de ..rotation et sont alors entraînées par la forme déterminant la limite dans les conduits tourbillonnaires sup- portés par le courant d'air qui pénètre dans le conduit de l'aéra- teur au-dessus du point L.V.L. et faisant partie de la région polai-
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re verticale non immergée P1.
La nature, l'amplitude et les vitesses des forces d'ondes produites sont déterminées par la forme réelle de la surface polaire verticale non immerge P1.Par suite de la vitesse de rotation acquise, les ondes de proue suivent un parcours tournant vers l'intérieur dans les conduites d'aération, où la vitesse de ro- tation est graduellement augmentée par les courbures réfléchis- santes de la coque.
Les ondes de proue de la quille longitudinale centrale 11 et 12 décrites, se composent de lignes de courant sustentatrices submergées, auxquelles a été également communiquée une vitesse de ro- tation par les organes de régulation, toutefois immerges, de la cour- bure de la coque, avant d'atteindre les points transversaux de décom- pression 01 et 02.
Les avant ou proues polaires en dépassement, au point
L.W.L. décrite dans l'aire polaire verticale émergente P forment, par la nature de leur courbure composée, deux ondes intérieures in- diquées par 13 et 14, également de caractère divergent vers l'inté- rieur et ayant une vitesse verticale d'ascension et de -rotation; cette dernière, dans le cas présent, rejoint à un niveau plus bas, dans les conduits aérateurs 11 et r2, les ondes de proue longitudi- nales en retrait 11 et 12.
Le tourbillon ainsi formé par l'ensemble est amplifié,.dans son action tourbillonnaire, par l'entrée d'un cou- rant d'air descendant conduit par l'élément de courbure des conduits aérateurs R1, r2 agissant au-dessus de la ligne de flottaison en charge, ledit courant contribuant alors, par sa pression, au main- tien du tourbillonnement créé par les conduits aérateurs et la vi- tesse de rotation des ondes de proue combinées décrites, le courant d'air à l'intérieur du tourbillon acquérant ainsi également une vi- -tesse de cotation qui lui est communiquée par la vitesse de surface intérieure du tourbillon, supporté par un effet tourbillonnaire in- terne de l'écoulement d'air. L'effet est simultané et symétrique dans les deux tourbillons.
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L'effet des tourbillons, formés de la façon décrite,est de mélanger librement les deux milieux intéressés et de former une pellicule air-eau sous pression, d'interdiffusion élevée, qui est conduite, par les surfaces de commande de la coque, au point de la poutre centrale verticale qui coïncide avec la mi-section de la sur- face'polaire verticale immergée P. En ce point, le tourbillonnement, les pressions, les degrés d'inter-diffusion des deux milieux, et les vitesses de rotation sont à leurs maxima.
Les lignes d'écoulement ou de courant sustentatrices submergées pour les régions tourbillonnaires et formant l'écoulement d'eau dans la -région polaire verticale P, reçoivent de même une vi- tesse de rotation qui leur est appliquée, mais de valeur plus faible ce qui permet auxdites lignes de courant de présenter de l'énergie aux points de décompression o1 et o2 et de permettre, l'expansion du tourbillon immédiatement derrière le maftre bau. L'eau d'écoule- ment de la région polaire verticale P passant par les points polaires N et S circule à une grande vitesse, mais à une faible pression.
Le parcours imposé, par une déviation angulaire provoquée par la com- posante de vitesse radiale plus grande de la pellicule eau-air, sup- porte les lignes de courant imposées par l'énergie radiale communi- quée, et il se produit une répartition symétrique d'une pellicule isolante air-eau agissant comme couche limite entre faces, en con- tact intime avec la surface limite du navire à l'arrière de l'axe Z. et ainsi, symétriquement et de façon stable, elle élimine la résis- tance de frottement qui serait caractéristique d'une pellicule d'eau en contact direct avec une surface immergée, -Cet affet de réparti- tion est augmenté par la vitesse décroissante et par,
la'pression croissante de l'eau qui coule en travers de la région polaire verti- cale p au delà des points polaires N et S et au delà des points de décompression O1 et o2.
La rotation tourbillonnaire ainsi produite s'exerce dans le sens des aiguilles d'unie montre, lorsque l'on observe de l'avant
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dans le' conduit aérateur de gauche ou de bâbord, et en sens inverse des aiguilles d'une montre, dans le conduit aérateur de droite ou de tribord. L'effet tel qu'il a été décrit, supporte par conséquent d'une façon symétrique les lignes de courant passant par le point de décompression du maître bau et par conversion de la vitesse de ro- tation des tourbillons en un déplacement de lignes de courant,cède de l'énergie auxdites lignes de courant par les forces tourbillonnaires /ainsi transformées.
La vitesse de rotation des molécules qui composent la pellicule isolante d'air et d'eau inter-diffusés, de directions de rotation opposées, fournit par conséquent l'énergie pour suppor- ter sur leur trajet vers l'extérieur lesdites molécules le long des éléments curvilignes composés de la coque, avant et pendant leur acquisition de mouvement en lignes de courant et qui se déplacent à une vitesse plus faible. Les masses d'eau formées et -ayant reçu de l'énergie au-delà des points transversaux de décompression o1,o2 comprenant la pellicule d'air et d'eau-actionnée cinétiquement, sortent, au delà de la forme terminale et caudale carénée du navire, d'une façon réglée et stable.
L'énergie communiquée par la proue en retrait et par les deux proues en saillie W, .NI' s1, au point de séparation du plan d'eau, et les ondes ainsi formées, ainsi que l'énergie communiquée au courant d'air descendant déjà décrit et'représenté, est livrée à l'ensemble pendant la phase de décompression au delà du maître bau, de telle façon que, par suite de la forme de la coque, il se produit une transformation de la forme d'onde dont l'énergie est dissipée par les régions de surface du navire; sans création ni introduction de turbulence ou sans autres Pertes dans la pellicule -air-eau qui a reçu de l'énergie.
Ladite cession d'énergie au navire permet un rétablisse- ment de la couche limite moléculaire interfaciale des deux milieux indiqués, au delà de la surface polaire horizontale immergée P2 (figures 9 et 10). Par suite du faible niveau d'énergie desdites couches moléculaires quand elles atteignent ladite région, le réta-
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blissement du plan d'eau normal' s'effectue de façon stable et exempte de turbulence ainsi que d'autres pertes d'énergie qui se produiraient si cette énergie sustentatrice notait pas préalablement livrée au navire pendant son déplacement, cette livraison réglant, par consé- quent, le sillage et la formation de tourbillons parasites ou de tourbillons de sillage.
Dans la description, on a supposé que la surface de ' l'eau était au calme plat, le rôle de l'aérateur tourbillonnaire dé- crit étant indépendant de la turbulence ou de la forme d'onde de la surface de l'eau. Cet effet varie toutefois selon l'amplitude d'une , turbulence ou d'une forme d'onde ou de vague éventuelle de l'eau, dans lesquelles les vitesses tourbillonnaires et les.pressions sont amplifiées par l'énergie d'une onde d'approche indépendante et par la vitesse indépendante du vent et de tout courant d'air.
De même, l'énergie de l'onde d'approche,' par une conversion contrôlée de sa forme d'onde, est restituée au navire de façon précise; par exemple., dans le cas d'un déplacement à grande vitesse, les hautes vitesses et pressions résultantes dans le conduit aérateur provo- quant la production, par le navire, d'amplitudes de formes d'ondes de proues en saillie et en retrait, comparables à une vague ou onde r d'approche naturelle de grande amplitude et à niveau d'énergie élevé.
Par conséquent, le rôle de l'aérateur tourbillonnaire dispose dans la région polaire verticale émergente Pl, et en faisant partie, est indépendant de, mais varie en action selon (1) la vites- se de progression du navire dans l'eau (2) la vitesse du vent, (3) la vitesse d'onde ou de vague de l'eau entrante.
L'action dynamique de la région d'aérateur tourbillon- naire faisant partie de la région polaire verticale mergente P1,est d'amortir ou de supprimer l'énergie d'impact d'une onde ou vague d'approche entrant dans la. région en question, ledit couple d'amor- tissement ou de suppression résultant d'une augmentation de vitesse
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ct de pression des tourbillons, par suite de la construction et de la compression physiques augmentées des masses d'eau verticales ce qui fait que l'excès d'énergie cinétique qui compose la force d'im- pact est dissipée de façon réglable ou rendue au navire à l'arrière du martre bau F..
Les formes d'ondes deproue externes en dépassement pro- duites sont indiquées à la figure 12 qui est une vue partielle en plan montrant,; schématiquement et en tirets, les lignes de courants des. formes d'ondes qu'on va décri .
Les régions de pénétration dans les conduits aérateurs tourbillonnaires sont indiquées respectivement par r1 et r2. La courbure au point d'entrée du courant d'air est représentée en coup. en dessous et elle est indiquée par r3 et '1'4 'en tirets. Les courbes de commande des conduits aérateurs sont indiquées en coupe par r5 et r6 et sont représentées hachurées, et leur point de cessation d'ac- tivité est représenté comme étant situé en un point qui coïncide. avec le maître bau et les points de décompression o1, o2 (voiréga- lement la figure Il).
Les conduits aérateurs, au delà desdits points transversaux, sont indiqués par r7 et r8 et sont représentés autour de la partie, inférieure'du navire. Les vagues ou ondes extérieures ou lignes* épurant produites par la courbureextérieure des proues polaires en dépassement sont représentées -*aux points polaires NI
SI et sont indiquées par 15 et 16.
Les ondes de proue divergentes vers l'extérieur 15,16 sont produites, de même, par la forme particulière du navire agis- sant aux dits points, leurs effets communiquant une faible vitesse verticale d'ascension et de rotation qui suit le contour'du profil extérieur du. navire d'une façon trochoïde, mais elles on'6.une ampli- tude moindre que celle des onds de proue internes déjà décrites.
Une partie avant, courte, .de la ¯coque et concave vers l'extérieur, en plan (comme le montre la figure 9) sert comme dispositif de relâchement de pression immédiatement derrière les
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points de proue extérieurs N1, S1, afin de supprimer la formatio de vagues latérales. Le -report de concavité de cette partie de la coque -au rapport de convexité jusqu'au point du milieu du navire à l'axe sera affecté par la vitesse prévue du navire et la finesse longitudinale de son profil.
La vague, dans un exemple particulier, munie d'une crête diurne est ré-absorbée dans l'eau d'écoulement au point cen- tral transversal et à l'axe Z ce qui, par la vitesse radiale des particules, les fait se superposer en lignes de courant d'eau vers l'intérieur et vers le bas au dit point. Ceci a pour effet d'intro- duire une pellicule d'air et d'eau comme couche'limite extérieure et supérieure entre le navire., :au point indiqué, et le flot environ- nant d.e la vague trochoïde qui, en ce point est animée d'une grande vitesse d'écoulement Etais qui est à une pression plus basse que 1' eau d'écoulement vers l'avant.
La pellicule isolante d'air et d'eau, à 'Son injection extérieurement au martre bau,crée une résistance de ,couche limite beaucoup moindre que celle d'une pellicule d'eau.
Le mélange mutuel des deux milieux est effectué par la nature de la forme de vague imposée par le profil du navire sur la vague. La pellicule d'air et d'eau mélangés quitte la surface im- mergée supérieure dudit navire le long des lignes de courant contrô lées en contact étroit avec la limite supérieure des nageoires cau- dales de ,direction et d'équilibrage (K, K1, (figure 9) et N2, S2 (figure 9).
L'énergie de l'onde de proue initiale extérieure et d la vague statiaue formée par la. partie immergée du navire est ren- due, de façon contrôlée et stable pendant son parcours sur les sur- faces extérieures qui se terminent aux points N2, S2 des nageoires caudales K, K1 où, par dissipation desdites masses d'eau verticales supérieures,dans les masses d'eau qui'quittent les surfaces infé- rieures desdites nageoires,leurs énergies résiduelles atteignent finalement l'équilibre dans la form de la vague de sillage arrière
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crééepar le navire..
L'effet des vagues ou ondes combinées de proue, vers l'extérieur et divergentes, agit simultanément avec l'action de l' -aérateur tourbillonnaire déjà décrit, et, par suite, maintient et produit une pellicule isolante extérieure et intérieure d'eau et d'air, contiguë à la coque du navire.
Les particularités marquantes des tourbillons et des conduits, aérateurs déjà décrits, sont illustrées en outre schémati- quement à la figure 13 montrant pour plus de clarté, un conduit aé- , rateur, disposé autour du navire, en élévation et en coupe longitu- dinale. L'axe vertical est indiqué ici encore par Y. Le point L.V.L. coihcide avec l'axe longitudinal X. Une flèche indique la di-' rection normale du déplacement. Le point de .proue central longitudi- nal en retrait, qui est -aussi le point de jonction des conduits aé- rateurs d'entrée d'air, est indiqué par V. La limitesupérieure du conduit dentrée de' l'air est indiquée par r4 (également à la figu- re 12).
Le mouvement tourbillonnaire ascendant de la vague de proue divergente en retrait est représenté par la ligne pointillée 1 1 La région qui forme le conduit tourbillonnaire représent hachuré est indiquée par r5. Le point de terminaison du conduit tourbillonnaire ou tube aérateur auto-formé (par la courbe développée F de la figu-. re 11), est. indiqué par O1, et il est à la mëme position par rap- port a la proue et à la poupe que le point d'intersection axiale indiqué par o.
L'onde extérieure de proue produite par la proue en dépassement de babord, indiquée par S1, est représentée schématique- ; ment sur la projection en coupe par une ligne en pointillés 15 (de même que à la figure 12) les effets des éiéments du profil qui agissent Pour .la production de cette onde, ayant été décrits dans le texte qui se rapporte µ la figure 12.
On a dit qu'il était possible, conformément à la présen- te invention, d'établir un champ magnétique inhérent que l'on va -maintenant expliquer. ,
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Le procédé préféré de réalsation de la coque conforme à la présente invention, consite, pour atteindre ce but à utiliser pour la réalisation de cette coque, un mai ériau paramagnétique afin que l'auto-magnétiosation induite naturellement par le champ magnéti- que terrestre puisse produire des flux inhérents entre les points polaires ou sous-poliaires longitudinaux ou transversaux du profil du navire.
. Des expériences ont prouvé qu'il se produit trois champs magnétiques principaux pour lesquels la densité de flux est maximum.
Ces champs sont situés sur la, coque en vertu de son profil et ils se produisent entre les points de proue en dépassement N1, S , entte les points polaires de quille N, S et entre les points de nageoires caudales transversales N2, S2, et proviennent de la répartition gé- nérale du fluide magnétique induit par le champ terrestre dans la matière de la coque, selon les,lois qui régissent la magnétisation des corps paramagnétiques qui ont des densités de flux maxima à leurs extrémités.
En se reportant aux figures 7, 8, 9 et 10 on verra que, par suite, un champ magnétique horizontal entre les points N1, S1 peut être rapporté à un équateur magnétique qui est situé longit dinalement sur l'axe X dans la masse de la. poutre centrale de quil- le C, D (de la figure 6); un champ magnétique vertical dans la ré- gion polaire P entre les points polaires extérieurs de quiile N, S, peut être rapporté à un équateur magnétique qui est situé verticale- ment sur l'axe Y dans la.masse de la poutre transversale au martre bau; et un champ magnétique horizontal entre les points de nageoires caudales N2, S2 peut être rapporté à un équateur magnétique qui est situé horizontalement dans la masse de ladite poutre centrale de quille.
Un point de magnétisme nul se produit donc à l'intersection desaxes X, Y, Z indiquée par 0 (figure 1). Les plans des trois champs sont polarisés à 180 entre les pôles N1, S1, N-S et N2-S2. et . il existe une intensité maximum de, champ entre les pôles, horizonta-
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lement en Z2,. verticalementen Z1 et horizontalement en Z3.
Ces champs magnétiques inhérents sont utilisés dans le but de stabiliser l'état moléculaire de l'eau dans laquelle est im- mergée la coque, en alignant de façon inhérente les axes magnétiques des molécules dipolaires de .telle façon que leurs axes électriques soient perpendiculaires au champ.
Comme l'axe magnétique est dans le plan de moindre dimension et l'axe électrique dans le plan de la plus grande dimension d'une molécule d'eau dipolaire, la position physique dans laquelle elles ont été alignées est longitudinalement parallèle à l'écoulement des masses d'eau à travers lesdits champs magnétiques, et elle est en conformité avec une réduetion du frotte- ment moléculaire selon les lois connues (Debye, Le Fèvre).
Ainsi le processus magnétique de,stabilisation moléculai- re accompli s'ajoute à l'écoulement hydrodynamiquement stabilisé ob- tenu par le processus d'aération tourbillonnaire déjà décrit.
., En outrè.. l'action des champs magnétiques. principaux dé- crts, et des champs qui en résultent pris longitudinalement à une
Section droite quelconque du profil de la coque, explique un proces- sus de séparation de la pellicule d'air et d'eau inter-diffusée, pro- duite par aération tourbillonnaire.
Ce processus de séparation est maximum sous l'arriére du navire, du fait que .1$air interdiffusé est paramagnétique et; par suite, attiré vers les p61es ou les pôles ré- sultants. en tout point du système magnétique inhérent de la coque tandis que les molécules d'eau dipolaires, étant diamagnétiques, en sont repoussées. Ce processus de séparation supplémente un processus de séparation par pesanteur, également maximum sous l'arrière, qui a lieu de façon inhérente dans la pellicule d'air et d'eau sous la coque pendant son écoulement de la proue vers la poupe dans les su- perficies polaires P1, P et p2..
Comme des courants sont induits pendant le processus d'orientation des dipôles moléculaires, l'intensité du champ variera selos la vitesse du navire et selon les lignes coupées dans le champ
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terrestre d'après la direction de progression du navire. Les champs magnétiques induits inhérents peuvent être intensifiés par l'appli- cation de champs magnétiques produits localement aux points polai- res principaux du profil du navire.
Afin d'assurer 'une tenue correcte du navire pour la pro- duction des effets qu'on vient de décrire, quatre réservoirs de ballast M1, M2, M3. et M4 respectivement, sont prévus comme indiqua aux figures 14 et 15. Ces réservoirs sont carénés et sont reliés par des tuyaux de régulation d'air à des soupapes de régulation de la pression d'air 1M, 2M, 3M et 4M respectivement. Des ouïes M5 'sont pré- vues sur les réservoirs, qui ne sont visibles au dessin que sur le réservoir M3. Les ouïes sont des ouvertures 'obliques permanentes sur la surface des corps des réservoirs et sur la surface externe des quilles polaires.
Elles sont en contact direct -avec l'eau dans laquelle flotte le navire et elles ont pour but d'admettre et d'éjec- ter l'eau, la superficie d'ouverture des ouïes étant basée sur le débit maximum nécessaire d'entrée ou de sortie du ballast.
On fait entrer et on chasse l'eau en faisant varier la pression dans les tuyaux de commande de l'air. La ligne inférieure pointillée dans le réservoir M3 est un niveau d'eau d'équilibre na- turel et la ligne supérieure est le niveau d'eau du bouchon d'air dit à la quantité M6 dont le tuyau de commande pénètre dans le sommet du réservoir de ballast.
Il est clair, d'après les figures, que les réservoirs M1 et M3 sont situés en avant de la. ligne transversale de référence Z et que M2 et M4 sont -situés en ;arrière de cette ligner . les réservoirs Ml et M2 sont sur le côté plus ou tribord de l'axe X, et M3 et m4 sur le coté moins ou bâbord. Des variations.:,:de la quan- tité d'eau contenue dans les réservoirs peuvent, par. conséquent, af- fecter l'assiette dans le sens proue-poupe et l'assiette latérale.
Par suite de ce que les réservoirs de ballast contiennent de l'air sous une certaine pression et sont ouverts à la mer ou à l'eau environnante, à travers les ouies,ils contribuent à régler
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la position du navire, particulièrement en ce qui concerne l'équili- brage de l'avant ou de l'arrière de la coque à grande vitesse, rap- porté aux symboles positifs et négatifs au-dessus et au-dessous de l'axe X des figures 1, 6 et 7 et l'équilibrage de babord et de tri- bord rapporté aux symboles'positifs et négatifs sur l'axe Z des fi- gures 8, 9 et 10. Le système de ballast est donc utilisé lors de la navigation de la coque, soit avec, soit sans charge et pour la cor- rection des inclinaisons de chargement.
On remarquera que l'équilibrage, aussi bien dans le sens transversal que dans le sens proue-poupe, peut. être effectué simultanément en sélectionnant de façon appropriée les soupapes.La méthode d'équilibrage opère.par combinaisons sélectives des réser- voirs, les valeurs qu'on peut obtenir étant comme suit :
Réservoir Ml seul : Equilibrage transversal de tribord et équi- librage longitudinal de proue -combinés.
Réservoirs Ml et M2, : Equilibrage transversal de tribord.
Réservoir M2 seul : Equilibrage transversal de tribord et équili- ; brage longitudinal arrière combinés.
Réservoirs M2 et M4 Equilibrage arrière longitudinal.
Réservoir M4 seul : Equilibrage transversal de babord et équili- brage longitudinal arrière combinés.
Réservoirs M4 et M3 : Equilibrage transversal de babord.
Réservoir M3 seul . : Equilibrage transversal de bâbord et longi- tudinal de proue combinés.
On peut citer à titre d'exemple unique d'autres combi- naisons :
Réservoirs M1,M2 et M3 : Equilibrage longitudinal de proue et équi- librage transversal de tribord combinés.
Les réservoirs ont l'effet additionnel d'amortir toute oscillation du navire qui peut avoir tendance à se produire indépen- damment du mouvement de vagues qui lui est appliqué de l'extérieur, corne par exemple lors de l'inclinaison centrifuge associée aux gran- des vitesses lors de virages courts. La méthode de régulation utili- sée pour surmonter l'inclinaison centrifuge est obtenue en diminuant notablement le déplacement des réservoirs M3, M4 par les soupapes
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de commande 3M, 4M dans le cas de forces centrifuges agissant sur le côtétribord, dues à un virage à babord.
Il est connu qu'il est dangereux, pendant un brusque changement de cap, d'appliauer un gouvernail µ tribord sans diminuer la vitesse, car l'effet d'inclinaison des forces du gouvernail. serait superposé aux dites' forces d'inclinaison centrifuges. La méthode utilisée pour accomplir une telle manoeuvre en toute sécurité et sans diminuer la vites.se de .'progression, consiste, en un déplacement de récupération dans les réservoirs M3, M4 simultanément avec l'application d'un gouvernail à tribord et, en même temps, en une diminution du dé- placement par admission d'eau, de ballast dans les réservoirs Ml, M2 par les soupapes 1M, 2M, sur le côté tribord de la coque.
Lessoupapes de commande 1M, 2M, 3M et 4M ayant des dérivations d'entrée et de sortie (non représentées) sont reliées à une source d'air sous haute pression (égal entent non représentée) prévue dans la coque* : On pare à tout déplacement indü de l'eau à l'intéroieuir de chaque réservoir par des chicanes ou des cloisons perforées connues, non représentées. Les soupapes de régulation de l'air sont du type à flotteur, et se ferment dès aue le niveau de l'eau dans le réservoir de ballast correspondant a atteint le niveau maximum permis, sous l'effet de l'eau qui monte dans les tuyaux de régula- tion de l'air et qui atteint la soupape.
On citera ci-après un exemple particulier d'une cooue réalisée conformément à la présente invention. La coque a un dépla- cernent de 1700 tonnes et les diverses hauteurs et autres dimensions sont indiquées dans le tableau qui suit. Les formes de membrure qui en résultent sont visibles à la figure 7, tandis que.d'autres fi- gures ci-jointes aideront à une bonne compréhension de la forme du navire.
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Coque de la. figure 7 2t lt T .Tl e t3 t m m m Distance à la pointe 3 55 1,30 49,22 de proue . 5,95 12 18,13 25e85 34 4ly3O 49,22 Haut de la section de 6,05 553 ,62 2,35 coque au-dessous de 1 3,70 5e35 à ,1+ 6eO5 5,53 4,962 2x35 Hauteurs (surface ex- ¯ (lÎÎlÀÉ-'1±ÀlleÉÉ 6 0,60 4,87 2, 30 3, 75 3, 50 2, .0 3e65 1, 57 4.- zur,92 4,50 3, 75 2,15 2,40, z,35 !.r,$0 5,58 5,23 lie 57 3,55 1,20 4,37 5,40 6..- 5,58 4,9'ï z,10 2,60 0 z.,67 5, 58 6,lis 5,68 z 1r,37 3,70 -1,20 4,77 5,63 6,10 5,68 '5,12 4,40 3,55 -2,40 lie 77 z958 6,05 5,68 5.- z.,37 -3,65 zut,62 5,48 5e8o 5,584,97 bzz.0 -4,87 4,57 5e45 5,63 5,484,77 -6,10 z., 60 5, 40 5.,48 z+0 4,77
EMI24.2
-7,32 4,67 5,35 5,40 5,45 5,20
EMI24.3
-8,53 z0 5, 58 5, 68 Idem(surface interne) 0 3,25 2,30 2,lu -1;
20 3,30 2975 2,90 -2,40 3,45 2..18 2.- 2,80 3,15 -3,65 3,65 3,15 ' z.0 2,85 3,20 3,86 -4,87 3,75 3,55 2,70 3,25 3,40 -6,10 4.- 3,86 .2,95 3,55 3,90 ' -7,32 zur,37 zur,27 3,25 4,01 4,92 -8,53 4)92-- .3,90 4.,97
EMI24.4
EMI24.5
Projection externe au- nt dessous de ML 7,92 9,25 9,709,08.7,46 z., 37 2,18 Idern partir du plan c.entra14,67 z 6.- 5,90 5, 23 4,67 4,97 action centrale au-dessus 0 -P-,,80 -3, 25 3, l5 -2, 25 0 0, 75 Somaet du creux interne au- dessus de WL O,gS -,?5 -2, -2,35 1,40 0,50 0,96.
Idem à partir -du plan central 1,30 1,37 lelo 1,27 1,37 1,10 0,80
EMI24.6
Pointe de .proue au-dessous de la ligne de flottaison 1,90 m
EMI24.7
Pointe de proue à l'extréme pointe arrière N2 et S2 60,30 m Pointe de proue à pointe centrale de proue V 60;15 Pointe de proue à pointe centrale arrière 191 54,45
EMI24.8
Note : les signes moins indiquent des mesures au-dessous de la ligne de flottaison.
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Jusqu'ici dans la description, les projections arrière K et K1 de la coque, comme indiquées à la figure 9, ont été considé- rées comme rigides. On va maintenant donner une description de la façon dont ces projections ou saillies sont utilisées aux fins de direction et pour aider à l'équilibraga du navire. On se reportera d'abord à la figure 16 représentant une vue en plan agrandie de l'arrière, selon J, J, de figure 9. On appellera les parties K et K1 les nageoires caudales. On peut mentionner en passant que ces na- geoires dépassant transversalement sont indiquées aux figures 10 et 11, mais, dans cette dernière figure, sans numéro de référence.
A la figure 16, les nageoires sont représentées dans la position normale, droit vers l'avant, et constituent des parties des courbes particulières mentionnées plus haut. Dans cette position, les courbes G et G sont prolongées jusqu'à leurs terminaisons en N2 et S2 respectivement, formant les pointes extrêmes des nageoires.
Une forme d'actionnement mécanique simple est représen- tée pour la production des mouvements des nageoires, mais un action- nement semblable peut être effectué au moyen de dispositifs électro- hydrauliques, pneumatiques, etc.
Si on se reporte d'abord au côté tribord, la nageoire de direction K1 est montée sur un pivot 10 incliné vers le haut et la- téralement vers l'extérieur, l'extrémité du corps étant représentée par la courbe 12 en relation avec la nageoire K. La ligne 15 est une coupe dans la partie limite de la nageoire, ainsi formée pour la prévision d'un certain jeu en relation avec le mécanismé qu'on va décrire. Un pivot de butée 11 est monté dans la nageoire à une dis-, tance appropriée du pivot 10 et il est,relié à une tige de poussée 12, articulée en 13 à une tige de poussée principale 14 qui traverse le corps 16 par un presse-étoupe 17. La tige 14 est articulée en 18 à une tige de poussée interne 19 et un pivot 20 à une barre axiale de liaison centrale 21 et mise en position par un pivot axial 22.
Le pivot axial 22 est placé normalement dans une position centrale sur , une barre longitudinale de coulissement 24 qui, à son tour, est pla.. cée normalement dans une position centrale sur une barre transversa- le de coulissement 23.
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Un autre pivot 25 est mis en punition de façon semblable par le pivot 22 et il est relié à une tige de poussée principale 26 reliée en pivotement 27 avec une tige de poussée 28 passant par un presse-étoupè 29 à travers le corps 30. La tige 28 est pivotée, à son extrémité éloignée 31, à une tige de poussée 32, qui est articu- lée -en 33 à la nageoire de babord K pivotée en 34. Le mécanisme d'ac. tionnement est semblable à celui qui a été décrit pour la nageoire K1. La ligne'limite pour la déflexion de la nageoire K est repré sen- tée en pointillés en 35, correspondant à la ligne 15 pour la nageoi- re K1.
La position normale des nageoires est indiquée en trait plein à la figure 16 et les coupes transversales des corps des na- geoires sont représentées en diverses positions telles que J2, J3 et J4. La corde normale entre les pointes des nageoires est indiquée par la ligne en pointillés Z3. La barre axiale 21 est déplaçable d'avant en arrière dans la glissière 24 entre les positions marquées A22 et B22. Un mouvement de ce genre fera pivoter les nageoires sy- métriquement vers l'intérieur ou vers l'extérieur dans un but qui sera exposé plus loin. De même, le curseur 24 peut être déplacé la- téralement sur la glissière 23, entraînant avec lui la barre axiale 21. Les positions extrêmes sont indiquées par C22 et D22.
Au moyen de -ce déplacement,les deux nageoires sont pivotées vers bâbord ou vers tribord, suivant le cas.
Par une combinaison de ces mouvements, les nageoires peuvent être déviées dans diverses positions relatives selon l'effet désiré. Le cercle en pointillés, dont les parties sont représentées passant par les positions extrêmes du pivot axial 22, indique la li- mite du déplacement dans une direction quelconque. Les positions extrêmes des nageoires'K et K1 sont représentées en pointillés* Lors- que le pivot axial 22 est dans la position A22, les pointes des deux nageoires occupent les positions marquées A22, et il en est de même des quatre autres positions marquées autour du pivot axial 22. Les ¯¯positions A22 et B22 sont des positions qui affectent l'équilibrage
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du navire, la première ayant aussi un effet de freinage tandis que les positions C22 et D22 sont prévues pour des fins de direction.
On décrira maintenant des aspects fonctionnels des dou- bles mouvements d'actionnemnt représentés et décrits ci-dessus.
Dans le cas de grandes vitesses lorsque les nageoires sont dans leur position maximum vers l'intérieur, le couple de direction pour un tel réglage de l'équilibrage est produit par réaction sur les lignes d'écoulement internes et sous-matrice contenues et formées par la région polaire horizontale immergée P2, représentant ainsi la posi- tion de sensibilité maximum à la fois pour les couples de direction et d'équilibrage. Le mode d'actionnement laisse par conséquent les lignes de courant extérieures inaffectées, ce qui, dans le cas où on les utiliserait comme couple de direction à grande vitesse, amè- nerait des perturbations dans la forme d'onde imposée au sillage.
C'est seulement dans les cas où l'on désire prendre un virage court avec ou sans couple de ballast d'appoint, qu'on utiliserait un équi- librage extérieur, à grande vitesse, pour un déplacement de direc- tion donnée. De même, par conséquent, pour maintenir un cap donné, à une grande vitesse de propulsion, il suffit d'appliquer une défle- xion sensible minimum des nageoires caudales pour des buts de direc- tion, ce qui conserve des énergies qui pourraient être perdues par le navire par distorsion du sillage et des formes d'ondes des lignes de courant, ou par des instabilités du milieu aquatique contigu au navire- Ledit actionnement d'équilibrage interne maximum des nageoi- res est aussi équivalent à une augmentation de la longueur immergée du navire, ce qui,
en vertu de l'angle de pénétration incliné vers le haut de la surface inférieure convexe des nageoires'dans les li- gnes de courant, corrige, de façon inhérente, la tendance connue d'un navire à s'asseoir sur l'arrière aux grandes vitesses. Ledit effet correcteur et variable d'équilibrage permet aussi la réten- tion ou le réglage du plan normalement horizontal du navire aux di- verses vitesses, et, par suite, règle aussi le plan de ,la région polaire horizontale immergée P2, qui, par sa- position au-dessus ou
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au-dessous de l'horizontale, réagit sur l'amplitude et la stabilitté du sillage arrière et de sa forme d'onde imposée.
On peut voir également, d'après la figure, que le champ magnétique horizontal inhérent, déjà mentionné comme existant entre les nageoires caudales K et K1, est très affecté en intensité par la distance entre les. pôles en N2 et S2, tendis que les déviations transversales du champ sont représentées comme étant synchrones avec les déviations transversales de l'écoulement d'eau.
La figure 17 qui est extraite schématiquement de la fi- gure 16, par la ligne de liaison en tirets entre les points W1 et W2, illustre la forme de la vague de sillage arrière bipolaire pro- duite par la forme particulière de la coque et par les régions po- laires immergées P, P2. Ladite forme de vague est bissectée par le point d'arrière W1 et la figure illustre l'effet imposé en W2.
Les coupes de profil des nageoires caudales K et K1 sont représentées à échelle réduite par comparaison avec celles de la figure 16. Les axes de pivots inclinés sont indiqués en 10 et 34 autour de l'axe vertical Y qui traverse les profils. La posi- tion des nageoires caudales est indiquée en D22 et représente la position de gouvernail maximum à bâbord* La tourne de vague, reprf,'- sentée en trait plein, ainsi que les lignes de courant qui lui sont parallèles, représentées en traits pointillés, représente la forme de vague normale d'arrière bipolaire avec les nageoires caudales dans leur position neutre en ,22.
Dans le profil à échelle réduite de la nageoire K1, la position D22 montre la déformation produite par l'action de sa face inférieure convexe, qui pénètre à angle incliné dans .les zones d'é- coulement inférieures et polaires et qui déplace en outre le point milieu de la forme de vague bipolaire de W2 à W3.
Dans le profil à échelle réduite de la nageoire K on a représenté également la forme d'onde ou de Vague normale ou neutre, en trait plein, ainsi que les lignes de courant qui lui. sont norma- lement parallèles, en pointillés. La déformation produite par l'ac-
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tion de la face supérieure et concave de la nageoire K plongeent dans la zone d'écoulement extérieure et supérieure, est représentée en pointillés et elle illustre la crête de vague qui est formée par l'action de ladite nageoire, telle qu'elle est projeter au-dessus de la forme de vague normale à la figure et à une amplitude plus grande.
Les variations de sillage d'arrière et de courant de poussée propulsive provoquées par les positions relatives des na- geoires caudales déterminent les couples de direction et les va- leurs produits. De même, les positions des nageoires K et'Kl réa- gissent sur l'amplitude, sur la longueur d'onde et sur la stabilité générale de la forme de vague de sillage arrière comme elle quitte la région polaire horizontale immergée P2 de façon stable, et à un faible niveau d'énergie résiduelle exempte de perturbations, de turbulences ou de tourbillons dans les zones d'écoulement polaires imposées.
Les effets directionnels et d'équilibrage sur les na- geoires caudales de direction sont illustrés en outre aux'figures 18 et 19. On y a indiqué les positions du pivot axial à 45 par rapport aux axes longitudinal et transversal des glissières compo- sées, et leurs effets sur la symétrie ou sur 1' asymétrie de posi- tion des nageoires caudales.
La figure 18 illustre schématiquement comme exemple d'un mouvement de direction, la position du pivot axial 22 en un point intermédiaire entre les positions cardinales A22 et D22 (figure 16) auxquelles on s'est reporté. Pour plus de clarté, les barres de coulissement 23 et 24 (figure 16) sont représentées à la figure par leurs axes, mais elles sont référencées 23 et 24. Une réaction des dites nageoires plus importantes sur les lignes de courant extérieu- res et supérieures de la nageoire K, que sur les lignes de courant intérieures et inférieures par la nageoire K1, permet de 'produire Un couple voulu et de régler ainsi le degré de sensibilité du gouver- nail par rapport à la vitesse de progression.
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L'effet sur la forme de l'onde ou de la vague de silla- ge arrière quittant la région polaire horizontale immergée P2 est représenté à la figure au moyen du profil d'une section prise en un point situé au delà, dans lequel sont illustrées les courbes bifo- cales fondamentales caractéristiques de la forme d'onde biconvexe imposée.
La surface inférieure convexe de la nageoire K1 produit une détonation et une déflexion des lignes de courant inférieures émergeant dans la région polaire P2 aux courbes I et II, ce qui af- fecte leur vitesse, leur pression et leur trajet dévié imposé qu'el- les doivent suivre pendant la dissipation de leur énergie résiduel- le, dans le sillage. Le couple produit autour de la coque est équi- valent à celui d'un gouvernail babord.
Les lignes de courant supé- rieures autour de la nageoire K1 sont maintenant soulagées en vi- tesse, pression et forme de vague arrière, de façon stable, autour du point..milieu imposé W2 de ladite forme de vague. -
Hais la surface inférieure convexe de la nageoire K, par son degré de déflexion et sa position, n'affecte pas les ligne. de courant inférieures de la région polaire et, par conséquent, n'engendre pas un couple, les lignes de courant de la région polai re suivant un tracé presque normal, à part un auto-réglage dû à un, décompression dans la région polaire P2 normalement occupée par les ' faces de nageoires caudales.
La surface supérieure concave de la nageoire K, affecte toutefois par sa pénétration, son angle et son 'importance, les lignes de courant extérieures et supérieures comme indiqué, engendrant ainsi un couple de direction qui équivaut aussi à l'action d'un gouvernail babord, mais de valeur plus 'grande que le couple.engendré par la nageoire K1 comme décrite
Par conséquent, en résumé, la différence d'asymétrie de la valeur des couples décrits, agit comme un organe de réglage de l'inclinaison physique de la coque au début et pendant un vira- ge et agit sur l'angle de pénétration.des proues en saillie et en retrait mentionnées,
et sur les variations résultantes de leur sys-
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terne dé formes de yagues ou d'ondes de proue et les réajuste ae fa- çon inhérente et stable par rapport aux lignes de courant de la région polaire verticale immergée P, avant leur émergence imposée à la région polaire horizontale immergée P2 comportant le dispositif de nageoires caudales.
Le profil de la coupe de la forme d'onde de sillage ar- rière illustre l'effet produit par les nageoires caudales lors de l'imposition; de la bi-convexité des courbes bipolaires fondamentales modulées d'une façon stable sur le sillage arrière, produit par la région polaire horizontale immergée P2, les courbes I et 11 et les éléments limites des courbures actives.,' provoquant une augmentation d'amplitude et une valeur positive indiquée par lardonnée b1 de la vague, due à l'effet de la nageoire K1 et une diminution d'amplitude et une valeur positive, indiquée par,1'ordonnée b2 de la vague due à l'effet de la nageoire K.
Ceci permet de réajuster de façon-stable les vitesses et les pressions de la forme de vague asymétrique, produite par les nageoires pendant sa dissipation dans ladite forme de sillage arrière imposée et précédemment symétrique par rapport à son point milieu W2.
A la figure, les lignes de courant autour de la région polaire horizontale immergée P2 sont indiquées comme suit: lignes de courant supérieures et extérieures représentées en traits pleins, lignes de courant inférieures et intérieures représentées en traits pointillés.
Le point de quille longitudinale est indiqué par W1, qui crée le point de clivage imposé W2 de la forme de vague du sillage arrière. La région polaire horizontale-Immergée est indiquée en P2.
La corde Z3, entre les points polaires N2 et s2, illustre les effets des forces agissant dans la région polaire P2 lorsque ladite corde est déviée transversalement par rapport à l'axe longitudinal X, ce qui, joint à sa variation de longueur, peut être utilisé pour la détermination d'un couple particulier de direction et d'équilibrage
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produit pour une déflexion donnée et une position donnée des nageoi- res caudales de direction K et K1, et le caractère résultant de la forme de vague de sillage arrière ainsi imposée.
D'âpres ce qui précède, il est clair que l'intensité du champ magnétique sur la corde Z3 entre les pales N2, S2, a été rédui- te par une distance polaire accrue et que sa déflexion est uniforme avec les lignes de courant déviées.
La position de pivot axial 22 est égale mais opposée en valeur directionnelle, si ledit pivot 22 est considéré en un point intermédiaire diamétralement opposé, toutes les lignes de courants et les effets imposés de formes de vagues étant inversés en valeurs dynamiques et hydrostatiques et ou la déviation directionnelle se- rait alors égale à l'effet produit par un gouvernail à tribord, .
La figure 19 illustre une position d'équilibrage maxi- mum vers l'intérieur des nageoires caudales pour un mouvement de direction donné et le couple exigé. La position de pivot axial 22 par rapport aux axes des glissières d'actionnement 2 et 24 est il- lustrée comme étant intermédiaire entre les points 1)22 et B22 (fi- gure 16). La position asymétrique des nageoires K et K1 dans les lignes de courant intérieures et inférieures, représentée en pointil- lés, de la région polaire P2, produit un couple de direction . sensible par la déformation imposée appliquée à la forme de vague du sillage arrière.
Le profil de coupe de l'onde déformée illustrée montre l'amplitude et les valeurs positives indiquées par les ordonnées b1 et b2. La bi-convexité de la forme de vague est plus grande et plus contrainte autour du point milieu W2 à l'ordonnée b1,produite par la position de la nageoires K1,les valeurs négatives de ladite . forme bi-polaire et les longueurs d'ondes ou de vagues variant aussi des deux côtés des deux ordonnées indiquées.
La position des nageoi- res de direction caudales représentée à la figure est égale à l'et. fet d'un gouvernail à babord pour une vitesse relativement grande du navire, La corde Z3, sa longueur et la déflexion transversal-
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dans la région polaire P2 sont représentées entre les points polai- res de nageoires caudales N2 et 82. Les trajets des lignes de cou- rant intérieures et inférieures dans la région polaire horizontale immergée P2 sont indiqués, par des pointillés. Les trajets des li- gnes de courant extérieures et supérieures sont indiqués en trait plein.
..Dans ce cas, l'intensité du champ magnétique inhérent est augmentée sur la corde Z3 par une distance moindre.entre les pôles N2, 82, sa déflexion étant uniforme avec l'écoulement et pro- portionnée à une orientation moléculaire dipolaire parallèle accrue, nécessaire à la réduction des formes de frottement dues aux vitesses accrues dans la région polaire P2.
La figure 20 représente en détail la position du pivot axial (A22 à la figure 16) pour laquelle la position des nageoires caudales K et K1 a une valeur maximum d'équilibrage extérieur.
L'action de cette position d'équilibrage, distincte de celle qui sert aux fins de direction, est également efficace comme frein hydraulique par la grande amplitude de la déformation engen- drée dans les lignes de courant extérieures et supérieures, indi- quées en trait plein, sans affecter les lignes de courant de la ré- gion polaireP2 en traits pointillés. L'effet de freinage appliqué au navire est en équilibre avec son assiette générale à grande vi- tesse,lorsque parsuppression brusque du couple d'entraînement de propulsion, les proues en saillie et en retrait sont inclinées sur l'horizontale.
Le couple engendré par l'effort de freinage des na- geoires caudales, par suite de leur angle de pénétration, en plus d'un grand angle radial d'entrée dans les lignes de courant exté- rieures, met en oeuvre de grandes forces qui abaissent le point de poupe W1 en dessous du plan horizontal à l'unisson de la pénétration des proues pendant la diminution de vitesse du navire. Mais ceci introduit des instabilités artificielles temporaires importantes dans les formes de vagues arrière et bipolaire de sillage à un
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point 'tel que les crêtes de vagues formées au delà des points polai- res N2 et S2 s'écartent de leurs zones normales de lignes de courant de sillage.
L'énergie cinétique ainsi dissipée par le navire cons- titue la valeur ou l'amplitude du couple de freJnage engendré par les nageoires caudales lorsque la position équilibrage maximum vers l'extérieur est appliquée instantanément pour une vitesse éle- vée ou relativement élevée du navire. En outre de l'action de frei- nage décrite,un couple directif peut être superposé dans un but de freinage et pour éviter d'urgence, un point en marche à grande vi- tesse, freinage.qui peut être amplifié par des effets de renverse- ménts de marche normalement connus dans les systèmes à hélices.
L'écart par rapport au plan de la ligne de courant po- laire extérieure, comme décrite par les positions de-freinage et l'action des nageoires caudales de direction K et K1,par suite de l'énergie cinétique communiquée aux vagues,polaires anormales et surélevées, produit des variations dans le volume polaire contigu extérieur, provoquant une égalisation du niveau des lignes de cou- rant, une diminution de vitesse et une augmentation de la pression du courant de sillage dans la. région polaire horizontale immergée,
P2, apportant ainsi, en outre, un effort de propulsion appliqué à l'arrière par réduction de la zone ou des zones de cavitation qui se produisent normalement dans le cas d'un effort d'inversion de propulsion à l'arrière.
L'équilibre par rapport à l'horizontale, . pendant l'opération d'arrêt ci-dessus est ainsi maintenu pendant les actions de freinage et directionnelle combinées, et pendant la propulsion en arrière, par un réglage inhérent et stable de la brèche dans la condition cinétique et hydrostatique de toutes les lignes de courant limites, des zones de lignes de courant limites etc. du fait des éléments terminaux de la forme du vaisseau qui modulent lainasse d'eau de la région polaire horizontale immergée
P2 derrière le navire.
Dans l'opération de freinage décrite, on voit que le champ magnétique horizontal inhérent sur la corde Z3 entre les
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pôles N2 et S2 a été virtuellement supprimé, et que létat du champ est maintenant avantageusement proportionné à une condition molécu- laire dipolaire d'orientation libre brusque, produisant un écoule- ment de grande résistance, turbulent, dans la région polaire P2 et vers l'extérieur sur les surfaces supérieures immergées des na- geoires K, K1.
. En, conclusion de la description ci-dessus, se rappor- tant au dispositif de direction et d'équilibrage du navire, cer- tains points intéressants des courbes enveloppantes et de termi- naison u et u seront indiqués, concernant la faible résistance 'aux virages produite par la forme limite en arrière du point d'in- tersection axial 0 ('des figures 7, 8, 9).
Pendant l'application d'un couple directionnel au navire, les éléments de' courbure composés et formés par les'courbes G et (figures. 7 et 9) réfléchissent et permettent la communication d'un mouvement angulaire par rapport au navire, pendant l'exécution d'un virage autour de l'axe vertical Y, ayant son centre de pivote- ment coïncidant avec le point d'intersection axiale 0 et dans le- quel se .trouve le centre de gravité, le ,centre de la poussée de l'eau, le métacentre, le centre de flottaison et le centre de la masse. Le moment de la résistance du corps immergé au virage est donc faible, près des courbures situées en arrière des axes trans- versaux et verticaux Z et Y.
Le jeu d'échappement autorisé par les courbes G et G1, en diminuant la profondeur et l'angle d'immersion à l'arrière des,axes Z et Y permet ainsi la communication d'un mo- ment de vitesse angulaire de faible-résistance par rapport à l'axe vertical et au point de pivotement pendant un virage. La souplesse du déplacement à des vitesses élevées lors d'un virage initial est encore accrue par le système de ballast et de direction déjà décrit.
Les nageoires caudales de direction et d'équilibrage dépassant semi-horizontalement et transversalement et qui font par- tie du profil du dit navire, sont également mises en jeu dans les
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propriétés inhérentes anti-roulis, anti-tangage, anti-embardées etc. du navire, par leur réaction sur les masses d'eau caudales qui s'é- coulent autour de leurs surfaces supérieures et inférieures en des- sous de la ligne de flottaison en charge, comme dans le cas de tan- gage longitudinal, et dans lequel de forts couples d'amortissement sont engendrés dans le plan vertical contre une oscillation arrière desdites nageoires caudales, comme cela se produirait dans le cas d'un roulis transversal du navire, dans lequel lesdites nageoires .
caudales exercent un couple arrière torsionnel d'amortissement dans ' lesdites masses d'eau, toujours à condition que l'amplitude de l'é- nergie des perturbations trocholdes agissant respectivement sur le navire soit en excès.de sa capacité dimensionnelle d'équilibrage.
On donne ci-dessous un exposé détaillé et complet de ces proprié- tés d'équilibrage.
Dans la description générale qui précède, on a mention- né en particulier la stabilité-inhérente hydrodynamique et la capa- cité d'équilibrage et les propriétés du profil particulier du na- vire se rapportant aux propriétés qui lui sont communiquées d'anti-
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roulis, d$anti-tangage d'anti-émbardées, etc. et des propriétés fonctionnelles analogues qui, par suite,: sont des propriétés inhé- rentes fournies par le profil fondamental dudit navire qui, ne nécessite ainsi aucun dispositif additionnel palliatif anti-roulis ou anti-tangage ou d'autres mesures atténuantes de quelque espèce .', que ce soit.
Les principes fondamentaux; cause des propriétés de sta- bilité inhérente et des capacités d'équilibrage du navire, sont basées sur les inerties des masses d'eau qui donnent 'lieu grâce au profil particulier de la coque dudit navire, à une matrice de déplacements ou d'immersion constituée de façon stable et entrete- nue.
Si ,on se reporte à la figure 8, on montre que la masse d'eau interne P (région polaire verticale immergée définie P, repré- . sentée partiellement hachurée à la figure 11) ,contenue entre les
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surfaces internes de la quille polaJJc J\..l. ,J::'\;:L4n; e.- lé *Ysôè->;- proues en retrait déjà défini, S, F, 0, si$ G et N, F, 0, Nl;, G1 en- dessous de la ligne de flottaison en charge, et les masses d'eau ex- ternes S, G, S1, E et N, G1, N1, E en dessous de la ligne de flottai..
;.on constitue ladite matrice de déplacement d'immersion comme résul- tat'du profil particulier du navire à l'avant du point axial 0 (fi- gures 7, 9) et dans laquelle toutes les forces agissant sur ledit navire sont en équilibre par rapport à son centre de gravité, de poussée de l'eau, aux axes Y, Z'et à la ligne de flottaison en char- ge. Le vaisseau est donc stable transversalement de façon inhérente, .en vertu des forces qui seraient nécessaires pour surmonter l'iner- tie des masses d'eau.indiquées par P, S, G, S1, E et N, G1, N1 et E pour qu'il s'écarte de sa position flottante, normale, stable, in- trinsèquement rapportée à l'axe Y.
Cette propriété met donc en cause la capacité de stabilité statique, définie plus haut, du navire, au- trement dit la résistance du navire à une déviation l'écartant de sa position de flottement stable, normale et qui, par suite,la un effet tout à fait opposé à la définition de la stabilité statique d'un navire orthodoxe, qui est la propriété d'un navire d'avoir tendance à reprendre la position normale après avoir été écarté dudit plan sans résistance inhérente autre que l'inertie brute dudit navire orthodoxe.
La capacité de stabilité statique conforme à la présente invention peut, par conséquent, aussi être rapportée par un navire aux moments d'inertie desdites masses d'eau, dont la relation poids, volume de la masse de la région polaire immergée P resserrée entre lesdites quilles polaires externes et les coins immergée des proues polaires en dépassement Nl, S1, constitue un moment .principal rela- tivement à sa capacité d'équilibrage en fonction de la force néces- n sàire pour surmonter l'inertie transversale de ladite masse d'eau par une inclinaison transversale du navire loin de sa position inhérente normale et par suite une inclinaison latérale radiale des points polaires N, S desdites quilles polaires extérieures ayant le point d'inter-section 0 des axes Y, Z comme centre,
point qui est
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aussi le centre d'un système représentatif de poids. L'amortirent par inertie et les couples d'amortissement desdites masses d'eau s'ajoutent à l'inertie brute du navire.
Un autre exemple fonctionnel des propriétés de stabilité .inhérente du navire est celui dans lequel un mouvement latéral du navire est considéré de Z négatif à positif le.long de la ligne de flottaison en charge et, dans ce cas, les inerties de la masse d'eau
P et de. la masse d'eau N, G1, Nl, E doivent être surmontées latéra- lement. de nouveau en fonction de l'amplitude des forces cinétiques qui agissent transversalement sur le navire en C, G, S1, E. La des- . cription a été rapportée' à la matrice d'immersion à l'avant du point central de poutre transversale F, indiqué aux figures.
L'exemple ci-dessus définit particulièrement et montre la capacité directionnelle inhérente du navire pour compenser un cou- rant s'écoulant latéralement à grande vitesse, .en ce que, si le na- vire avançait perpendiculairement par rapport à celui-ci, l'état de là masse d'eau polaire interne P est un état de modulation de cou- rant longitudinal comme décrit précédemment et, par suite, l'iner- tie de cette masse d'eau reste pleinement efficace contre le déca- lage transversal, qui est de nouveau soutenu par l'action de protec' tion physique des surfaces de quille polaire externes S, G, S1, E et par la modulation de courant imposée par leur forme particulière sur l'écoulement transversal du-courant.
A ce sujet, et en se re- portant à la figure 9, (plan) l'exemple illustre la stabilité direc tionnelle longitudinale inhérente-dudit navire dans lesdites condi- tions d'écoulement, ce qui veut dire que la partie dudit navire située en arrière du point 0 s'étendant aux nageoires. caudales K,
K1, a une composante de résistance plus petite à un'tel écoulement transversal de courant (et par suite, en définitive, se meut avec lui) que le point milieu du navire et la partie avant en vertu de la plus grande composante de résistance au décalage latéral par si. te de l'écoulement longitudinal selon les lignes de courant de la asse d'eau à l'intérieur de ladite région polaire P ;
donc, en ex
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primant l'action des forces en arrière du point 0 comme une action radiale de levier, de rapport spécifique selon la dimension longitu- dinale particulière du navire avec le point 0comme point d'appui, il est évident, théoriquement et fonctiônnellement, que les points de proue polaire en dépassement Nl, 81,.la proue en retrait W et l'axe structurel longitudinal X du navire sont amenés, de façon in- hérente, à atteindre un alignement directionnel dans et parallèle avec la.direction d'écoulement dudit courant transversale à gran- de vitesse comme résultante dirècte du profil particulier dudit navire et de ses capacités de modulation de matrice de courant.
Il est évident, par conséquent, que cette augmentation inhéren- te d'alignement directionnel dans les conditions indiquées per- met de diminuer des forces normalement mises'en jeu par,les cou- ples de direction appliqués. En outre il est également évident que si un navire, dans l'océan, dans un estuaire, ou dans des conditions de courant de ce genre, cesse de produire un couple propulseur mécanique, ledit navire s'orientera de façon inhéren- te stable et restera orienté dans de tels courants sans dériver avec eux en'cas de commande directionnelle nulle dans ces mas- ses d'eau en mouvement..
La matrice d'immersion en arrière dudit point, indiquée par F et 0 à lafigure 10, sera décrite en référence à cette fi- gure, comme se rapportant à la stabilité statique inhérente. La masse d'eau interne de la région polaire verticale immergée P et de la région polaire horizontale immergée P2 combinées, re- présentées partiellement hachurées, et ,les masses d'eau extérieu- res entourant les surfaces immergées S, G, S2, I, W1 et N, G1, N2, W1, en dessous de la ligne de flottation en charge, consti- tuent la matrice du déplacement d'immersion comme résultat du profil du navire dans laquelle toutes les forces qui agissent sur ledit navire sont en équilibre, en se référant encore au point d'intersection axiale 0, au 'centre de gravité, au centre de poussée de l'eau, aux axes Y, Z et à la ligne de flottaison en charge.
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.La position stable inhérente du navire, en ce. qui con- cerne les inerties desdites masses d'eau relativement aux axes y et Z, toutefois, est plus complexe que dans son complément antérieur déjà décrit, en ce que la capacité de stabilité sta- tique est traduite horizontalement, transversalement, par suite de 1.'inertie de la région polaire horizontale immergée P2 rela- tivement aux nageoires caudales de direction et d'équilibrage K, k1' et, en outre, généralement par rapport à l'arrière dans son ensemble.
Lesdites conditions produisent un couple torsion- nel d'amortissement de grande amplitude dans le cas d'une incli- naison dudit navire hors de sa position normale, avec le point 0 comme centre de pivotement..Si on suppose, par conséquent, en se rapportant à.la figure, que l'axe positif Z dudit navire s'incline et plonge au-dessous du plan de la ligne de flottaison en charge, 'la plongée conséquente' de l'aire de la nageoire caudale k1 avec l'élévation résultante de l'aire de la nageoire éàudale K implique l'inertie de la masse d'eau en dessous de N2, $I1, W1, et l'inertie de la masse d'eau au-dessus de S2, I,
W1' simultanément avec les inerties des masses d'eau latérales autour des surfaces N, G1'N2, E et S, G, S2,
E et l'inertie de la masse d'eau de la région polaire verticale immergée P, S'é- tendant en arrière du point F de la poutre centrale transversale
La stabilité de flottaison longitudinale inhérente du navire, relativement à la répartition de poids et au déplace- ment à la ligne de flottaison en charge, est basée sur le prin- cipe représenté à la figure 7 représentant des sections trans- versales curvilignes composées du navire ayant des relations poids/flottaison/déplacement, qui sont compatibles, rapportées à la ligne de flottaison en charge sur toute la longueur du na- vire, ce qui veut dire qu'une telle section transversale a un poids égal à un support ascendant de flottaison, en se repor- tant par son plan d'eau à l'axe X,
' de façon compatible et à
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l'unisson avec toutes les autres sections identiques et leurs plans d'eau. Par suite, les rapports de déplacements de poids des sections subordonnées 2t, lt' T t1't2' t3' t4 représentées en profil et, en élévation de face à la figure 7, sont détermi- nés par la linéarité composée du profil local, et par suite par le déplacement, et déterminent ainsi la ligne de flottaison stable de façon inhérente pour tout le navire, rapportée à son axe structurel linéaire X superposé à une ligne de flottaison linéaire et non comme une série graduée de sections transversa- les flottantes ayant des plans d'eau non linéaires dus à (1) un excès du poids sur la poussée de l'eau, (2) un excès de la pous- sée de l'eau sur le poids/ (3)
des rapports indifférents de poids élevés et/ou des caractéristiques de flottaison importan- tes par rapport à un poids, à une poussée d'eau et à une ligne de flottaison en charge d'un navire de forme orthodoxe.
Lesdits principes de stabilité inhérente de flottaison longitudinale et transversale interviennent aussi dans la sta- bilité de structure inhérente du navire, ce qui signifié que les déformations de flexion longitudinales, les déformations transversales, les efforts généraux, les efforts locaux, les efforts à l'échouage ou de repos sur le sol (ces derniers étant ,décrits plus en détail plus loin) etc. sont fonctionnellement ajustés par le profil curviligne composé du navire en outre des caractéristiques inhérentes .de grande solidité de structure associable particulièrement avec la curvilinéarité composée, à trois dimensions, des ensembles de construction et les surfaces qui caractérisent le navire, de profil fondamental tel que dé- crit ci-dessus.
On décrira maintenant les principes d'équilibrage anti- roulis .du navire en se reportant aux figures 7, 8, 10.
La capacité d'équilibrage transversal anti-roulis du navire vient en supplément de la capacité de stabilité inhéren-
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te déjà décrite, et elle entraïne l'intertie des masses 'deau définies par la ligne hydrodynamique de la coque carénée mais elle entraîne également (1) des relations volume-déplacement qui sont asymétriques et (2) le dimensionnement du navire en fonction de sa capacité par rapport à l'amplitude des forces cinétiques transversales d'impact. On a déjà dit que pour que la coque dévie transversalement de sa position normale de sta- bilité inhérente, il faut faire intervenir des forces supérieu- res aux moments d'inertie combinés totaux des masses d'eau des régions polaires respectives.
Ces forces, n'étant disponibles qu'à partir des énergies naturelles trochoïdes ou aériennes de maxima connus, présentent une.relation intrinsèque avec une taille dimensionnelle particulière du navire, comme la longueur - la largeur au maître bau- le tirant d'eau, etc. rapportés à l'inertie' totale de son système de masses d'eau d'équilibrage, décrit, avant que ces énergies trochoïdes exprimées-en'termes d'amplitude, de vitesse d'ondes et, par suite, de fréquence de longueur d'onde, puissent agir pour surmonter ledit système d'inerties, combiné additivement avec l'inertie brute du navire, afin de dépasser la capacité maximum inhérente'de stabilisation et d'équilibrage dudit navire et l'écarter,ainsi de sa dite po- sition normale d'équilibre inhérente de flottaison.
En conséquence, si on prend à titre d'exemple une taille dimensionnelle de navire atteignant une valeur disproportionnée par rapport à sa capacité d'équilibrage par inertie relativement à une amplitude de vague donnée, et par. suite à une énergie ci- nétique donnée incidente transversale',¯la capacité corrective anti-roulis présentée par le navire met en cause et'invoque lesdites relations asymétriques volume-déplacement.
En supposant, par conséquent (figure 8), une plongée de l'axe Z sur le côté positif dudit navire en dessous de la ligne- de flottaison en charge, due à une force trochoïde agis-
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sant sur l'axe ? nl[':al1t, on voU. que (1) le voluwo total dcl dl!ip1a.emell1t ne demeure pas al (2) le déplacomenb de vulumc des coins imtJlel'g0D et des coinn cmcrecs ne demeure pi!:
égal et, pir suite, est aSY11lptr'j(!ue, ce qui est tout à fait con- traire au cas du déplacement de volume d'un navire orthodoxe,.
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dans lequel les coins immerges et émergés sont n6ce>;s;aiI.erùcnt égaux. pans'cet exemple de déviation par rapport à la verti- cale, par conséquent, la plongée de l'axe Z positif en des- sous de la. ligne de flottaison en charge amènerait le point polaire N1 de la proue en saillie Gl, Hl au-dessous de sa', .ligne de flottaison en charge normale, et, de façon correspon- dante, le point pola.ire W1 de la proue en saillie G, H, au-dessus de sa ligne normale de flottaison en charge.
Par ladite plongée. le point polaire N de la quille pola.ire extérieure E, G1' F descen- drait plus bas, et de façon correspondante, le point polaire S de la quille extérieure E, G, F se soulèverait. Mais la région ou le coin d'immersion croissante de la partie précédemment émergée du.navire au-dessus de l'axe positif a un rayon cons- tant, rapporté au point d'intersection axial 0 et à la. courbe E tandis que la région ou le coin d'émergence croissante de la partie précédemment immergée du navire au-dessous de l'axe Z né- gatif a un rayon 'asymétrique rapporté audit point axial 0, à la courbe E et à l'axe Y;
donc, du côté du navire qui reçoit , l'impact sur l'axe Z négatif, il y a accroissement de poids au- dessus de la. ligne de flottaison en charge qui n'est pas suppor- té par une poussée de flottaison vers le haut, Par conséquent, si on étend maintenant l'exemple à un instant donné dans le temps et si on considère le navire comme étant à son état de déviation par rapprot à la verticale pris comme exemple, qu'il est dans une masse d'eau calme, la.
force potentielle nécessaire
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disponible dans le système,'acquise.par conversion des forces cinétiques trocholdes agissant pour lui faire reprendre son état antérieur d'équilibre inhérent et le ramener à la position normale, surmontant graduellement ladite inertie transversale de la dite masse d'eau, est égal à la différence de poids indi- quée agissant transversalement sur l'axe Z négatif, en négli- geant, dans l'exemple, les fluctuations complémentaires normales du centre'de'gravité, des centres de poussée d'eau etc. rap- portées au point d'intersection axial 0 du navire.
La capacité d'équilibrage anti-roulis du navire est en- core amplifiée et soutenue par les quilles polaires extérieures gomme suit. Dans l'exemple indiqué, le point polaire S de la quille polaire de bâbord, en se'soulevant, expose également à l'écoulement transversal hypo-trocholde les surfaces-internes de la quille polaire de tribord, et son point polaire abaissé N, dans l'hypothèse adoptée dans l'exemple, que la taille dimen- sionnelle du dit navire peut être considérée comme étant dispro- portionnée par rapport aux forces agissantes.
Dans de telles conditions, par conséquent, il y a une seconde phase de cession d'énergie au navire, par une partie de la force cinétique ini- tiale qui l'a déplacé, mais dont le facteur d'espacement dans 'le temps est. fonction de la valeur de la corde Zl, par suite de la distance entre les quilles.polaires externes, autrement dit le temps pris pour l'impact initial trochotde sur les sur- faces S, G, S1' E par un écoulement hypo-trocholde qui continue sans être affecté, en dessous du point S, pour se déplacer en travers de la masse d'eau de région polaire- verticale immergée P, avant son impact sur les surfaces internes de la.quille N, G1' N1' E.
Ceci est encore plus clair en considérant l'élévation de face dudit navire à la figure 8,.comme étant à 45 par rap- port a la ligne de flottaison en charge indiquée, près du point O, dans ce cas, un impact transversal trocholde selon l'exemple
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ne produirait aucune tendance au roulis mais produirait effec- tivement un véritable couple anti-roulis dû aux forces cinéti- ques,agissantes concentrées sur les surfaces de quille polaire de tribord N, G1' N1' F, qui y sont exposées, tandis que tou- te force agissant sur les surfaces S, G, S1' E à leur angle d'inclinaison est déviée, réfléchie et dissipée autour de la surface totale effective, considérablement réduite, exposée dans le-plan transversal des forces agissantes.
La propriété anti-roulis décrite comme se rapportant à la partie avant du navire située en avant du point 0 et du point central de maître bau E, F est encore amplifiée par les couples de torsion transversaux semi-horizontaux des nageoires caudales de direction et d'équilibrage dans leur ensemble (fi- gures 9 et 10) en plus des couples,totaux d'inertie des masses d'eau déjà 'mentionnées.
'De même, les couples,d'amortissement transversaux des màsses d'eau induites par le profil du navire, comme décrit plus haut, et définis comme la matrice d'immersion constituée et main- tenue de façon'stable, confirment encore les principes des pro- priétés d'équilibrage anti-roulis, de telle façon que le navire est exempt de périodes pendulaires isochrones, de moments synchro- nes ou de périodes oscillatoires transversales uniquement par la correction statique inhérente résultant de son profil particulier.
Il doit être clairement entendu que, dans l'exemple des possibilités d'équilibrage anti-roulis du navire, les forces de déstabilisation on été considérées comme agissant seulement 41 rectement dans la région du maitre bau, E, F (figures 8, 10) tandis que la modulation d'écoulement des masses d'eaumises en cause et la dissipation de leurs forces se font aussi le long du profil dudit navire, dépendant, par exemple, de la na- ture t -de l'amplitude de la masse d'eau trochoïde de façon égqlement stable, par absorption, 'transformation ou transmis-
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En conclusion de l'exemple donné, de la.
propriété d'é- quilibrage anti-roulis dudit navire, on a pu considérer sa tailla dimensionnelle comme étant disproportionnée par rapport aux sources d'énergie d'impact, tandis que cette relation dé- termine immédiatement la taille dimensionnelle maximum d'un tel navire relativement à l'amplitude maximum des vagues, leur vi- tesse etc. que l'on sait être rencontrées naturellement pour un plan¯.d'eau donné.
Ce principe caractéristique est décrit et illustré dans ce qui suit en relation avec les propriétés d'anti-tangage, danti-embardées et de modulation de courant-hydrodynamique de matrice, la modulation et la suppression des formes.de vagues limites et l'imposition de la formé de vague de sillage et les propriétés modulatrices d'équilibrage et les capacités énoncées précédemment dans la description générale du profil du navire.
.. Les principes qui expliquent la propriété inhérente d'équilibrage anti-tangage du navire sont fondamentalement ba- sées sur une modulation longitudinale de vagues dans la matrice de.immersion, qui est provoquée par le profil caréné particulier du navire, de telle façon qu'une onde ou vague d'approche tro- cholde, pour une longueur de vague donnée et, par suite, pour 'une hauteur .de vague donnée, en entrant dans la région polaire verticale immergée P entre les proues polaires en dépassement et la proue en retrait soit modulée en amplitude et convertie en une forme de vague de caractéristiques différentes de celles de la forme originale, ce qui veut dire¯que son énergie cinéti- que et son amplitude, fournies par la crête de vague d'approche originale,
seront transmises audit navire en arrière du point milieu défini de celui-ci, dans un rapport spécifiquement asy- métrique, dans lequel'le rapport de la longueur du navire à l'arrière de son maître bau, est en relation fonctionnelle avec sa. longueur à' l'avant dudit point,, en fonction de la forme du-
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dit navire et, par conséquent de la coupe et de la forme d'onde résultantes imposées ainsi sur les masses de*au polaires inté- rieures de la. matrice d'immersion.
La'figure 21 représente, à titre d'exemple, les effets dynamiques d'une vague d'approche de ce genre sur les parties avant, Inférieure et arrière du navire. A la figure, une crête de vague d'approche est indiquée en pointillés épais, comme étant coupée -par et déviée entre les proues polaires en saillie (N1' W1, figures 8, 9, 11) dont la proue de babord en saillie est seule représentée, indiquée par H, S1' G et étant transmise dé façon curviligne dans la région polaire verticale immergée P, sous la proue en retrait W de la quille centrale longitudinale C.
La modulation de ladite crête d'onde et de sa masse d'eau constituante, est accomplie, de façon inhérente, par les surfa- ces en dépassement qui constituent le système triple proue-tri- ple quille dont les fonctions ont été également décrites précé- demment comme se rapportant à l'aération tourbillonnaire.
Par conséquent, l'effet, sur le profil des susdites saillies triple proue-triple quille du navire, sur une crête de vague d'approche ayant normalement une grande composante de pression est de moduler ladite crête en une masse d'eau à fai- 'ble pression et à grande vitesse atteignant le point du milieu du navire indiqué par-0, après quoi ladite masse d'eau est trans- portée à l'intérieur de la région polaire verticale immergée P à vitesse décroissante, et par suite avec une pression croissan- te, jusqu'à sarépartition finale de flot modulé dans la région polaire horizontale immergée P2 (figures 9, 10) et ensuite dissi- pée au delà du point arrière en retrait W1' de telle' façon que,
par cession de sa teneur en énergie et par d'autres dissipations de cette énergie de la crête de vague initiale au navire, à l'arriéra dudit point axial 0, pendant et après ladite modula- tion de la tome de vague, ayant des caractéristiques forme de
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vague/longueur de vague différentes de celles de la vague Ini- tiale, dont ladite crête est une composante, seule une faible valeur prédéterminée d'énergie reste active dans ladite masse d'eau polaire modulée à son arrivée à la poupe en retrait W1 de façon à produire une vague de faible amplitude mais de pres- sion accrue, de la façon décrite, à l'intérieur et de chaque côté de la région positive au-dessus de l'axe X et de la ligne de flottaison en charge de la quille centrale longitudinale C,
(l'ordonnée positive de la courbe C étant indiquée en.2 dans la figure 2), et dans la région polaire horizontale immergée P2 représentée de chaque côté de la poupe en retrait W1 par les surfaces S2, I, W1, et N2, I1' W1 au-dessus de la corde Z3 (selon les figures 9 et 10) du-système de poupe incurvée et de nageoires caudales du navire. Ledit système de vagues est spé- cifiquement modulé comme décrit par les surfaces caudales et sa pression accrue tend à amener une telle masse d'eau qui a reçu de l'énergie, au-dessus de son plan d'eau normal, .de la façon décrite, de sorte que la poupe caudale en reçoit une poussée inhérente vers le haut, et, ainsi, maintient l'axe structurel X du navire horizontalement linéaire par rapport à sa ligne de flottaison en charge.
Le contre-couple et l'effet de la modula- tion d'une vague d'approche peuvent donc être exprimés comme l'effet,d'un levier entre le point W et le point W1'avec le point d'intersection axial 0 comme point d'appui, d'un système asymétrique de forces, dont un bras de levier moyen situé en arrière dudit point est supérieur à celui de l'avant, comme le montre la figure 21.
Par conséquent,- selon la période de la vague d'approche, et, par suite, selon la longueur de la vague et aussi selon la vitesse de cette vague, on voit que le système de modulation décrit implique une augmentation du rapport des crê- tes de.vagues en cours de modulation en fonction du rapport de la longueur du navire à l'arrière de son maître bau et par suite
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aussi,' en fonction de la teneur en énergie totale par crête d'onde d'approche dans le système, en avant du point 0, rapportée à l'énergie totale du système à l'arrière, multipliée par ledit rapport des crêtes en cours de modulation et de dissipation ci- nétique.
Ce facteur met en cause la capacité d'équilibrage di- mensionnel anti-tangage d'un navire conforme à la présente inven- tion relativement aux amplitudes maxima des crêtes de vagues, par suite; dès énergies unitaires de rencontre en utilisation dans toutes les conditions possibles.
Le profil caréné particulier de la coque du navire est donc la cause de la modulation de ses masses d'eau ambiantes, qui constituent la matrice d'immersion imposée, et .de telle façon que la fréquence, ou la 'période de vague, et par suite la longueur de la vague, sont modulées en même temps que l'am- plitude de'la crête de vague en une fréquence ou une période de vague et par suite une longueur de vague différente et par conséquent une amplitude différente en tout point situé entre la proue en retrait W et la poupe en retrait W1 (figures 7, 21) dudit navire, Les principes fondamentaux mis en cause et décrits peuvent donc être résolus comme un système de modulation de fréquence en amplitude qui s'exprime facilement par des théorè- mes connus et les lois qui leur sont associées,
et qui sont différents et viennent nécessairement en supplément aux moyens d'expression normalement liés à l'architecture navale classique orthodoxe, la construction des navires, etc.
On donnera ci-après un exemple de la capacité dimension- nulle exprimée en longueur de quille, largeur, tonnage ,de dépla- cenment, etc. du navire, basés sur une vague trocholde théori-
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q 1e (de srokes, Micnell, Sverdrup).
On donne è une telle trocholde, pour conserver sa sta- bilité, un rapport 1/7, de sorte qu'avec la hauteur moyenne de vague prise généralement à 10 mètres, la longueur de vague est
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de 70 mètres, la vitesse de vague étant également connue et par suite aussi son énergie cinétique.
On verra. d'après la figure 21, que le navire, dans l'exemple illustré, a été projeté à une échelle d'environ 1/3 c'est-à-dire que la coque carénée hydrodynamique effective im- mergée a un rapport de longueur trois fois plus grand à l'arrière du point 0 qu'à l'avant de ce point.
En superposant l'échel- le des .longueurs dudit navire aux relations hauteur de vague/ longueur de vague de ladite vague théorique, on peut démontrer que la longueur minimum du navire pour laquelle la dimension du maître bau est également impliquée par rapport aux capacités d'équilibrage anti-roulis déjà décrites pour ces valeurs de période et d'amplitude de vague d'approche turbulente dans l'océan, comme par exemple pour un service de passagers où les capacités ét propriétés inhérentes de stabilité désirées sont maxima pour le rapport dimensionnel longitudinal donné de 1/3, est de l'ordre de quatre longueurs de vagues c'est-à-dire de, par exemple 281 mètres.
On voit ainsi que la dimension verti- cale du système à triple proue du navire au-dessus de la ligne de flottaison en charge est également mise en cause pour la ca- pacité d'équilibrage dimensionnel anti-tangage dudit navire en ce que la hauteur entre la ligne de flottaison en charge et la proue en retrait W également ne doit pas non plus être théori- quement inférieure à 10 mètres, pour être compatible avec l'exem- ple théorique.
Il doit être entendu que des masses d'eau er- ratiques ascendantes des formes de vagues d'interférence, des vagues transversales etc. sont exclues, de l'exemple .théorique et que, pour celles-ci on doit prévoir un accroissement marginal longitudinal et transversal de la taille dimensionnelle finale du navire, dans les conditions de l'exemple d'un fonctionnement océanique stable de façon inhérente.
En outre, il est évident que, par variation des rapports dimensionnels quille-poutre,
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le volume total de l'admission transversale de masse d'eau du navire, tel que décrit ci-dessus, entre la triple-proue et la triple-poupe, peut également être augmenté par rapport à un rapport plus bas de la longueur à l'arrière produisant la mo- dulation d'un plus grand volume de crête de vague, énergisée, ex- primée en énergie unitaire transversale en avant du point 0, à l'énergie unitaire transversale en arrière du point 0.
Comme exemple de modulation de la forme de vague, par conséquent, une crête de vague d'approche initiale entrant dans la région polaire verticale immergée P en dessous du point W, atteint le milieu du navire (point 0 des axes X, Y, Z de la fi- gure 1) simultanément avec la crête composante ,entrante,.
égale- ment en-dessous dudit point W constituant une longueur de vague qui est égale à la longueur dimensionnelle du navire de l'exem- ple à l'avant du point 0 et, en outre, par la progression du navire, ou relativement par l'entrée des vagues d'approche à leur vitesse indépendante en considérant le navire au repos, on montre qu'à tout instant pour une crête de vague d'approche en- trant dans ledit système de triple-proue en dessous du point W, il y a trois crêtes de vagues qui sont soumises à l'action d'une pression de vitesse, d'une modulation de fréquence et d'ampli- tude de leur forme d'onde et de cession d'énergie dans le sys- téme de région polaire P, P2 à l'arrière du point 0 et au point de poupe en retrait W1.
L'impact d'une vague d'approche entre les proues polai- res en saillie Nl, S1 (également aux figures 8, 9, 11) et la proue en retrait W pendant sa modulation de vitesse de pression vers le bas tendant à soulever ledit navire à l'avant du point 0, est, par conséquent, constamment amorti par le rapport de la cession d'énergie existant dans la région polaire verticale P et les masses d'eau de la région polaire horizontale immergée P2, la capacité d'équilibrage anti-tangage dudit navire étant
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en outre renforcée par les contre-couples verticaux dynamiques exercés par la forme transversale horizontalement concave-con- vexe de la partie arrière du navire contre la déflexion vers lé bas,
comme déjà décrit dans les fonctions et propriétés caudales de direction et d'équilibrage et d'anti-roulis.
On a donc montré, dans l'exemple de vague théorique qu'on vient de décrire, sur la longueur dimensionnelle prise comme exemple pour la navire, et par suite sur sa capacité op- timum d'équilibrage anti-tangage, qu'il y a cinq crêtes de va- gues comprises entre la proue en retrait W et la poupe en re- trait W1' à un instant donné, et, par conséquent, un total de quatre longueurs de vagues.
Dans cet exemple, par conséquent, le navire es complète- ment et intrinsèquement stable par sa capacité d'équilibrage de rée serve calculée par rapport a sa taille dimensionnelle, y compris les combinaisons décrites ci-dessus et, par conséquent, à toutes lon- gdeurs et périodes de vagues plus courtes et à des amplitudes d'éner gie plus faibles.
Ceci mérite une brève explication en ceque, un système de vagues d'approche trocholde, par inversion du rapport théo- rique de 1/7, ayant une longueur de vague de 10 mètres et par suite, une hauteur théorique dé vagues de 1,45m à l'énergie unitaire, pour le même rapport 1/3 de la longueur du navire, pris comme exemple, aura sept crêtes de vagues, et par suite, une énergie unitaire mul- tipliée par 7 dans le processus de modulation accroissement de vi- tesse-décroissance de pression en avant du point 0, soit 70 m au point W et par ledit rapport de longueur du navire à l'arrière,
au- ra vingt et une crêtes de vagues et par suite une énergie unitaire multipliée .par 21 dans le processus de modulation vitesse décrois- sante-pression croissante à l'arrière du point 0 simultanément avec le processus de modulation de forme.de vague de l'onde ou vague ini- tiale ayant une longueur de vague de 10m en une vague fondamentale ayant une longueur de vague de 404m et par suite une demk-vague ef-
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ficace de 202 m entre le point axial 0 et la poupe en retrait W1' de forme de vague entièrement différente, de hauteur de vague et de ca- ractéristiques d'amplitude entièrement différentes, y compris ses cessions d'énergie unitaire, lesdites caractéristiques de demi-va- gues ayant été imposées de façon inhérente dans la matrice d'immer- sion,
par le profil fondamental dudit navire.
Une réduction de l'exemple théorique en un exemple physique .'pratique de rencontrant en service océanique pour les conditions d'un navire ayant une longueur dimensionnelle proportionnelle à sa capacité inhérente d'équilibrage anti-tangage peut être-obtenue en supposant que le dit navire traverse un système :
de vagues trochoï- 'dës comme dans le fond d'une vague ayant une longueur de vague de 180 m par exemple.Ledit navire et sa ligne de flottaison en char- ge correspondent à la normale par rapport aux conditions du creux de la vague et, par' suite, le navire peut être considéré comme tra- versant ladite masse d'eau dans des conditions qui approchent cel- les, de l'écoulement d'un courant et dans lesquelles la modulation de sillage arrière reste inhérente à un point W1 et au-delà.La hau- teur moyenne médiane de ces vagues est connue pour être dispropor- tionnée au rapport théorique 1/7 et, par suite, la hauteur pure de vague ne dépasse pas la hauteur théorique 'de 10 m dans le rapport de la longueur de vague accrue.
, Par conséquent, le navire, pris à un instant dans le temps pendant sa progression le long du creux de ladite vague module de façon inhérente,, comme décrit, la pente progressive approchante de ladite crête de vague jusqu'à sa hauteur maximum par le processus de vitesse croissante et de pression décroissante, comme .décrit plus haut, jusqu'au point axial 0, simultanément avec la modulation de la forme de vague initiale de la crête, à l'intérieur desdites ré- gions polaires P, P2 en-une composante de vagu'e longue dans laquez-- le le rapport de la longueur du navire en arrière du point 0 et l'arrivée'de la masse d'eau dans une condition de pression accrue
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prédéterminée, sous la poupeen rretrait W1, 130galement tel que dé- crit,
peut encore être considéré comme une fonction exprimable de levier anti-tangage de rapport spécifique en tre ledit point W1 et le point 0 du milieu du navire comme point d'appui, l'impact à l'in- térieur du système à triple proue en W étant par conséquent aussi amorti d'une façon stable inhérente par la disposition de l'arrière caréné transversalement horizontalement et des nageoires caudales.
Il est dane clair, d'après les deux exemples donnés, que le navire est complètement exempt d'un moment de tangage isochrone.La stabi- lité inhérente de structure longitudinale du profil dudit navire réside principalement dans la poutre de quille centrale longitudi- nale C, D, agissant comme organe longitudinal principal qui acco- -mode la poussée de cession, les forces anti-caudales d'amortisse- ' ment, les couples de tor.sion, les moments de flexion etc.. en arriè- re du point 0.
..Les embardées, qui constituent normalement-une condition méta-transitoire résultant d'une combinaison de roulis et de tanga-. ge dans un navire orthodoxe, sont inexistantes et éliminées du na- vire conforme à la présente invention grâce à
1) sa propriété d'équilibrage anti-roulis,
2) sa propriété d'équilibrage anti-tangage, 3),ses caractéristiques de modulation, de forme de vàgue, de fréquence en amplitude.
On a représenté également à la figure 21 la cession d'éner- gie au profil particulier dudit navire, l'effet de la cession d'éner- gie traduite en poussée avant étant indiqué par des flèches repré- sentatives agissant verticalement contre la courbe C en arrière du point 0, (comme point milieu de section de toutes les. forces agis- sant transversalement en, travers du profil bifocal de la poupe du navire, dont les coupes- transversales tl,, t'2 t3,t'4 sont, représen- tées à la figure 7), montrent comme exemples un système de forces agissant verticalement vers le haut ,sur une surface ou sur un plan
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Inclina :
'1111)prtenr" 111,qts dans l''3srUf..)Jles bous les nlrnl'!nt9 longitu- dinaux et trsnsversaux de la mroie définie sont consir7ré COI\1"' formant partie dudit plan incliné. De même, des f1Eches représ<n1,;>- ulves Indiquent les forces de poussée vers le n<l1Qt 1 il'! f $es en C 1;US( dans la crête de la vague rapproche illustrée en avant du point 0.
En conclusion la fonction inhérente de la propriété d'équi-
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11h 1"age anti-tanage du natrire, , savo-L r ladite cession d' neu; i e par le processus décrit de modulation de vitesse, de prei:.;1 <>ri e.t de t'orne de vague, est en outre réglable et variable grâce aux nageoi- res caudales de direction et d'équilibrage K, K1' (figures' 9, 10) qui:
influencent la modulation, par leur position jdéquilibrage,de la masse d'eau transportée extérieurement et longitudinalement d'une crête de vague d'approche qui a été coupée par les proues po- laires en saillie N1', Si, (figures 8, 9 et 11), et qui a été déjà décrite à propos de la production et de la modulation de l'onze de proue, comme s'écoulant au-del du maître bau E, et le long des sur-
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faces extérieures G, G1 (des figures su 9; Il).
De mne comme les cessions d'énergie qui sont traduites en poussée vers l'avant, sont régalbles et peuvent varier selon ladite fonction, d'équilibrage des nageoires caudales, on peut obtenir une cession supérieure à 1/1, rapportée à la résist.ance totale de frottement -de la coque hydrody- na,miquemtn carénée et, par suite, le navire peut avoir une position directionelle stable de façon inhérente soit dans un plan d'eau turbulent, trochoïde, soit dans un courant à grande vitesse comme navire fondamentalement sans ancre,mais dans lequel en outre,la coque carénée aérodynamiquement module, de façon inhérente et indé- pendante,
les turbulences du vent et autres phénomènes producteurs d'instabilité en un écoulement de lignes de courant à faible résis- tance-
On a déjà.mentionné la stabilité structurelle dynamique inhérente de la poutre de quille centrale et longitudinale et de l'ensemble de la poutre centrale transversale de la figure 6.
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*. on donnera ci-après une courte description de son
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maintien par l'ensile du profil fondamental dt navire,en se report partieuliéteaent à sa atabilitc inhérente lors de la mise à terrq ou de lvéchouage et du relancement ou pendant le
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séjour en cale sèche.
. On navire tel que décrit demeure stable de façon inhérent.
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pendant les opérations de ilse à terre et de remise à flotte qui
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veut dire que des berceau de mise à terre sont constitues par les
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quilles polies extérieures N, S au maftre bau F (figures 6,7,8, 1 li) qui est partieuliéreaent adapté., structurellement,,pour sup¯ pottev ot distribuer le poids non flottant ou supporter la totalité d-azmvire êmergê par suite d'un retrait du flot après la mise à temef et dans laquelle làlarribre caudal plonge jusque la ligne de flotte±.son en charge.# dîsparaistant et finalement reposant sur la rêglon à'av4ére oa retrait 'i! les nageoires caudales de direction 9.# Kl (figuess 7, 9> 10) conservant ainsi une portion Inhérente stable et a réjartitîon de eh,&.rge,qui est =Pli.
fiée par $.1''pat,.t.n des charges affectuee par les courbes Q, rt, domo parties antérieures (figures 7, 9) selon la PVOfÔnàeu1 des bordeaux reposant à terre et foimas par les quille P làiYS5 trurs No 0 (figures 8, 10, 11) et par suite la natu- VS du lift physique dans ou sur lequel le navire repose, de telle fscoit cos.'ino.ixai.son connue de misa à terre, las détonations **+UêtÛr llé9 dW flexion, l'instabilité méta-statittue pendant la. rêduP&rgtÏOU dé pouvoir flottant, les aïeailimentg etc..tôajours aà5Oci6s aUXnàviré5 orthodoxes quand ils sont mïs à terre, sont é4Ui*'b"éS de taqôn affioace et inhérente dans le navire.
Le proesw sus de remise à flot est intrinséquémént s,,tsatiq. en=, ce que, lors due l'approche de la prdùiére eau, l'àrriére reprend gradudie- Kant sed anciennes FeiatiÔn9 de poids, de flottaison et de dplaec- ment ce. quip dans une condition d''st3ls.t.sn trachome ou dans une eau qui monte 6raàUÔlldkent, par Itoffât-die levier de la lôngueur
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mesurée à l'arrière du point 0, produit un effet d'auto-libération en dégageant, d'une façon générale,ledit navire desdits berceaux de mise à terre, auxdits points polaires N, S simultané eut avec le retour graduel d'un niveau d'eau montant de la masse d'eau polaire
P (figures 7, 8, 10, 11) entre lesdites quilles polaires externes.
Lors de l'approche de l'ancienne ligne de flottaison en charge.par un déplacement en augmentation constante, un grand volume d'eau, peut alors étre injecté à vitesse élevée, par application d'une poussée de propulsion arrière dans la région polaire verticale im- margée P (figures 7, 8, 10, 11) ce qui, finalement, dégage le navi- re de ses anciens berceaux transversaux jumelés 'de mise à terre, in- duits et supportés par le processus de battage fourni entre les- dites quilles polaires externes N, S.
Le processus de remise à flot intrinsèquement stable est en outre amplifi par la variation ou le réglage qu'on peut exercer,au moyen du dispositif, variable de bal- last décrit plus haut, dont une particularité fonctionnelle asso- ciée avec la mise à terre implique l'expulsion d'eau de'ballast'des réservoirs Ml' M2, M3,M4 (figures 14, 15) par l'installation d'air à haute pression associée avec le système décrit précédemment pour des fins de dégagement, d'agrandissement ou d'émulsificatioin desdits berceaux de mise à terre, selon la nature physique ,du lit,simulta- nment avec le transport d'eau propulsif susdit ayant un courant inverse du courant normal, dans la région polaire verticale immer- gée P.
Pour supplémenter les effets décrits plus haut résultant de la forme de la coque, on prévoit un organe supplémentaire qu'on appelle inducteur de poussée. Avant d'en discuter le mode de .fonc- tionnement, on décirea sa réalisation. L'inducteur de poussée est représenté aux figures 2,2, 23 et 24.
Avec la forme de coque décrite la propulsion par hélices jumelées est la plus commode et c'est celle qui est représentée dans le présent exemple. L'inducteur de poussée U1' U2 est constitué par un,boftier ouvert à l'avant et à
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et Und tf- au-dessus par 1,a >urfàce de 1*k - c.5'té î,nf4*rieur de l'inducteur est en toi- à' épai sseur appropriée ràx6e à la couqe à la saillie de quille centrale et aux ou près ds por- jactions de quille extérieures. L'inducteur de poussée de tribord
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a lin bord avant incurve 13, z, les bords correspondais de In- ducteur de poussée de bâbord étant 16' et 1,.
L'hélice de baho-rd" dans la partie Ul du boîtier, amasse d'un tube arrière u fixé àl la coque par une nageoire ul., L-lh4,lice de tribord, de mê-Ae, d6vasse d'un tube d'arrivé 114 fixé par une nageoire u2 sur le c6%4 inf 4riem> de la coque. Les dimensions sont telles que les hélices sont à en- viron mi-chemin de la longeeur et à peu prés au centre de la sec- tion droite de l'inducteur de poussée, et près de ce point, l'induc-
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leur de 1>oussée à sa section droite mînimun qui rn à partir de ce pointa dans les deux sens.
On verra que le bottier ajoute prescrite deux bouclés, convexes vers le bas dans la direction.
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tr.l)sversale' L'inducteur de poussée remplit trois fonctions importa- tes pou- fourni!' une masse d'=au :'Il grande vitesse au,,, faces motrices des hÀl L'eS> (1) La vitesse induite dans les masses cLe&u-.antrantes telles qu'elles sont muas- initlamenet à travers les conduits de constriction par les hélices en début de propulsion en considérant le navire 'au repos.
(2) La super-induction,sur ces faces,de la vitesse relative indépendante de la. masse d'eau dans la -région' '90- laire P (figure 21) arrivant dans lesdits conduits en considérant
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1-e navire affecte d'une certaine vitesse et, (3) 1 'i:mp-r-'assion du.- lie d-lun éC v-*é%4nt à forme de vague stable sur les coxarzr,t j poussée relativement *a la rome de vague de silice a,.i.i j,<* dans son ùnsenble Le système Inductaiir de propulsive., par sa. fbciK 'et.
gO!t action, de Sur la foemf, de vagua et 1t!"S Vi terses 4 sillages et courants de rov.s#4e, oe rêfl"tc dans les 9alurü rèacti ees des n-ageoires c,ud11.1es QO direction K et 5 lorsque ce
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dernières sont entièrement rentrées et sont ainsi amenées à entrer angulairement dans lesdits courants de poussée propulsive énergisés et modulés en vitesse-
La'figure 22 représente la position d'hélice^préférée par rapport à la poutre de quille centrale longitudinale indiquée par
C et D. La ligne verticale en pointillés projetée sur 1'ordonnée maximum positive b1 de la courbe C, au-dessus de l'axe X qui a son .point primaire de virage indique par x, définit cette position.La poupe en retrait est indiquée par WL.
Le prolongement représenté par un trait interrompu, de l'ordonnée positive bi dans'la zone d'écoulement polaire interne P est représenté traversant les zones d'écoulement représentées en pointillés au point maximum x de la courbe C. A ce point, les lignes de courant croisent l'ordonnée o prolongée à angle droit, déterminant ainsi et situant la position axiale préférée des hélices en-dessous de l'artère du navire.Une masse d'eau, dans la région définie, est normalement sous pression accrue, sa vitesse antérieure étant maximum au point 0.
L'angle de pénétration des bords d'attaque des ouvertures frontales de l'inducteur de poussée défini et indiqué par Ul dans la zone d'écoulement de région polaire P doit être déterminé de fa- çon appropriée selon les vitesses de lignes de courant super-indui- tes nécessaires qui doivent être actives dans les cavités coniques de l'inducteur de poussée avant leur engagement par les bbrds d'at- taque des faces motrices des hélices.
On remarquera également, comme le montre la figure 24,,que les masses d'eau qui arrivent aux hélices ont été pré-conditionnées de façon que 1-*écoulement soit axialement linéaire et perpendicu- laire au plan radial de ses faces motrices. La longueur effective et la conicité de l'indupteur de poussée ou ses proportions en avant et en arrière.des positions longitudinales des hélices, sont déter- minées normalement par la forme de vague et la vitesse particulière que l'on désire induire sur les courants de poussée d'hélice µ pro-.
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duire de facon à éliminer les tourbillons et les instabilités come la cavitation, etc..
A la fiture 22, une coupe d'une profile de fomre de vague de courants de poussa d'hélices' ou sillages indiqués par U3 et U4,est représentée en traits pointillés, émanant des inducteur de,poussée U1 et U2 placés sous l'arrière dnas la région polisire horizontale immergée P2, lesdits courants de poussée super-induits coïncidât en forme de vague, pendant leur disspiation de facon appropirée, dans le sillage arrière du navire, avec la ligne de courant modulée et la forme de vague de la zone de courant de la région polaire P2 (également indiquée à la., figure 10).
On a mentionné plus haut que, dans la présnete,invention, la stabilité hydrodynamique et aérodymnaique de la conque est obte- nue en vertu d.e son seul profil. Par conséquent, une superstructure ajoutée à la couque décrite devriat #tre stabilisée aérodynamiquent de facon inhérente, par un régalage de oa forme de telle faocn que ses proportions, sa répartition de poids et son déplacement d'air soient en équilibre avec la coque carénée hydrodynamioue stabilisée intrinsèquement qui doit supporter la superstructure.
La figure 25 montre une superstructure ajoutée à la coque décrite ci-dessus. La limite supérieure de la superstructure est in- diquée par la courbe D1 et sa base par la courbe C1. La superstrue- ture est. carénée sérodynamiquement et le bord libre (bord franc) est situé entre les courbes Ci et C2. Les courbes mentionnées sont en outre illustrées dans l'élévation de face de la figure 26,et on remarquera que la partie avant dunavire, à partir de la section droite maximum, est de nouveau plus courte que la partie arrière.
On a également représenté dans cette figure les surfaces de franc bord établies,, la surface E, convexe vers l'extérieur, se raccordant à la surface E1 concave vers l'extérieur, et se raccor- dant ensuite au-dessus de la ligne de franc bord Ci dans'la surface limite supérieure E2 de la superstructure se terminant dans une di-
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rection W ri cnta.le 1'fme Y pour se accordera 1 d partie corres- pondante de la surface située de l'autre cote.
La hauteur de la limite supérieure définie par la courbe D1 au-dessus de l'axe X et de la ligne de flottasion en cdharge ré- sulte, par conséquent, des rapports de poids pris à des coupes su- ; perposées qui correspondent aux rapports poids-pouvoir de flottaison
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à des sections semblables (lt, 2ta, T, tl,tZ, t3,t4 représentées aux fig.7 et 10 'de la coque hydrodynamique, l'équilibre combine struc- turel et de déplaemt par rapport au point 0 décrit, conservant, un axe structurel linéaire X rapporté à un déplacement linéaire l.W.L.de la ligne dé flottaison en charge à laquelle on'doit rapporter les mé- ta-centres longitudinaux et transversaux.
De même,les propriétés aé- rodynamiues de la superstructure correspondant, en conséquence, aux lois connues pour l'écoulement d'air en lignes de courantele rapport de la longueur en avant et en arrière de l'axe Y étant par conséquent symétrique par rapport à la, section droite maximum et correspondant aussi de cette façon, aux rapports analogues de la coque carénée hy-
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drody nanti quem ont.
Une variante de superstructure est représentée aux figure$ 27 et 28 avec un pont plat X1.
Les exemples décrits citent certaines proportions de dimensions transversales et longitudinales mais les mêmes principes peuvent.être appliqués à une coque de forme plus tassée comme celle des figures 29 et 30,et ils peuvent être appliqués à tous les ton-
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nages de navires ou de bateaux pour des utilisations parl;1 ci1lières , R 8 S Uni E.
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