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La présente invention se rapporte à un système de grada- tion de pression pour des structures creuses devant résister à des différences extrêmes de pression entre l'intérieur et l'extérieur,
Il est possible, au moyen de l'invention, de résoudre les problèmes qui sont liés à la fatigue dans les métaux et autres matériaux utilisés dans la construction de structures creuses sou- mises à des fluctuations extrêmes de pressions ou de forces.
Il est possible également, grâce à l'invention, de ré- soudre le problème du déplacement de poids liés à des coques de pression à parois épaisses dans le but de permettre leur immersion à de très grandes profondeurs.
On peut aussi, au moyen de l'invention,. résoudre les pro- blêmes du soudage de façon homogène de parois métalliques très é- paisses résist = aux grandes pressions.
La présente invention, permet encore de résoudre les pro-
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blèmes qui sont liésà de grandes ouvertures, par exemple pour un orifice d'entrée ou de sortie d'une structure creuse, ou dans le but souvent désirable de prévoir des fenêtres claires optiquement, ayant une grande superficie effective.
L'invention permet en outre d'adopter des formes libre- ment carénées ou autres formes diverses de structure pour une gran- de résistance à la pression, formes qui ne sont pas limitées aux surfaces géométriques de révolution bien connues, oomme des sphères ou des cylindres qui ont une résistance inhérente à la pression.
Il est possible également, au moyen de l'invention, d'é- tablir une gradation de la température en même temps qu'une grada.. tion de la pression.
L'invention se rapporte plus particulièrement à une telle structure formée d'une pluralité de feuilles laminaires, dans la- quelle les espaces successifs entre les feuilles contiennent un fluide qui est soumis à des pressions telles que le a diffé- rences des pressions qui agissent sur les deux faces, de l'une des feuilles quelconque a une valeur qui peut être supportée par ladite feuille dans des listes de sécurité. Selon la présente invention les pressions dans les divers espaces sont réglées par des moyens automatique qui agissent en relation directe avec la pression dans l'espace interne de la structure ou dans l'expace qui l'entoure.
Une application de l'invention, dans laquelle la pression hydrostatique extérieure intervient, est l'application aux coques sous-marines, auxquelles on demande de fonctionner à des profon- deurs extrêmes. Une autre est l'application aux casques de costu- mes de scaphandriers utilisables à de grandes profondeurs sous-ma- rines.
Une autre application, qui intéresse la pression gazeuse externe est l'application aux fuselages d'avions, ou autres struc-
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tures aérodynamique creuses., qui doivent fonctionner dansdes conditions atmosphériques atténuées liées aux grandes altitudes, mais qui doivent avoir une pression intérieure de un atmosphère., sensiblement.. à une température pratiquement de 18 C et qui, en plus, doivent résister lorsqu'elles sont soumises à des forces aérodynamiques extérieures.
Une autre application de l'invention est relative à des structures creuses liées à la production et à l'emmagasinage de va- peur à des pressions et à des températures élevées, faibles ou in- termédiaires,
Comme exemple, les feuilles de la structure doivent être capables de résister à une pression extérieure de 2C atmosphères
C étant une certaine constante, tandis que la structure tout en- tière peut avoir à fonctionner à une profondeur à laquelle la pres- sion est.10 C atmosphères. Dans cet exemple, la pression à l'inté- rieur de la structure peut être approximativement la pression at- mosphérique. La pression entre la feuille intérieure et la sui- vante serait alors réglée à 2 C atmosphères, la pression entre la seconde et la troisième à 4 C atmosphères et ainsi de suite.
Selon une autre particularité de la présente invention, lorsqu'il s'agit d'une pression extérieure positive, chacun des espaces intersticiels entre deux feuilles successives contient une petite quantité d'un fluide compressible et est relié à l'espace situé en arrière d'un piston se déplaçant librement dans un cylin- dre dont la face opposée est exposée à la pression externe, une butée réglable étant prévue pour empêcher tout mouvement ultérieur du piston lorsque la pression due à la compression dans l'espace du fluide qui y est contenu a atteint la valeur voulue.
Selon une autre forme possible de construction selon la présente invention, chaque intervalle intersticiel compris entre
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les feuilles successives est relié directement à une alimentation indépendante ou locale en pression, fournie par des dispositifs hydrauliques ou autres, et réglée de toile façon que, par compres- sion du fluide contenu, la pression dans l'espace atteigne la va- leur voulue.
Selon une autre forme possible de construction d'un sous- marin selon la présente invention, la pression du fluide contenu dans chacun des intervalles intersticiels compris entre feuilles successives, est affectée directement par l'admission d'eau à la pression ambiante, et arrêtée par échelons à des pressions respec- tives pour une profondeur donnée de façon que la différence des pressions qui agissent sur les deux faces d'une feuille quelconque a une valeur qui peut être supportée par ladite feuille dans les limitesde sécurité.
Plusieurs formes de réalisation de l'invention sont re- présentées dans les dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une coupe transversale d'un corps approximati- vement cylindrique, cité à titre d'exemple, et comprenant une coupe d'un régulateur de pression;
Fig. 2 est une vue longitudinale du même corps, partiel- lement en coupe et partiellement en élévation ;
Fig. 2A est un plan partiel d'une variante du même corps ;
Fig. 3 est une vue schématique en plan montrant l'appli- cation de l'invention à une coque sous-marine;
Fig. 3A est un plan de détail de la nervure supérieure de ladite coque ;
Fig. 3B est une coupe partielle montrant le montage d'- une fenêtre optique; Fig. 4 est une vue correspondant à la figure 1 montrant une nervure transversale de raccordement ;
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Fig. 4A est une vue en élévation latérale de la nervure de raccordement:}
Fig. 4B est une vue en élévation latérale en coupe de cette même nervure ;
Fig. 5 est une.coupe partielle de la partie avant d'un casque de scaphandre construit conformément à la présente inven- tion ;
Fig. 5A montre une variante en coupe partielle;
Fig. 6 est uno vue en coupe d'une fenêtre optique con- forme à l'invention et d'un régulateur de pression;
Fig. 6A est une vue en élévation frontale montrant la disposition des régulateurs de pression successifs; Fig.6B, montre l'espace d'air laissé au sommet de ladite fenêtre optique;
Figs. 7, 8 et 9 sont des schémas qui expliquent les va- leurs des pressions différentielles de variantes de structures feuilletées creuses fonctionnant sous des pressions extérieures données,
Si on se réfère tout d'abord aux figures 1, 2 et 2A, une coque sous-marine se compose de feuilles approximativement cylin- driques L, soudées à leurs extrémités inférieures à un longeron central de quille CKB en forme de gradins. Les espaces Q entre les feuille.s successives ont une largeur maximum aux en- droits où elles touchentle longeron central de quille et ils vont en s'amincissant vers le haut, au point polaire, point auquel tou- tes les feuilles sont soudées à une bande de protection U sous la forme d'une nervure polaire PR.
A intervalles, le long du longeron central de quille CKB, des régulateurs de pressions différentielles sont insères dans des cavités pré-formées, Le régulateur de pression a la forme
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d'un cylindre 4 avec un sommet ou chapeau interne 3 par lequel il est fixé sur le longeron central de quille CKB, et dans lequel une butée de réglage 1 est vissée et peut être bloquée par un écrou 2.
Un piston 5 peut se mouvoir librement à l'intérieur du cylindre 4; l'espace au-dessous du piston est ouvert sur l'extérieur, et une plaque buttoir circulaire est représentée fixée à la base du cylin- dre 4 pour retenir le piston lorsque sa face externe n'est pas sou- mise à une pression. L'espace qui est au-dessus du piston 5 commu- nique, par des conduits de transfert 6 traversant la membrure du longeron de quille en correspondance avec des sorties du cylindre
4, avec l'espace compris entre deux feuilles adjacentes qui, dans l'exemple représenté sont les deux feuilles extérieures. Le piston est muni d'un joint d'étanchéité moulé à double effet, représenté plein en coupe.
La hauteur à laquelle le piston 5 peut s'élever dans le cylindre 4 et par suite la pression produite dans l'espace entre les feuilles adjacentes est réglée par la position de la bu- tée 1.
Les feuilles sont soudées, à leurs bords avant et arrière à des membrures en gradins T, les gradins étant indiqués par la ré- férence JR. Elles sont soudées, à leurs bords inférieurs, à des gradins sur le longeron de quille CKB. La raison pour prévoir des. gradins sur ledit longeron CKB et sur la membrure T est de facili- ter la construction. La feuille interne ayant la distance la plus petite entre deux membrures de ce genre, est mise en position et soudée la première, puis la feuille suivante et ainsi de suite, les distances entre gradins augmentant vers l'extérieur.
La construction qu'on vient de décrire évite les diffi- cultés résultant du soudage de sections de métal très épaisses com- portant un joint homogène qui pourra résister à des différences ex- trêmes de pressions.
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La figure 2 représente la disposition dus divers régula- teurs de pression le long du longoron do quille et la figure 2A représente comment, ledit longoron peut devoir être formé spéciale- ment si les régulateurs de pression ont un diamètre tel qu'ils ne puissent pas être reçus commodément dans un longoron do quille ayant une section constante sur toute sa longueur. La référence TF dans les figures 1 et 2 désigno un liquide incompressible intro- duit entre les feuilles successives, tandis que la référence G dans la figure 1 indique de l'air compressible, ou un autre gaz, subsis- tant dans l'espace situé au-dessus dudit liquide dont le niveau est indiqué par la ligne en pointillés.
Il est évident que le volume total d'air ou de gaz G com- pris dans ledit espace détermine la valeur de la course du piston 5 dans' le cylindre 4 pour une variation déterminée de la pression.
Dans une autre forme de construction possible selon la présente; invention, qui a été prévue comme particulièrement appro- priée pour les coques sous-marines résistant à la pression et pré- vues pour les conditions résultant d'une profondeur extrême, le ré- gulateur des différences de pression peut être modifié de telle fa- çon que, lors de l'immersion .et jusqu'à une profondeur donnée, de l'eau'à la pression ambiante peut être admise dans le cylindre et ' peut couler à travers les conduits de transfert 6, transmettant ainsi la pression ambiante directement au fluide intersticiel TF et au volume de gaz compressible G situé au-dessus de lui et dans l'espace Q, d'une-quantité:
qui est déterminée par. la réduction de volume due à l'augmentation de la pression dans ledit-volume de gaz G, l'écoulement se produisant à travers lesdits conduits 6 étant arrêté par des clapets maintenus à l'intérieur du cylindre 4 de façon à venir en engagement avec les embouchures desdits con- duits. Ces soupapes ou clapets peuvent être actionnées par des
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dispositifs hydrauliques ou mécaniques à une pression pré-réglée qui correspond à la différence de pressions exigée dans les espaces compris entre feuilles de façon à couper la pression ambiante qui règne à une profondeur d'immersion donnée.
Ce dispositif de régulation de pression décrit permet à un espace inter-feuilles, allant dans le sens avant-arrière et tran versalement dans une coque sous-marine (figure 3), d'être mis sous pression différentielle par un seul régulateur de pression,, et ain- si de suite pour d'autres espaces,selon le nombre total de feuil- les L et d'espaces Q (figure 1) qui constituent la structure creu- se feuilletée. Dans tous les cas de ce genre, des ouvertures de dérivation sont prévues dans les membrures T (figures 1, 2 et 3) et se présentant par intervalles, d'avant en arrière, afin de trans- mettre la différence de pression uniformément au fluide intersti- ciel TF, et au volume de gaz G contenu dans les espaces inter- feuilles respectifs.
On a également montré clairement que le volume total de gaz G situé dans un espace intersticiel de chaque coté de la ner- vure polaire PR et dans la direction avant-arrière, si on le main- tient à une valeur minimum, commandera une quantité minimum analo- gue d'eau qui'entrera à la base dudit espace à travers les conduits
6 pendant le processus d'élévation de la pression différentielle dans ledit espace, avant d'arrêter la transmission ultérieure de la pression ambiante, de la façon décrite.
On a indiqué que la fatigue des métaux ou autres maté- riaux est surmontée par le moyen de l'invention. Ceci a été expli- qué très clairement dans ce qui précède, car, par le fonctionnement automatique des régulateurs de pression décrits pendant la descen- te de la coque sous-marine décrite, des différences de pression ont été engendrées dans les espaces inter-feuilles, lesquelles s'oppo-
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sent à la pression hydrostatique croissante d'une quantité qui fait que chacune des feuilles reste inerte, neutralement pour une résistance donnée de matériau. Le relâchement des pressions dans les étages est donc progressivement en harmonie avec une réduction de la pression hydrostatique pendant la montée.
Les mêmes condi- tions s'appliquent dans les cas où la différence de pression dans chaque étage est appliquée à partir d'une source indépendante com- mandée en harmonie avec des pressions extérieures ou intérieures croissantes ou décroissantes.
On a indiqué également que les problèmes de déplacement de poids sont résolus dans les coques construites selon la présente invention. Si lon se reporte de nouveau à la figure 1, il est clair que, comme les feuilles L peuvert être espacées les unes des autres par des distances plus grandes, on peut arriver à un diamè- tre externe ayant un déplacement donné par immersion. Comme le fluide TF et ses pièces de remplissage solides incompressibles DF ont une densité considérablement inférieure à 1, quand la coque se déplace, il est manifeste que les rapports poids-déplacement des structures creuses feuilletées peuvent être déterminés de façon extrêmement efficace.
La figure 3 montre, en contour gras pointillé, la coque de pression d'un sous-marin, qui illustre l'application de la cons- truction qu'on vient de décrire à un sous-marin ayant une coque extérieure (indiquée en traits pointillés minces), de la forme dé- @ crite dans la description de la demande de brevet français N 696. 858 du 2 Août 1955 pour "Coque de navire". La forme cylindri- que décrite au sujet des figures 1 et 2 est modifiée pour s'adap- ter à cette forme particulière de coque, mais la plus grande partie de cotte portion de la coque comprise entre les membrures succes- sives Tse rapproche d'une forme cylindrique, le cylindre, dans ce
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cas, ayant la forme de base particulière décrite dans la descrip- tion précitée.
La figure-3A représente, à plus grande échelle, la ner- vure supérieure PR (figures 1 et 2) dont les feuilles sont ouvertes à l'étage du soudage en forme d'une épissure à l'intérieur de la- quelle est soudée une pièce annulaire circulaire de support B munie d'un couvercle amovible ou d'une écoutille I. Cette ouverture peut être placée, de façon commode, au-dessus de l'intersection des axes X, Z de la figure 3, qui correspondent aux axes X, Z de la description antérieure mentionnée ci-dessus.
Un couvercle de ce genre, s'til est de grand diamètre, peut être associé avec une tourelle de pilotage ou autre ouverture pour entrée ou sortie d'un être humain dans ou hors du sous-marin et, en pareil cas, il peut être feuilleté et avoir une gradation indépendante de pression dans ses espaces entre feuilles, au moyen de régulateurs de pres- sion décrits ci-dessus (non représentés). On remarquera que les pressions extérieures qui agissent transversalement et verticale- ment sur la nervure PR et le pourtour de la pièce B sont en oppo- sition avec la somme de tous les facteurs de résistance de toutes les feuilles.
On remarquera également que toutes les pressions exter- nes qui agissent latéralement sur la surface extérieure de la ner- vure plaire proprement dite n'exercent que desforces de compres- sion sur le métal de la nervure. En outre, il est clair que dans la partie longitudinale de la nervure polaire il existe, de chaque côté de la coque décrite, un facteur de résistance double de la valeur de la somme des facteurs de résistance des feuilles.
. La figure 3B montre, comme autre exemple de pénétration. à travers les feuilles, une coupe en plan d'une ouverture pratiquée dans le côté d'une structure creuse feuilletée à gradation de pres-
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sion. Les fouillas L sont munios de rebords et soudées à un an- neau commun R, agissant comme pièce d'appui et ayant une capacité de résistance à la pression qui, de morne, est la somme des facteurs de résistance de toutes les fouilles, Dans l'ouverture est prévue une fenêtre optique OPF, de grande superficie efficace qui est dé- crite en détail plus loin. Dans la figure, les espaces entre les feuilles L représentent schématiquement une coupe transversale pas- sant par le centre de la coque de la figure 1, point auquel une telle fenêtre optique est souvent demandée.
Il est clair aussi que les transmissions des différences de pression dans le fluide
TF (figure 1) contenu dans chacun des espaces autour d'une telle ouverture ne restent pas restreintes.
Il peut être nécessaire, en certains cas, de faire une compensation dans les membrures T pour la dilatation et la contrac- tion sous des pressions variables, et, à cet effet, les membrures
T peuvent être construites comme indiqué dans les figures 4, 4A et4B.
Ces membrures peuvent avoir une section droite minimum qui peut être inférieure à la valeur voulue pour résister à la pres- sion extérieure agissant sur sa face externe. En outre, des sec- tions pleines de ce genre sont, de préférence, maintenues à des dimensions minima afin de les empêcher d'atteindre des poids locaux, dans la coque décrite, qui sont considérablement en excès de leur déplacements, en termes de flottaison.
En outre, on demande sou- vent que la face interne soit au ras de la feuille intérieure, tout comme sa face externe est au ras de la feuille externe pour des fins de carénage. On se rendra compte qu'un compensateur à dilatation, décrit ci-après, ne compensera que les différences qui proviennent des sections droites d'une membrure T qui sont mainte- nues en dessous des conditions réelles pour une pression externe
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donnée, dans le but exposé.
A l'intérieur se trouve un compensateur à à li@atation ou bande EC do la largour de la membrure T, sur lequel les deux pièces
11 sont fixées par dos pivots 17 ot 18 à un élément conformé PF fixé à la section de nervure au sommet. Colle-ci, est également égalera la largeur de la membrure T et ses extrémités inférieure et supérieure sont indiquées on traits pointillés dans la figure 4 A qui est une projection de la figure 4. Au fond, un régulateur de haute pression HPT est situé dans une cavité 13 et contient deux pistonshorizontaux 9 pivotant on 10 sur les deux parties 11 du compensateur à dilatation EC.
Les extrémités internes des pis- tons 9 sont en communication avec taxe chambre de pression 12 de faible volume, contenant du mercure, qui agit comme plongaur liqui- de et transmetteur de haute pression présentant une petite super- ficie à son extrémité, la chambre 12 étant en communication avec l'espace 14 au-dessus d'un piston 15 de grande superficie, se mou- vant dans un cylindre 16, qui, sur son côté bas, est ouvert à la pression ambiante.
Un petit volume d'air en contact avec la surface supé- rieure du mercure est contenu dans la partie supérieure 8 de la cavité, et la pression exercée, en termes d'un rapport des super- ficies transmettant les pressions du piston et de la face du mer- cure, par le milieu environnant, comprime cet air. Une partie ap- propriée de la pression est exercée sur les pistons 9 pour dilater le compensateur EC selon la pression externe. La bande EC repré- tée, est en contact direct avec la surface interne et lisse de la membrure T et est libre de s'y mouvoir par l'intermédiaire des pi- vots 17, 18 sous l'action des forces dynamiques appliquées par les pistons 9 et par l'intermédiaire de pivots 10.
La face interne de la bande EC, au lieu d'être unie, peut
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également être munie de surfaces en forme do pistes semi-circonfé- rentielles ayant des arêtes par lesquelles los forces transmises à la membrure T sont supportées par des superficies de contact mi- nima de façon à diminuer le frottement dans le système. On remar- quera que les gradins JR de la membrure T diminuent excentriquement au sommet, de sorte qu'aussi bien les gradins que les feuilles qu'ils supportent se conglomèrent en une section droite uniforme en PR.
On peut, par exemple, désirer construire un sous-marin dont la coque puisse supporter une pression extérieure de 35 atmos- phères. Si, dans ce cas, la pression externe qui peut être suppor- tée par chaque feuille en toute sécurité est de 7 atmosphères il y aura quatre étages de différences de pression do 28, 21, 14 et 7 at- mosphères dans les espaces intersticiels compris entre les feuilles successives. Si la cavité CA (figure 1) est à 1 atmosphère il est clair que la feuille intérieure a un avantage de 1 atmosphère au- dessus de sa résistance nominale, pour supporter 7 atmosphères.
Comme autre exemple, on peut vouloir répartir la pres- sion sur sept étages, auquel cas les régulateurs de différences de pression seraient ajustés de façon à régler la pression dans les espaces intersticiels successifs à 50, 25, 20, 15, 10 et 5 atmos- phères respectivement. Comme ce dernier gradin de pression corres- pond à la résistance nominale de la feuille intérieure il a un a- vantage de 1 atmosphère sur sa valeur nominale si CA est à un. at- mosphère.
Comme autre exemple, on peut vouloir construire une coque de sous-marin résistant à la pression, selon la présente invention, qui constitue la partie principale d'un sous-marin destiné à fonc.' tionner à des profondeurs extrêmes, et qui doit pouvoir résister à une pression extérieure de 1000 atmosphères, ce qui correspond
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à une profondeur de 10 000 m. Dans ce cas, la résistance nominale de chaque feuille est de 136 atmosphères et la structure creuse feuilletée comprendrait sept étages de pressions différentielles avec des pressions de 864, 728, 592, 456, 320 et 184 atmosphères, l'étage interne, le septième adjacent à la cavité CA de la coque étant alors à 48 atmosphères.
Comme la feuille interne forme la paroi intérieure de la coque, il est clair que sa résistance nomi- nale doit aussi correspondre à 48 atmosphères.
Selon les dimensions d'un bateau de ce genre, en matière de poids et de déplacement, et afin de faciliter l'emploi et le soudage de feuilles do sections minces pendant la construction, un sous-marin de ce genre destiné à fonctionner à des profondeurs ex- trêmes, peut comporter 14 feuilles, capables chacune de supporter 68 atmosphères avec des pressions différentielles correspondantes dans les espaces respectifs compris entre les feuilles. Ces pres- sions différentielles peuvent se calculer par rapport à la pres- sion ambiante à des profondeurs données, auxquelles les pressions différentielles sont arrêtées, calculées vers l'extérieur pendant la descente et relâchées desdits espaces graduellement, calculées vers l'intérieur pendant la montée.
Il a été rendu manifeste, également, que pour qu'une structure creuse de ce genre fonction- ne à l'une quelconque des profondeurs maxima connues, estimées à 13 000 m et auxquelles la pression ambiante entourant la structure serait de 1300 atmosphères, un nombre approprié de feuilles, de ré- sistances nominales et de pressions différentielles convenables peuvent être introduits dans sa construction.
On peut désirer, dans certains cas, diminuer le volume effectif du fluide de transmission sans affecter l'espacement exigé entre les feuilles. Ceci peut être obtenu en introduisant de peti- tes pièces d'un solide pratiquement incompressible, de densité in-
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férieure à celle du fluide. Dans la figure 1, ces pièces sont dé- signées en DF, Elles peuvent être on liège ou en matière plasti- que.
On a dit que la forme d'une structure creuse résistant à la pression ne doit pas forcément être limitée à quelques formes qui ont été précédemment trouvées efficaces pour des fins de ce genre,
L'application de l'invention à un casque de scaphandre est un de ces exemples dans lesquels on peut déterminer la forme librement et avantageusement et elle est montrée dans la figure 5.
Dans ce cas, le casque peut se composer entièrement de feuilles transparentes de matière plastique moulée, dont la ferme est caré- née coniquement comme indiqué par la partie avant seulement du cas- que, procurant ainsi une vue sans obstacle à travers elle pour un scaphandrier. Comme autre possibilité, la même détermination de forme peut être adoptée pour des feuilles métalliques qui peuvent avoir une ou plusieurs fenêtres optiques prévues dans des ouvertu- res pratiquées à travers les feuilles métalliques, de la façon dé- jà décrite, (figures 3A, 3B). Le déplacement net du casque quand il est immergé, peut aussi être tel, par un espacement approprié entre les feuilles, qu'il soit flattant avec un certain poids ap- parent négatif.
Il est clair que dans tous les cas de ce genre, il est nécessaire que les feuilles et le fluide intersticiel trans- metteur de pression soient transparents et aient de bonnes proprié- tés optiques.
Le casque se compose d'un certain nombre de feuilles L de matière plastique transparente, dont deux seulement sont repré- sentées entièrement en figure 5, tandis qu'une partie d'une troi- sième est indiquée en figure 5A. Un fluide de transmission opti- quement clair TF comme de l'heptane ou de l'hexane est enfermé
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dans l'espace compris entre les deux feuilles représentées tandis qu'un petit volume d'air est indiqué en G près du sommet de cet espace. La partie inférieure de l'espace 25 (fig. 5A) est remplie de mercure et communique par des conduits 24 et 22 avec le régula- teur de pression différentielle DPT. Un bouchon 23 ferme l'extré- mité du conduit 24 et permet l'introduction du liquide de remplis- sage de l'espace.
Le régulateur de pression différentielle DPT comprend un cylindre avec un piston intérieur 19 qui est exposée sur sa sur- face supérieure et à travers des trous, à la pression du liquide environnant. Un organe de contrôle 27 est prévu, qui se déplace à l'unisson du piston 19. Cet organe est observable par le plon- geur de sorte que le fonctionnement de chaque régulateur de pression et son arrêt peuvent être vérifiés pendant la montée et la descente. Il peut également interpréter l'indication en mètres de profondeur, connaissant la valeur du gradin de pression pour chaque espace intersticiel. L'organe indicateur peut être recou- vert d'une substance phosphorescente ou luminescente. En dessous du piston se trouve un volume de mercure 21, en communication 'avec le mercure situé en 25.
La pression hydrostatique du liquide dans lequel le casque est immergé agit sur le piston 19 et par l'inter- médiaire du mercure 21 et 25, et du liquide TF pour comprimer l' air G. La position précise du piston 19 qui donnera la contre- pression nécessaire à la pression hydrostatique dans l'espace en- tre les'deux feuilles est déterminée par le réglage d'une vis 20 placé du coté inférieur du piston 19.
Un espace intérieur suivant 26 est montré en figure 5A mais on peut prévoir autant d'autres espaces qu'il peut être né- cessaire, tous munis de régulateurs de pression comme celui qui a été décrit.
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Si chaquo feuillu ost capable do supporter une pression. do 2,8 atmosphèressix fouilles ot cinq espaces., comme ceux indi- qués dans los figures 5 ot 5A, soront suffisants.pour résister à une pression do 14 atmosphères correspondant à unu profondeur 6- quivalente de 140 mètres tandis quo la cavité interne ut occupée du casque peut rester à 1 atmosphère. Il doit âtre entendu que le 'casque do scaphandre du présent exemple ne forme pas partio dos équipements de plongée connus et qu'il ne se rapporte pas à leurs profondeurs limites de travail.
Un autre exemple do forme acceptable qu'on peut utiliser selon la présente invention introduit un cas extrême de 1'.emploi de feuillos ayant seulement des faces planes et disposées parallèle- ment les unes aux autres. Par ce moyen, une superficie effective grande et sûre constitue avantageusement un résultat important do -l'utilisation de l'invention, et elle est représentée dans les fi- gures 6, 6A et 6B. Il s'agit ici d'une fenêtre optique de grande superficie effective indiquée par f et constituée par un certain nombre de disques minces de quartz ou de matière plastique acryli- que 31 assemblés dans une monture 28 et fixés par un joint de pres- sion fileté 32.
Les espaces.compris entre les disques 31 contien- nent un fluide bon transmetteur optique TF et leurs pressions sont déterminées au moyen de régulateurs de pressions différentielles DPT de construction généralement semblable à celle de la figure 5 A .
Un piston 29 est soumis, sur son côté gauche, à la pres- sion du milieu environnant qui presse sur le liquide contenu dans la chambre 30 et qui est en partie du mercure et en partie de l'- heptane ou un liquide analogue, les pressions étant équilibrées par la pression de l'air dans l'espace G au dessus de chacun des espaces intersticiols. La bullo d'air G est représentée en figu-
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re 6B vue de face. Un bouchon d'évent 33 est prévu pour régler la quantité d'air enfermée. Dans cetto figure trois étages de diffé- rences de pression seulement ont été représontés pour plus de sim- plicité, mais la figure 6A montre, en élévation de face, une dis- position qui peut être adoptée pour sept étages.
La même vue en élévation indique le grand angle de vision ou du cône effectif de lumière qui peut être transmis ou reçu à travers la fenêtre et qui peut être obtenu par emploi de la présente invention.
On remarquera que les pressions différentielles dans les espaces sont transmises à la paroi latérale de la monture '28 cette dernière s'ajustant normalement dans une pièce d'appui soudée R, comme indiqué dans la figure 3B. Ladite paroi peut également al- ler en s'amincissant vers son extrémité intérieure, de façon que sa résistance physique sectionnelle opposée à chaque espace inters- ticiel soit en équilibre avec les pressions différentielles locales qui agissent. En pareil cas, la pièce d'appui R (figure 3B) peut également avoir un amincissement graduel pour recevoir ladite pa- roi.
On a dit qu'une structure creuse feuilletée à gradation de pression peut fonctionner dans un milieu gazeux dont la pression est abaissée sensiblement jusqu'aux conditions du vide. En ceci, elle peut être soumise à une différence extrême de pressions de l'intérieur vers l'extérieur, comme dans le cas d'un fuselage d'a- vion construit selon la présente invention. L'extérieur de la structure peut être soumis à la fois à l'atténuation de la pression et aux forces aérodynamiquesen relation avec la vitesse dans l' air.
Si on se reporte une fois de plus aux figures 1, 2 et 3 il est visible que les feuilles L peuvent contenir un fluide se composant entièrement d'un gaz ou d'un mélange de gaz compressible,
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et que les mombrures de jonction T -alors en alliage léger et d' une section minimum compatible avec la solidité mécanique- et un longeron de quille,' qui, dans ce cas, est creux, constitueront un ensemble feuilleté à gradation de pression, qui peut être construit sur des principes aéronautiques.
Dans ce cas, on supprime-lesrégulateurs de pression et des pressions différentielles appropriées à partir de la pression ambiante sont arrêtées dans chacun des espaces intersticiels aux orifices de transfert 6 par une soupape d'alimentation sous la com- mande d'une source d'emmaga @nage de pression placée à l'intérieur de la structure creuse.
Lesdites pressions différentielles dans les espaces, comptées comme décroissant vors l'extérieur peuvent donc être main- tenues au rythme de l'atténuation du champ atmosphérique quand l'altitude de l'avion augmente, et elles peuvent être ajustées pé- riodiquement .de façon à compenser les forces aérodynamiques qui agissent extérieurement en raison de la vitesse croissante ou ma- ximum de l'air. L'intérieur d'un tel fuselage peut avoir sa cavi- té à 1 atmosphère et l'effet d'isolation thermique du gaz dans les espaces entre les feuilles peut avantageusement conserver une tem- pérature égale dans la cavité, de 18 C.
Dans certaines conditions de fonctionnement aéro-dynamique, une structure creuse feuilletée, à gradation de pression, peut avoir ses volumes de gaz intersti- ciels chauffés indépendamment à des températures décroissantes en allant vers l'extérieur, ou inversement.
Dans d'autres conditions e fonctionnement impliquant des vitesses d'air extrêmes, comme par exemple le double de la vi- tesse du son, la chaleur produite par le frottement sur un fuselage d'avion conforme à l'invention peut être dissipée, à l'occasion, nar le déplacement de l'air résiduel dans le ou dans l'un des es-
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paces compris entre los feuilles extérieures,en échange d'un réfrigérant gazeux comme du bioxyde do carbono injecté à partir d' une source d'approvisionnement à une pression différentielle équivalente pour les conditions do travail dudit espace. Pour ces buts, on prévoit des soupapes d'entrée et de sortie commandées de façon appropriée, en communication avec ledit espace extérieur.
Si on se reporte à nouveau aux figuros 1 et 2 on voit également que les feuilles L peuvent contenir un fluide TF qui peut 8tre de la vapeur avec gradation do pressions et de températures. Dans ce cas le fluide est fourni de l'intérieur de la cavité CA et on supprime les régulateurs de pression DPT. Comme autre possibilité, des orifices comme les conduits do transfert 6 de diamètre efficace approprié, produisent un écoulement de vitesse à des pressions réduites dans les espaces entre les feuilles. D' autres orifices d'écoulement de régulation de pression sont alors prévus en haut et en bas d'une feuille sur deux de façon à faire communiquer les différences de température et de pression dans les espaces adjacents.
Il est clair que cette structure creuse feuilletée et à gradation de température et de pression sera auto-isolante graduellement vers l'extérieur, à un degré tel que la dernière feuille extérieure puisse être à la température et à la pression de l'atmosphère. De la vapeur sous pressions réduites peut également être fournie par des orifices appropriés situés près de la nervure polaire PR et mis en communication avec chacun des espaces.
Les figures 7, 8 et 9 expliquent les valeurs des pressions différentielles de variantes de structures creuses feuilletées fonctionnant sous des pressions extérieures indiquées.
Dans la moitié gauche de la figure 7 on représente .en. coupe une partie d'un ensemble feuilleté à trois étages, semblable à celui de la figure 1. La feuille extérieure L est repréA
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sontée on contact avec uno pression hydrostatique externe PH do
105 atmosphères. Comme exomplo du choix dos valeurs de la pression différentielle par étage, 10 fluido TF agissant sur l'ospace ga- zeux G est représente à égalité avec la pression externe. Dans ce cas le régulateur de pression n'est pas arrêté. Ceci permet à la fouille extérieure d'être absolument neutre et dans un état de com- pression tel que sa résistance nominale de 35 atmosphères puisse surmonter los chocs mécaniques provenant de l'extérieur.
Il doit être entendu toutefois qu'on pratique uno protection extérieure secondaire serait normalement prévue pour des cas de co genre.
Dans la moitié droite do cette môme figure, on indi- que une pression différentielle dans les fluides TF et G situés en* tre les feuilles internes, do 17,5 atmosphères ce qui est égal à la moitié de la résistance nominale dos deux fouilles extérieures L, et dans ce cas le régulateur de pression DPT (figures 1 et 2) a été réglé à son échelon ou gradin approprié. Les deux feuilles extérieures, d'autre part, sont soumises à une différence de pres- sion de 35 atmosphères chacune. La cavité CA est représentée à 1 atmosphère.
La figure 8 montra.une autre variante solen l'invention, dans laquelle on a sept espaces entre feuilles. Une pression hy-' ,drostatique PH de 210 atmosphères équivalente à une hauteur d'eau de 2 100 mètres agit sur la fouille extérieure L. Dans cette fi- gure également., la pression dans les fluides TF et G peut attein- dre l'égalité dans le premier espace entre feuilles pour des fins analogues, la résistance nominale de la fouille étant 30 atmosphè- res. La cavité CA est aussi représentée à 1 atmosphère. Des chif- fres sont inscrits dans la moitié gaucho pour les pressions et sont valables égalemont pour la moitié droite.
On peut désirer, toutefois, avoir une différence de pressions DP dans le premier
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espace, auquel cas la disposition ost collo qui a été décrite pour la moitié droite do la figure 7 mais avec les pressions réelles modifiées de façon appropriée.
La figure 9 montre encore une autre variante d'une struc- ture creuse feuilletée à gradation de pression, dans laquelle trois espaces intérieurs aux feuilles communes L4 sont à des pressions progressivement réduites entre les feuilles 1, 2 et 5 audit point intermédiaire et de là trois espaces entre les feuilles 3, 2 et 1 à pression croissante vers l'extérieur jusqu'à une pression hydros- tatique HP de 105 atmosphères.
La cavité CA peut être à 1 atmos- phère ou, par addition du fluide ambiant d'immersion, elle peut être élevée jusqu'à 105 atmosphères pour amener des échantillons d'eau ou des spécimens organiques à la surface pendant que ces der- niers restent à leur état de pression normale; des régulateurs de pression appropriés sont alors prévus dans la cavité CA pour la transmission des pressions dans les trois espaces intérieurs entre feuilles.
Par interpolation entre les quatre exemples donnés des valeurs d'un champ atténué de pressions gazeuses ambiantes, comme par exemple dans les utilisations aérodynamiques au lieu des va- leurs hydrostatiques données., on peut obtenir des conditions de fonctionnement analogues.
Le système de gradation de pression tel que décrit peut aussi être utilisé dans des conditions, qu'on peut appeler de près* sien négative, c'est-à-dire dans des conditions associées à la pro- duction d un vid e élevé dans la cavité CA avec des é- tats différentiels successifs d'atténuation en allant vers l'exté- rieur dans chaque espace entre feuilles Q.
Le système peut être utilisé également pour la construction de tunnels d'essais de pros- sion qui peuvent fonctionner soit à des pressions positives exter-
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nase soit à des pressions négatives internes, selon ce qui con- vient respectivement pour des essais de pression hydrostatique simulée sur des coques de sous-marins construites selon la présen- te invention et contenues dans ledit tunnel ou pour les essais de fuselages d'avions à gradation ou des cabines contenues dans ldit tunnel mais dans lesquels la cavité est à une pression atmosphéri que simulée négative.