Surface auxiliaire d'hydroplanage La présente invention a pour objet une surface auxiliaire d'hydroplanage. De telles surfaces peuvent être utilisées dans les engins aquatiques, notamment pour de tels engins se déplaçant à haute vitesse.
Quand une surface d'hydroplanage est utilisée à de hautes vitesses, des bulles de vapeur se forment le long de la surface supérieure de la surface ehydro- planage et éclatent au hasard :
et de manière explosive sur cette surface, entraînant la vibration et l'endom magement de la surface d'hydroplanage, en même temps qu'elles affectent désavantageusement les ca ractéristiques portance-traînée de cette surface d7hy- droplanage. Les bulles forment des cavités de vapeur sur toute la surface supérieure de la surface d''hydro- planage, ce phénomène étant connu sous le nom de cavitation.
Si les conditions d'écoulement sont telles qu'une grande cavité est formée sur toutes les sur faces supérieures de la surface d'hydroplanage, on est en présence d'un écoulement de supercavitation, tandis que les conditions rencontrées à des vitesses inférieures à celle pour laquelle la cavitation se pro duit concernent un écoulement de subcavitation.
Un but de la présente invention est de fournir une surface d'hydroplanage comportant des moyens pour former sur sa surface supérieure une cavité de vapeur d'une grandeur telle que les bulles de vapeur n'éclatent pas sur cette surface supérieure, mais sont amenées au-delà du bord de fuite de la surface pour éclater sans danger dans Peau à l'arrière de la sur face d'hydroplanage.
Un autre but est de fournir une surface d'hydro- planage comportant des moyens pour commander la formation de cette cavité, afin de commander la tran sition des conditions d'écoulement de subcavitation aux conditions d'écoulement de supercavitation. La surface dhydrôplanage peut comprendre des moyens agencés de manière à modifier les carac téristiques de charge pendant et après la transition entre lesdites conditions.
La surface d'hydroplanage peut comprendre un bord de fuite monté à pivot qui fonctionne comme un dispositif de commande de portance à de faibles vitesses et qui peut être retiré dans les limites de la cavité à haute vitesse pour réduire ainsi l'aire mouil lée de la surface d'hydroplanage et par conséquent sa traînée.
Le dessin annexé représente, à titre .d'exemple, une forme d'exécution @de la surface auxiliaire d'hydroplanage objet de la présente invention.
La fig. 1 en est une vue en perspective, les fig. 2 à 6 en sont des. coupes schématiques montrant diverses conditions de fonctionnement, et la fig. 7 est une vue schématique, à plus grande échelle, d'organes de commande que comprend cette forme d'exécution.
La surface auxiliaire d'hydroplanage 12 représen tée (fig. 1) est fixée à bâbord: sur la coque 10 d'un engin aquatique à l'aide d'une jambe 11 qui porte à son extrémité inférieure ladite surface 12. Une jambe semblable est montée à tribord sur la coque 10. La surface d'hydroplanage 12 est du type en delta, mais il est évident qu'elle pourrait avoir tout autre forme.
La surface d'hydroplanage 12 comprend un corps principal 13 portant un volet 14 de commande de portance monté à pivot à la partie arrière du corps 13, ce volet 14 étant agencé de manière à pouvoir pivoter vers le haut ou vers le bas, et être abaissé par translation dans une position inférieure à celle du corps principal 13, toutes ces positions étant in diquées à la fig. 2.
La surface .dahydroplanage coin- prend également des volets 15 de bord d'attaque montés à pivot, de chaque côté de la ligne centrale de la surface, et un volet 16 de surface inférieure monté à pivot, tous ces volets pouvant être déviés à partir des positions dans lesquelles ils sont carénés avec les surfaces supérieure et inférieure du corps 13, les positions déviées étant représentées en pointillés à la fig. 2. Il faut noter que la surface d7hydro- planage 1.2 présente une section transversale relative ment mince, une surface de fond courbe et un bord d'attaque aigu.
La condition d'écoulement de subcavitation est représentée à la fig. 3. Le volet 14 de commande de la portance peut être dévié vers le haut ou vers le bas, comme le montrent les lignes pointillées, afin de modifier la cambrure de la surface d'hydroplanage et par conséquent ses caractéristiques de portance. Dans .des conditions de fonctionnement similaires, le volet 14 peut être abaissé dans la position représen tée à la fig. 4, position dans laquelle il peut être à nouveau dévié vers le 'haut ou vers le bas.
En outre, le volet 16 de surface inférieure peut être dévié dans la position indiquée en lignes pointillées à la fig. 4 pour faire varier les caractéristiques de portance de la surface d'hydroplanage et créer une cavité 26 en arrière du corps 13.
Pour produire un écoulement de supercavitation à des vitesses inférieures à celle à laquelle un tel écoulement se produit normalement, le volet 15 peut être dévié vers le haut comme représenté à la fig. 5.
Il faut noter que la .cavité 26 ainsi créée s'étend au-delà du bord de fuite de la surface d'hydroplanage de sorte que les bulles de vapeur éclatent dans l'eau en arrière de cette surface d'hydropdanage. Pendant cette opération, le volet de commande 14 ou le volet 16 peut être :
dévié pour faire varier la por tance de la surface, ou le volet de commande 14 peut être retiré complètement dans les limites de la cavité, comme représenté, pour réduire l'aire mouil lée de la surface et par conséquent pour diminuer la trainée et améliorer les caractéristiques portance- traînée de la surface d1hydroplanage.
La fig. 6 montre da surface d'hydroplanage se déplaçant à une vitesse suffisante pour créer une cavité 26 sans l'aide du volet 15, cette cavité s'éten dant au-delà du bord de fuite de la surface. Au cours de ce fonctionnement, le, volet de commande 14 ou le volet 16 peut être dévié pour faire varier les caractéristiques de portance de la surface, ou le volet 14 peut être retiré complètement ,dans les limites de la cavité, comme représenté, pour réduire à nouveau l'aire mouillée et par conséquent la traînée de la surface d'hydroplanage.
La fig. 7 montre les organes de commande de la position du volet 14. Ce dernier est monté sur un tube de torsion 17 monté lui-même dans des pièces de support 18 disposées de chaque côté de la sur face d'hydroplanage. Ces pièces 18 pivotent sur des chevilles transversales 19 portées par le corps prin cipal 13 et l'une au moins de ces pièces se prolonge par un bras 20 qui pivote à son extrémité supérieure sur une biellette 21 s'étendant vers l'avant de la sur face. Des moyens de commande non représentés sont reliés à la biellette 21.
Une poulie 22 est calée sur le tube de torsion 17, par exemple par une clavette, et reliée par un câble sans fin 23 à une poulie 24 tournant sur la cheville 19. La poulie 24 est actionnée par un câble 25 qui est relié à un dispositif de commande disposé dans la coque 10 de l'engin. Il est évident que le dispositif constitué par les poulies 22 et 24 et par les câbles 23 et 25 peut être remplacé par un dispositif à chaînes et à roues correspondant, ou un dispositif à leviers et tiges.
On voit facilement que le mouvement du câble 25 entraîne la rotation de la poulie 24 qui, à son tour et par l'intermédiaire du câble 23, fait tourner la poulie 22 et le tube de torsion 17, afin de dévier vers le haut ou vers le bas le volet de commande 14. Un mouvement vers l'arrière de la biellette 21 sous l'action de ses moyens de commande entraîne la ro tation, dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre en regardant la fig. 7, des pièces de support 18 autour des chevilles 19.
Si la poulie 24 est em pêchée de tourner par le câble 25 à ce moment, le volet de commande 14, quand il se déplace vers le bas, tourne en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre autour de l'axe du tube 17, de sorte que la relation angulaire entre le corps prin cipal 13 et le volet de commande 14 reste pratique ment inchangée quand le volet de commande 14 est abaissé dans la position représentée à la fig. 4.
Une utilisation de la surface auxiliaire d'hydro- planage décrite ci-dessus pour la commande d'un en gin aquatique peut être la suivante: volets 15 et 16 en position retirée et commande du volet 14 pour mo difier la charge à basses vitesses, comme représenté à la fi-. 3 : abaissement du volet 14 et déviation du volet 16 ou commande du volet 14 pour modifier la charge à des vitesses comprises entre les vitesses faibles et les vitesses intermédiaires, comme repré senté à la fig. 4 ;
déviation du volet 15 pour pro duire un écoulement de supercavitation quand la vitesse augmente jusqu'à celle à laquelle une cavi- tation non commandée ou destructrice aurait par ailleurs comencé à se produire, et déviation du volet 16 ou commande du volet 14 pour faire varier la charge, ou retrait du volet 14 dans.
les limites de la cavité pour réduire l'aire mouillée, comme représenté à la fig. 5 et finalement, retrait du volet 15 et com mande du volet 14 ou du volet 16 pour modifier la charge, ou retrait du volet 14 dans les limites de la cavité, comme représenté à la fig. 6, quand la vitesse devient suffisante pour créer une cavité com plète sans l'aide du volet 15.
La surface d'hydroplanage et l'utilisation décrites permettent de déclencher un écoulement de super- cavitation à des vitesses inférieures à celles auxquel les cet écoulement se produirait normalement et de réduire la tramée de la surface en retirant le volet de commande de la portance dans les limites de la cavité ainsi formée ou dans les limites de la cavité formée au cours du fonctionnement normal à haute vitesse de la surface d'hydroplanage.