EP4161832B1 - Engin sous-marin du type comportant au moins un mât hissable - Google Patents

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EP4161832B1
EP4161832B1 EP21731459.0A EP21731459A EP4161832B1 EP 4161832 B1 EP4161832 B1 EP 4161832B1 EP 21731459 A EP21731459 A EP 21731459A EP 4161832 B1 EP4161832 B1 EP 4161832B1
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EP
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mast
submarine
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underwater vehicle
rest
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Philippe Paumier
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Naval Group SA
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/38—Arrangement of visual or electronic watch equipment, e.g. of periscopes, of radar
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/39—Arrangements of sonic watch equipment, e.g. low-frequency, sonar

Definitions

  • the present invention relates to an underwater vehicle such as a submarine itself.
  • the invention relates to an underwater vehicle of the type comprising at least one hoistable mast, near the end of which are arranged aerial means equipped in particular with sensors or the like, connected to the rest of the equipment of the underwater vehicle.
  • an underwater vehicle is for example constituted by a submarine itself.
  • a hoistable mast is a mechanism of the underwater vehicle responsible for carrying and deploying aerial means, for example from a kiosk of the underwater vehicle.
  • the aerial means form a set of sensors integrated into a support and which are connected to the rest of the underwater vehicle, to exchange different information with its equipment.
  • EP 2 650 208 A1 describes an underwater vehicle of the type comprising a plurality of hydrodynamically profiled mast columns which can be hoisted independently of one another.
  • the aim of the invention is therefore to solve the problems mentioned above.
  • the invention relates to an underwater vehicle according to claim 1.
  • the mast itself is designated by the general reference 1 and its upper end comprises aerial forming means designated by the general reference 2.
  • this mast In the hoisted position, this mast therefore crosses the diopter, designated by the general reference 3, which causes a spray of water designated by the general reference 4 and a wake designated by the general reference 5, when the underwater vehicle moves for example at so-called periscopic immersion.
  • indiscretions may be linked to the equivalent radar signature of the aerial means, to the water spray and the wake or even to the visual and optical or infrared signature of this assembly.
  • the aerial forming means are designated by the general reference 6 and are in fact constituted by a series of conical portions or parts stacked and mounted head to tail.
  • Deflectors can also be used to reduce water spray and wake.
  • this assembly can be coated with a radar wave absorbing material such as an antiradar material also known as MAR, but these different assemblies still have a certain number of drawbacks, which the present application seeks to resolve.
  • MAR antiradar material
  • the hoistable mast is designated by the general reference 10 and the aerial forming means placed near the upper end thereof are designated by the general reference 11.
  • the hoistable mast 10 comprises at least at the level of its portion intended to cross the diopter, when the mast is hoisted, at least two mast columns profiled in the form of a tapered hydrodynamic profile and spaced apart from each other.
  • these columns can have a symmetrical profile or an asymmetrical profile.
  • mast columns 12 and 13 are also connected by at least one transverse bar designated for example by the general reference 14 in these figures.
  • This cross bar 14 can also have a profile in the form of a tapered hydrodynamic profile.
  • these mast columns may include internal passages for means of connecting the aerial means to the rest of the underwater vehicle and in particular equipment thereof, these passages being designated by the general references 15 and 16 on in particular this figure 5 , for columns 12 and 13 respectively.
  • the aerial forming means 11 may also have a particular shape consisting for example of a stack of parts or portions in a head-to-tail cone shape, stacked on top of each other, such as parts 17 and 18.
  • aerial forming means may also comprise at least one part rotating relative to the rest of the mast, this rotating part rotating relative to the rest of these means to allow for example a 360° view of the horizon around the underwater vehicle.
  • the upper part of the aerial forming means designated by the general reference 19 in this figure, has a shape complementary to that of the rest of the corresponding part of the underwater vehicle when the mast is lowered into the retracted position in this underwater vehicle.
  • the structure thus defined makes it possible to improve the hydrodynamic performance of the mast, particularly at the level of its portion crossing the diopter, in order to reduce as much as possible the spray of water and the wake caused when the machine is moving, for example at periscope immersion.
  • material transparent to radar waves such as composite materials based on fibers and foam for example, is also possible, thanks to their resistance, while being transparent to radar waves in the frequency band of interest, namely 9 Giga Hz as a priority and from 3 to 18 Giga Hz more generally.
  • the sensors integrated into the aerial means must be able to be connected to the rest of the underwater vehicle to transmit and receive the appropriate information.
  • the shape of the aerial forming means is thus optimized in radar equivalent signature and the rotation plane of the rotating part thereof can be hidden and masked at the level of a change in slope of the fairing with cone parts thereof.
  • the sensors integrated into the aerial means must be able to be connected to the rest of the underwater vehicle to transmit and receive the appropriate information.
  • the shape of the aerial forming means is thus optimized in radar equivalent signature and the rotation plane of the rotating part thereof can be hidden and masked at the level of a change in slope of the fairing with cone parts thereof.

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Description

  • La présente invention concerne un engin sous-marin tel qu'un sous-marin proprement dit.
  • Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un engin sous-marin du type comportant au moins un mât hissable, à proximité de l'extrémité duquel sont disposés des moyens formant aériens équipés notamment de senseurs ou autres, raccordés au reste des équipements de l'engin sous-marin.
  • Dans la présente demande, un engin sous-marin est par exemple constitué par un sous-marin proprement dit.
  • Un mât hissable est un mécanisme de l'engin sous-marin chargé de porter et de déployer des moyens formant aériens, à partir par exemple d'un kiosque de l'engin sous-marin.
  • Les moyens formant aériens forment quant à eux un ensemble notamment de senseurs intégrés dans un support et qui sont raccordés au reste de l'engin sous-marin, pour échanger avec les équipements de celui-ci différentes informations.
  • Le problème de l'indiscrétion d'un mât hissable et des moyens formant aériens portés par celui-ci est connu de longue date.
  • Cette indiscrétion est par ordre décroissant de gravité pour une mission :
    • la signature équivalente radar (SER) des moyens formant aériens et de la gerbe d'eau provoquée au niveau du dioptre lorsque le mât est hissé ;
    • la signature de sillage lointain détectable au radar ou de façon optique, ce sillage résultant également de la traversée du dioptre par un mât de section relativement importante ;
    • la signature visuelle et optique diurne et la signature infrarouge.
  • Tous ces problèmes résultent en fait de la structure et de la conception des mâts actuels principalement basés sur l'utilisation de tubes plus ou moins cylindriques et de section relativement importante.
  • Des mâts dont la signature de sillage lointain sont connus des documents US 5 977 918 A et US 7 204 197 B1 .
  • EP 2 650 208 A1 décrit un engin sous-marin du type comportant une pluralité de colonnes de mât profilées en forme de profil hydrodynamique qui peuvent être hissées indépendamment l'une de l'autre.
  • Le but de l'invention est donc de résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus.
  • A cet effet l'invention a pour objet un engin sous-marin selon la revendication 1.
  • D'autres caractéristiques de l'engin selon l'invention sont définies dans les revendications 2 à 8.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
    • [Fig. 1] la figure 1 illustre la création d'une gerbe d'eau au niveau du dioptre par un mât hissable d'un engin sous-marin de l'état de la technique ;
    • [Fig. 2] et [Fig. 3] les figures 2 et 3 illustrent une tentative pour résoudre ces problèmes grâce à un mât et des moyens formant aériens de formes particulières, de l'état de la technique ;
    • [Fig. 4] la figure 4 représente une vue de face d'une portion de mât entrant dans la constitution d'un engin sous-marin selon l'invention ;
    • [Fig. 5] la figure 5 représente une vue en perspective d'une portion de ce mât d'engin sous-marin;
    • [Fig. 6] la figure 6 représente un exemple possible de profil hydrodynamique effilé de ce mât ; et
    • [Fig. 7] la figure 7 représente un exemple de réalisation de moyens formant aériens entrant dans la constitution d'un tel engin.
  • On a illustré sur la figure 1, un mât d'un engin sous-marin tel qu'un sous-marin proprement dit, de l'état de la technique.
  • Sur cette figure 1, le mât proprement dit est désigné par la référence générale 1 et son extrémité supérieure comporte des moyens formant aériens désignés par la référence générale 2.
  • En position hissée, ce mât traverse donc le dioptre, désigné par la référence générale 3, ce qui provoque une gerbe d'eau désignée par la référence générale 4 et un sillage désigné par la référence générale 5, lorsque l'engin sous-marin se déplace par exemple à immersion dite périscopique.
  • Comme cela a été indiqué précédemment, tout ceci nuit à la discrétion du mât et des moyens formant aériens et donc de l'engin sous-marin proprement dit, ce qui est préjudiciable à la mission.
  • En particulier les indiscrétions peuvent être liées à la signature équivalente radar des moyens formant aériens, à la gerbe d'eau et au sillage voire à la signature visuelle et optique ou infrarouge de cet ensemble.
  • Pour tenter de résoudre ces problèmes, il a déjà été proposé dans l'état de la technique de concevoir en particulier des moyens formant aériens de forme particulière, comme illustré sur les figures 2 et 3.
  • Sur ces figures 2 et 3, les moyens formant aériens sont désignés par la référence générale 6 et sont en fait constitués par une série de portions ou de parties coniques empilées et montées tête bêche.
  • Des déflecteurs peuvent également être utilisés pour réduire la gerbe d'eau et le sillage.
  • De plus cet ensemble peut être revêtu d'un matériau absorbant les ondes radar tel qu'un matériau antiradar également connu sous le terme de MAR, mais ces différents ensembles présentent encore un certain nombre d'inconvénients, que se propose de résoudre la présente demande.
  • Ainsi, on a illustré sur les figures 4, 5, 6 et 7, un exemple de réalisation d'un mât hissable et de moyens formant aériens destinés à équiper un engin sous-marin selon l'invention.
  • Sur ces figures, le mât hissable est désigné par la référence générale 10 et les moyens formant aériens placés à proximité de l'extrémité supérieure de celui-ci, sont désignés par la référence générale 11.
  • En fait et dans l'engin sous-marin selon l'invention, le mât hissable 10 comporte au moins au niveau de sa portion destinée à traverser le dioptre, lorsque le mât est hissé, au moins deux colonnes de mât profilées en forme de profil hydrodynamique effilé et écartées l'une de l'autre.
  • Ces colonnes de mât profilées sont désignées par les références générales 12 et 13 sur ces figures.
  • Comme cela est illustré par exemple sur la figure 6, ces colonnes peuvent présenter un profil symétrique ou un profil asymétrique.
  • Ces colonnes de mât 12 et 13 sont également reliées par au moins un barreau transversal désigné par exemple par la référence générale 14 sur ces figures.
  • Ce barreau transversal 14 peut également présenter un profil en forme de profil hydrodynamique effilé.
  • Comme cela est illustré également en particulier sur la figure 5, ces colonnes de mât peuvent comporter des passages internes pour des moyens de raccordement des moyens formant aériens au reste de l'engin sous-marin et en particulier d'équipements de celui-ci, ces passages étant désignés par les références générales 15 et 16 sur en particulier cette figure 5, pour les colonnes 12 et 13 respectivement.
  • Ces colonnes peuvent alors être réalisées en un matériau transparent aux ondes radar pour améliorer la discrétion du mât.
  • Comme cela est illustré sur la figure 7, les moyens formant aériens 11 peuvent également présenter une forme particulière constituée par exemple d'un empilement de parties ou portions en cône tête-bêche, empilées les unes sur les autres, comme par exemple les parties 17 et 18.
  • Ces moyens formant aériens peuvent également comporter au moins une partie rotative par rapport au reste du mât, cette partie rotative tournant par rapport au reste de ces moyens pour permettre d'obtenir par exemple une vue à 360° de l'horizon autour de de l'engin sous-marin.
  • On notera également en particulier en regard de cette figure 7, que la partie supérieure des moyens formant aériens, désignée par la référence générale 19 sur cette figure, présente une forme complémentaire à celle du reste de la partie correspondante de l'engin sous-marin lorsque le mât est affalé en position escamotée dans cet engin sous-marin.
  • Ceci encore permet d'améliorer l'intégration de ce type de système à bord et d'en améliorer la discrétion.
  • La structure ainsi définie permet d'améliorer les performances hydrodynamiques du mât notamment au niveau de sa portion traversant le dioptre pour réduire au maximum la gerbe d'eau et le sillage occasionnés lors du déplacement de l'engin par exemple à immersion périscopique.
  • L'utilisation de matériau transparent aux ondes radar tel que notamment des matériaux composites à base de fibres et de mousse par exemple, est également possible, grâce à la résistance de ceux-ci, tout en étant transparent aux ondes radar dans la bande de fréquence d'intérêt à savoir 9 Giga Hz en priorité et de 3 à 18 Giga Hz de façon plus générale.
  • Les senseurs intégrés dans les moyens formant aériens doivent pouvoir être raccordés au reste de l'engin sous-marin pour lui transmettre et en recevoir les informations adéquates.
  • Il est possible d'utiliser une transmission sans fil voire une liaison par câble de type réseau de faible section.
  • La forme des moyens formant aériens est ainsi optimisée en signature équivalente radar et le plan de rotation de la partie rotative de ceux-ci peut être caché et masqué au niveau d'un changement de pente du carénage à parties en cône de ceux-ci.
  • Bien entendu d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés. possible, grâce à la résistance de ceux-ci, tout en étant transparent aux ondes radar dans la bande de fréquence d'intérêt à savoir 9 Giga Hz en priorité et de 3 à 18 Giga Hz de façon plus générale.
  • Les senseurs intégrés dans les moyens formant aériens doivent pouvoir être raccordés au reste de l'engin sous-marin pour lui transmettre et en recevoir les informations adéquates.
  • Il est possible d'utiliser une transmission sans fil voire une liaison par câble de type réseau de faible section.
  • La forme des moyens formant aériens est ainsi optimisée en signature équivalente radar et le plan de rotation de la partie rotative de ceux-ci peut être caché et masqué au niveau d'un changement de pente du carénage à parties en cône de ceux-ci.
  • Bien entendu d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés.

Claims (8)

  1. Engin sous-marin du type comportant au moins un mât hissable (10), à proximité de l'extrémité supérieure duquel sont disposés des moyens formant aériens (11) équipés de senseurs raccordés au reste de l'engin sous-marin, le mât hissable (10) comportant au moins au niveau de sa portion destinée à traverser le dioptre lorsque le mât est hissé, au moins deux colonnes de mât profilées en forme de profil hydrodynamique effilé (12, 13) et écartées l'une de l'autre, caractérisé en ce que les colonnes de mât (12, 13) sont reliées par au moins un barreau transversal (14).
  2. Engin sous-marin selon la revendication 1, caractérisé en ce que les colonnes (12, 13) présentent un profil symétrique ou asymétrique.
  3. Engin sous-marin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le barreau (14) présente également un profil en forme de profil hydrodynamique effilé.
  4. Engin sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les colonnes (12, 13) sont réalisées en un matériau transparent aux ondes radar.
  5. Engin sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les colonnes (12, 13) comportent des passages (15, 16) de moyens de raccordement des moyens formant aériens au reste de l'engin sous-marin.
  6. Engin sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens formant aériens comportent au moins une partie rotative par rapport au reste du mât.
  7. Engin sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens formant aériens présentent une forme constituée d'un empilement de parties en cône tête-bêche (17, 18).
  8. Engin sous-marin selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie supérieure (19) des moyens formant aériens présente une forme complémentaire au reste de la partie correspondante de l'engin sous-marin lorsque le mât est affalé en position escamotée dans l'engin sous-marin.
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