WO2025190992A1 - Navire à courbe de stabilité améliorée - Google Patents

Navire à courbe de stabilité améliorée

Info

Publication number
WO2025190992A1
WO2025190992A1 PCT/EP2025/056711 EP2025056711W WO2025190992A1 WO 2025190992 A1 WO2025190992 A1 WO 2025190992A1 EP 2025056711 W EP2025056711 W EP 2025056711W WO 2025190992 A1 WO2025190992 A1 WO 2025190992A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vessel
hull
ship
bulb
vessel according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2025/056711
Other languages
English (en)
Inventor
Sébastien GRALL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Exail SAS
Original Assignee
Exail SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exail SAS filed Critical Exail SAS
Publication of WO2025190992A1 publication Critical patent/WO2025190992A1/fr
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/02Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
    • B63B1/04Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with single hull
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B27/00Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers
    • B63B27/36Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for floating cargo
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/02Hulls assembled from prefabricated sub-units
    • B63B3/08Hulls assembled from prefabricated sub-units with detachably-connected sub-units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/14Hull parts
    • B63B3/38Keels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B41/00Drop keels, e.g. centre boards or side boards ; Collapsible keels, or the like, e.g. telescopically; Longitudinally split hinged keels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/14Hull parts
    • B63B3/38Keels
    • B63B2003/385Keels with means for controlling heeling or rolling motions, or lift, e.g. flaps, by changing geometry, or by ballast displacement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/14Hull parts
    • B63B3/38Keels
    • B63B2003/387Keels adapted for housing propulsion plant elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B2035/006Unmanned surface vessels, e.g. remotely controlled
    • B63B2035/008Unmanned surface vessels, e.g. remotely controlled remotely controlled
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B63B39/06Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water
    • B63B2039/068Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water the foils having a variable cross section, e.g. a variable camber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B41/00Drop keels, e.g. centre boards or side boards ; Collapsible keels, or the like, e.g. telescopically; Longitudinally split hinged keels
    • B63B2041/003Collapsible keels, or the like, e.g. telescopically; Longitudinally split hinged keels
    • B63B2041/006Telescopically collapsible keels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • B63G2008/002Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned
    • B63G2008/004Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned autonomously operating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63GOFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
    • B63G8/001Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations
    • B63G2008/002Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned
    • B63G2008/005Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned remotely controlled
    • B63G2008/007Underwater vessels adapted for special purposes, e.g. unmanned underwater vessels; Equipment specially adapted therefor, e.g. docking stations unmanned remotely controlled by means of a physical link to a base, e.g. wire, cable or umbilical

Definitions

  • the field of the invention relates to shipbuilding.
  • the invention relates more particularly to a vessel having an improved stability curve and exhibiting advantageous performance in its use as a drone, in particular in hydrographic measurement and surveillance missions, in particular due to its improved stability.
  • Marine drones particularly surface ship drones, are increasingly used for various missions: hydrography, particularly of the deep seabed, laying cables or pipelines, surveillance, inspection, maintenance and repair, particularly of wind farms, underwater positioning, etc.
  • the invention provides a vessel with improved stability which is particularly efficient and stable and which has significant autonomy.
  • the invention relates to a motor-powered surface vessel, comprising a spindle-shaped hull and at least one ballasted keel in the lower part of the hull, the hull being elongated in a longitudinal direction of the vessel and comprising a live work part and a dead work part separated by a waterline, said at least one keel being provided at its lower end with at least one bulb internally providing a storage space for instrumentation and comprising ballast, said at least one bulb having a length in the longitudinal direction of the hull of between 3 and 10 meters, the vessel being of the wave-piercing type and configured to navigate at speeds corresponding to a Froude number greater than 0.45 without being of the “planing” type, the hull having a shape having:
  • the vessel having a stability curve representing variations of a righting lever arm GZ of the vessel as a function of angles of heel of the vessel, the righting lever arm GZ being defined between a centre of gravity (G) of the vessel and a centre of flotation (B) of the vessel where the sum of the flotation forces of the vessel is applied.
  • the righting lever arm GZ of the stability curve of the ship in navigation conditions, both empty and fully loaded and in both cases without any deck loading reaches a maximum (GZMax) for a ship heel angle greater than 90° and
  • the ship is a drone
  • - motorized propulsion includes mechanical propulsion powered by an internal combustion engine
  • - motorized propulsion includes electric propulsion powered by an electric motor
  • the vessel has several separate keels aligned longitudinally under the vessel, each keel having its own bulb or adjacent keels having a bulb in common extending between said adjacent keels,
  • the vessel has two separate keels aligned longitudinally under the vessel, both keels having a bulb in common,
  • the vessel also includes at least one submerged appendage chosen from appendages such as rudder, fins, anti-drift planes outside the keel, wing or stabilizing flap, - the vessel has at least two mobile submerged appendages including at least one rudder and one stabilizing flap,
  • the vessel has a rear section for storing equipment, said compartment being located above the waterline of the hull,
  • the equipment housing has an opening on the transom of the vessel allowing the said equipment to be launched
  • the hull is made up of several sections which are assembled together and which are removable and interchangeable,
  • the hull has an interchangeable rear section
  • the vessel is primarily propelled by a motorized propulsion system comprising at least one engine driving a submerged terminal thrust device,
  • the submerged thrust terminal device is a propeller
  • the submerged thrust terminal device is a turbine
  • the hull has an interchangeable rear section with motorized propulsion systems.
  • - motorized propulsion systems are at least one electric motor
  • - motorized propulsion systems are at least one internal combustion engine
  • the interchangeable rear section includes the equipment housing
  • the hull has an interchangeable front section
  • the hull has an intermediate section with a kiosk erected upwards, above the waterline
  • the bulb or at least one of the bulbs includes acoustic transducers
  • the vessel has at least one retractable keel in vertical translation in the kiosk
  • the hull comprises an intermediate section comprising a kiosk erected upwards above the waterline, and a removable keel, preferably retractable by raising it through the hull and inserting it into the kiosk,
  • the hull and main deck are made of “E” fiberglass composite, i.e. “E-glass”, and epoxy by infusion on a polyvinyl chloride body,
  • the kiosk is made of “E” fiberglass composite, i.e. “E-glass”, and epoxy by infusion on a polyvinyl chloride body,
  • the pins are made of “E” fiberglass composite, i.e. “E-glass”, and epoxy by infusion on a polyvinyl chloride body,
  • the bulb(s) are made of “E” fiberglass composite, i.e. “E-glass”, and epoxy by infusion on a polyvinyl chloride body, - as an alternative or complement to fiberglass, carbon and/or aramid fibers are used,
  • the submerged appendages are made of “E” fiberglass composite, i.e. “E-glass”, and epoxy by infusion on a polyvinyl chloride body,
  • the vessel has at least one interchangeable bulb
  • the bulb or at least one of the bulbs has an internal space allowing the installation of at least four payloads
  • the geometry of the bulb is designed so that the bulb produces hydrodynamic lift along a vertical axis and in a positive direction, i.e. upwards, when the ship moves forward,
  • the ship has a bulb which is configured to produce hydrodynamic lift along a vertical axis and in a positive direction, i.e. upwards, when the ship moves forward.
  • FIG. 1 represents a side/lateral view of an example of a vessel according to the invention, said vessel being a drone,
  • FIG. 2 represents the ship of figure 1 in a semi-rear and slightly plunging perspective view
  • FIG. 3 represents the vessel of figure 1 in a semi-rear and slightly plunging perspective view which carries in the equipment accommodation of the rear part of the hull a catamaran structure with payload, said structure being navigable and capable of being dropped and recovered,
  • FIG. 4 represents the vessel of figure 1 in a semi-rear and slightly plunging perspective view which carries in the equipment housing of the rear part of the hull a system for dropping and recovering a payload comprising a winch, a cable and a sliding and articulated ramp, the payload of the autonomous or wire-guided underwater vehicle type being stored in the sliding and articulated ramp,
  • FIG. 5 [Fig. 6] [Fig. 7] [Fig. 8] represent the release by launching the autonomous or wire-guided underwater vehicle from the ship in Fig. 4, the underwater vehicle being autonomous or being wire-guided and then remaining connected by the umbilical cable to the ship,
  • FIG. 9 represents the ship of figure 1 in a semi-rear and slightly plunging perspective view which carries in the housing of the rear part of the hull a system for dropping and recovering a payload comprising a winch, a cable and a sliding and articulated ramp, the autonomous robotic towed vehicle (ROTV) type payload being stored in the sliding and articulated ramp,
  • FIG. 10 represents the release by launching the autonomous robotic towed vehicle (ROTV) from the ship of Fig. 9, the robotic towed vehicle (ROTV) is then towed while submerged,
  • FIG. 11 represents a ship in cross-section diagrammatically showing GZ, the ship's righting lever arm, the ship's center of gravity G and the ship's center of flotation, Bo being the ship's center of flotation without heel and Bi being the ship's center of flotation with heel, and
  • FIG. 14 represents a comparison between GZ curves as a function of the ship's heel angle for different ships referenced a b and c d e g h i by their GZ curves,
  • FIG. 15 is a wireframe perspective view of the vessel of the invention.
  • FIG. 16 is a wireframe side view of the vessel of the invention.
  • FIG. 17 is a wireframe top view of the vessel of the invention.
  • FIG. 18 is a wireframe front view of the vessel of the invention.
  • FIG. 19 shows views of the vessels referenced c d e g h i serving as a comparison for figures 13 and 14.
  • the transom is the emerged part of the rear/stern of the ship's hull
  • the freeboard height (Hfb in the figures) of the vessel is the height between the waterline (Lf in the figures) when the vessel is fully loaded and the main deck (the edge is referenced 25 in the figures),
  • the hull is the submerged part of the hull excluding appendages, therefore excluding propulsion units and keel(s) and bulb(s), and, within the framework of the invention, the hull height (HdeC figure 16) is the height measured vertically between the waterline (Lf in the figures) when the vessel is fully loaded and the lowest point of the hull, excluding appendages, therefore excluding propulsion units and keel(s) and bulb(s),
  • - GZ is defined as the ship's righting lever arm, and is the projected distance between the ship's center of gravity G and the ship's center of buoyancy (B), with center of buoyancy B being the point where the sum of the ship's buoyancy forces is applied.
  • Bo is the center of buoyancy of the ship without heel
  • GZ 0 in this case
  • Bi is the center of buoyancy of the ship with heel (GZ ⁇ >0)
  • GZMSX is the maximum of the GZ evolution curve as a function of the ship's heel angle a.
  • FIG 11 of a hull in cross section 30 is the horizontal with respect to which the indicated heel angle a is determined (a on the right in Figure 11).
  • the heel angle a is also defined by the intersection of the longitudinal plane of symmetry of the hull (passing through Bo and G) and the vertical passing through Z and Bi (a at the top of Figure 11).
  • Figures 13 and 14 allow a comparison of the GZ curves as a function of the ship's heel angle between the ships “Drix Ocean” (curve a) and “Drix EM712" (curve b) and other ships:
  • the hull height HdeC is approximately 1.2 meters and the freeboard height Hfb is approximately 1 meter. These values vary depending on the weight of the ship's cargo. In the example ship 1 shown in Figures 1 to 10 and 15 to 18, two keels 3a, 3b are implemented, these two keels 3a, 3b sharing a single bulb 4.
  • Vessel 1 has a hull 2 of the wave-piercing type and is configured to sail at speeds corresponding to a Froude number greater than 0.45 without being of the "planing" type.
  • Hull 2 has a total length of approximately 15.5 meters, a maximum width of approximately 1.75 meters and a total height of its submerged parts, i.e. hull and also appendages, propulsion organs, keels and bulb of approximately 2.5 meters.
  • the hull 2 in its hull part, comprises submerged propulsion members: a steerable propulsion unit 8 which is arranged under the rear part 6 of the hull which corresponds to the rear section 21 of the latter, a fixed propulsion unit 9 with a transmission shaft and which is arranged towards the rear part of the hull, between the two keels 3a, 3b.
  • the hull 2 has internal storage compartments and in its rear part 6 has a housing 12 for receiving external equipment, for storing/transporting equipment.
  • the housing 12 for receiving equipment is on the upper side of the hull 2 forming the main deck of the ship.
  • Stabilizing wings i.e. fixed position device
  • flaps i.e. adjustable device 11 are arranged on either side of the front part of the bulb 4.
  • the keels 3a, 3b also include movable vertical elements 7 of the rudder or fin type.
  • the bulb is considered equivalent to a gondola, the bulb having a shape that flattens towards the rear and is more rounded towards the front where a sonar and/or sounder is installed for forward and downward sonar scanning.
  • the visible front part of the bulb/gondola has a cross-in-a-circle shape that corresponds to the sonar and/or sounder 24.
  • the shape and arrangement of the bulb allow hydrodynamic lift to be produced along a vertical axis and in a positive direction, i.e. upwards, when the vessel is moving forward.
  • the vertical thrust axis due to the bulb is located in the longitudinal axial plane and can be positioned longitudinally vertical to the center of gravity, in which case the lift of the appendage will reduce the sinking of the advancing hull.
  • the longitudinal position of the thrust can also be positioned either in front of or behind the center of gravity, in which case the action of this lift will also have an impact on the longitudinal trim of the vessel moving forward. This lift is the consequence of the asymmetry of the upper and lower shapes of the bulb/gondola.
  • a bow thruster 10 i.e. transverse thruster
  • a bow thruster 10 is arranged forward of the hull 2 of the ship 1 in the hull portion of the hull 2.
  • a kiosk 5 is erected in the approximately middle part of the hull, in the intermediate section 22, i.e. between the forward part/forward section 23 and the aft part 6 corresponding to the aft section 21 of the hull.
  • the kiosk comprises one or more of the following equipment or parts of equipment (e.g. antennas, sensors, transducers, ...): telecommunications (e.g. WIFI, 4G, Satellite, Broadband radio, SSB radio, VHF radio, VHF over IP/INTERNET protocol ...), radar, lidar, camera(s) (e.g. infrared, visible, color, black and white, ...), automatic identification system (AIS - class A), directional acoustic antenna (Acoustic directional antenna), ...
  • equipment or parts of equipment e.g. antennas, sensors, transducers, ...): telecommunications (e.g. WIFI, 4G, Satellite, Broadband radio, SSB radio, VHF radio, VHF over IP/INTER
  • the kiosk 5 may also include one or more access hatches to one or more storage compartments of its own. At least one of the storage compartments may be a temperature-controlled enclosure, a cold generating unit, i.e. air conditioning, being on board the vessel.
  • a cold generating unit i.e. air conditioning
  • hatches may also be provided on the above-water part of the hull or in the kiosk for access to the internal organs of the vessel, including energy sources, e.g. electrical (e.g. batteries), mechanical (e.g. internal combustion engine, in particular diesel, which can also possibly produce electrical energy), thermal (e.g. cold or heat generator), hydraulic (e.g. pump), pneumatic (e.g. compressor), chemical (e.g. fuel tank, possibly oxidizer), transmission organs (e.g. the intra-hull part of the propeller shaft), internal wiring of the vessel, in particular electrical and data transmission (e.g. computer bus, optical fiber), internal circuitry of the vessel, in particular pipes (e.g. fuel system), connections (e.g.
  • energy sources e.g. electrical (e.g. batteries), mechanical (e.g. internal combustion engine, in particular diesel, which can also possibly produce electrical energy), thermal (e.g. cold or heat generator), hydraulic (e.g. pump), pneumatic (e.g. compressor), chemical (e.g. fuel tank
  • control and navigation equipment e.g. a computer system, in particular for pre-programmed mission management and/or remote control, obstacle avoidance system, route planning, corridor navigation mode, path tracking mode, autonomous underwater vehicle (AUV) or wire-guided vehicle tracking mode, destination indication navigation mode, etc.
  • control and navigation equipment e.g. a computer system, in particular for pre-programmed mission management and/or remote control, obstacle avoidance system, route planning, corridor navigation mode, path tracking mode, autonomous underwater vehicle (AUV) or wire-guided vehicle tracking mode, destination indication navigation mode, etc.
  • the housing 12 for receiving equipment is located above the waterline of the hull and is therefore completely out of the water or in its greater part (e.g. the rear end of the housing 12 may be partly in water).
  • This housing is similar to a cradle or cockpit for receiving (storing or transporting) equipment 13, 14; 16, 17, 18 or 19. It forms a recess in the main deck of the ship and has a front edge at the front and two side edges laterally. The edges being erected upwards, they are therefore raised relative to the bottom (i.e. floor) of the equipment housing.
  • the rear of the equipment housing 12 is open on the transom 20 of the hull and forms a U-shaped notch therein. The equipment housing 12 is therefore open upwards and aft.
  • the opening on the transom 20 of the stern of the ship allows the equipment received in the housing to be launched into the water.
  • the equipment e.g. 13, 14; 16, 17, 18; 19, which is stored/transported in this housing 12 of the ship 1 can be made directly integral (in a removable manner for some) with the bottom and/or the walls of the housing, that is to say that each of the elements of the equipment in the case where the equipment is not made up of a single element, must be installed individually.
  • the equipment when the equipment is made up of several elements, it is advantageous to provide a support or cradle for fixing the elements and it is this support or cradle which is installed and made integral with the equipment housing.
  • the support or cradle therefore being pre-equipped, and to install the support or cradle useful for the intended mission in the housing: it is then sufficient to only fix the pre-equipped support or cradle in the ship's housing without having to install each element of the equipment on the ship.
  • the exchange of equipment is therefore greatly simplified.
  • the support can be a simple flat plate and the cradle a U-shaped plate in cross section which fits the shape of the material housing.
  • the empty weight of the ship 1 is approximately 9 metric tons and in addition to the carrying capacity of the bulb 4, the equipment accommodation 12 of the aft part 6 of the hull 2 of the ship 1 has a carrying capacity of approximately 1 metric ton.
  • the ship 1 Due to its dimensions, the ship 1 can be transported in a standard container.
  • the case of a ship whose bulb(s) and/or keel(s) are removable, i.e., dismountable, retractable or retractable as appropriate is provided.
  • the ship's kiosk 5 and/or the aerial appendages it may contain, e.g., antenna, radar, etc. are removable, i.e., dismountable, retractable or retractable as appropriate.
  • the average operational speed of vessel 1 is between 0 and 16 knots, with electric propulsion allowing movement at very low speeds.
  • the vessel uses a hybrid diesel and electric engine.
  • the vessel 1 has a 110 kW diesel engine, which alone can achieve a maximum speed of approximately 16 knots with the propeller 9 and drive shaft. It is also possible to use a more powerful 300 kW diesel engine.
  • the vessel 1 also has a 20 kW electric auxiliary propeller 8. A more powerful electric auxiliary propeller can be used.
  • the vessel has rechargeable batteries with a total capacity of between 20 and 30 kWh.
  • the batteries can be recharged by an electric generator (dynamo or alternator) of the diesel engine and/or by connection to an electrical source external to the vessel.
  • the electric thruster can operate as an electric generator, in particular for recharging the batteries.
  • a cold generating unit i.e. air conditioning
  • the diesel tank which can be in several sub-tanks distributed within hull 2, has a capacity of approximately 2,300 liters.
  • FIGs 3, 4-8 and 9, 10 show several examples of equipment that can be stored/transported in this equipment accommodation housing 12 of the ship 1.
  • the equipment installed in the equipment housing 12 is a catamaran structure 13 with two side floats 15 which is configured to carry a payload 14.
  • the catamaran structure 13 is preferably seaworthy and can be dropped and recovered on the vessel.
  • the catamaran structure 13 can drop and recover the payload 14 which is here a torpedo-shaped autonomous exploration device.
  • the catamaran structure 13 remains fixed in position in the accommodation (apart from equipment exchanges), the payload 14 being able to be dropped and recovered.
  • the catamaran structure 13 installed in the equipment housing 12, due to the presence of its two lateral floats 15, can, in the event that the two lateral floats 15 of the catamaran structure 13 are in contact with the water, provide additional stability to the vessel 1.
  • the two lateral floats 15 may therefore comprise propulsion and guidance/maneuverability devices, in particular when the catamaran structure 13 is navigable. Furthermore, with the propulsion and guidance/maneuverability devices of the two lateral floats 15 and if the two lateral floats 15 are in contact with the water with the catamaran structure 13 installed in the housing 12 then the latter can provide additional propulsion and maneuverability to the vessel 1.
  • the equipment installed in the equipment housing 12 is a system for releasing and recovering a payload which is of the type of autonomous underwater vehicle 18.
  • the release and recovery system comprises a winch 16, a cable and a sliding and articulated ramp 17, the autonomous underwater vehicle being stored in the sliding and articulated ramp 17.
  • the sliding and articulated ramp 17 can slide out of the housing, towards the rear of the ship, then tilt to form a guide for launching the autonomous underwater vehicle 18, as shown in Figures 5 to 8, and vice versa for its recovery.
  • the sliding and articulated ramp 17 remains attached to the ship 1 and does not move away from it.
  • the autonomous underwater vehicle 18, which can move away from the ship 1 remains connected by the cable to the ship 1.
  • the equipment installed in the equipment housing 12 is still a system for dropping and recovering a payload but this time it is of the robotic towed vehicle (ROTV) type 19.
  • the dropping and recovery system comprises, as before, a winch 16, a cable and a sliding and articulated ramp 17, the robotic towed vehicle (ROTV) 19 being stored in the sliding and articulated ramp 17.
  • the operation of the drop and recovery system is similar to the previous one. However, unlike the autonomous underwater vehicle 18.
  • an aerial drone can take off and land directly from the housing 12.
  • the vessel of the invention can be implemented differently, for example with one keel or more than two keels, with more than one bulb, without flap 11 or more flaps than in the example.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

L'invention concerne un navire (1) à moyens de propulsion (8, 9), motorisé, à coque (2) fusiforme et à courbe de stabilité améliorée et comportant au moins une quille (3a, 3b) et au moins un bulbe (4), le navire (1) étant perce-vague et configuré pour naviguer à des vitesses correspondant à un nombre de Froude supérieur à 0,45 sans pour autant être de type «planant», dans lequel la coque (2) présente des dimensions particulières. Le navire (1) présente une courbe de stabilité telle que le bras de levier de redressement GZ atteint un maximum (GZMax ) pour un angle de gite du navire supérieur à 90° et est inférieur à 0,1 mètre (GZ10) lorsque l'angle de gite du navire est de 10 degrés.

Description

Titre : Navire à courbe de stabilité améliorée.
Domaine de l’invention
Le domaine de l’invention concerne la construction navale. L’invention concerne plus particulièrement un navire ayant une courbe de stabilité améliorée et présentant des performances avantageuses dans son utilisation en tant que drone, en particulier dans des missions de mesures hydrographiques et de surveillance notamment du fait de sa stabilité améliorée.
État de la technique
Les drones marins, en particulier de type navire de surface, sont de plus en plus utilisés pour diverses missions : hydrographie notamment des grands fonds marins, pose de câbles ou de pipelines, surveillance, inspection, entretien et réparation notamment des champs d’éoliennes, positionnement sous-marin...
Ces drones étant sans équipage et les moyens pour leur entretien/réparation étant généralement éloignés, il est nécessaire qu’ils soient fiables et performants et qu’ils puissent résister et fonctionner dans des conditions de navigation pouvant être violentes.
Il est donc nécessaire que ces navires aient une très bonne stabilité, aussi bien pour la qualité des mesures et des résultats de leurs missions, que pour leur pérennité, ces deux qualités pouvant être antagoniste. En effet, il faut qu’ils soient très stables pour assurer leur survie dans des mers très fortes mais une grande stabilité initiale implique une très forte sensibilité aux vagues (notamment de travers) car cette stabilité implique de fortes accélérations en roulis, or les accélérations angulaires sont très néfastes à la qualité des mesures.
On connait par la demande de brevet FR3065705 déposée au nom de IXBLUE un « Navire de surface à propulsion motorisée à coque fusiforme et quille lestée » qui présente un bon comportement en mer forte grâce à sa forme.
L’invention propose un navire à stabilité améliorée qui est particulièrement efficace et stable et qui a une autonomie importante.
Résumé de l’invention
Plus précisément, l’invention concerne un navire de surface à propulsion motorisée, comportant une coque fusiforme et au moins une quille lestée en partie inférieure de la coque, la coque étant allongée suivant une direction longitudinale du navire et comportant une partie d’œuvre vive et une partie d’œuvre morte séparées par une ligne de flottaison, ladite au moins une quille étant pourvue à son extrémité inférieure d’au moins un bulbe offrant intérieurement un espace de stockage d’une instrumentation et comportant un lest, ledit au moins un bulbe ayant une longueur selon la direction longitudinale de la coque comprise entre 3 et 10 mètres, le navire étant du type perce-vague et configuré pour naviguer à des vitesses correspondant à un nombre de Froude supérieur à 0,45 sans pour autant être de type «planant», la coque présentant une forme ayant :
- un rapport largeur totale sur longueur totale inférieur à 0, 15,
- une longueur totale inférieure à 20 mètres,
- une longueur totale d'au moins 8 mètres,
- un rapport de la hauteur du franc-bord sur la hauteur de carène compris entre 0,1 et 2, la hauteur de carène étant la hauteur mesurée entre la ligne de flottaison à pleine charge du navire et le point le plus bas de la coque, hors quille et autres appendices, ledit navire ayant une courbe de stabilité représentant des variations d’un bras de levier de redressement GZ du navire en fonction d’angles de gite du navire, le bras de levier de redressement GZ étant défini entre un centre de gravité (G) du navire et un centre de flottaison (B) du navire où s’applique la somme des forces de flottaison du navire.
Selon l’invention, le bras de levier de redressement GZ de la courbe de stabilité du navire en condition de navigation, aussi bien à vide qu’à pleine charge et dans les deux cas sans aucun chargement en pontée : atteint un maximum (GZMax ) pour un angle de gite du navire supérieur à 90° et
- est inférieur à 0, 1 mètre (GZ10) lorsque l’angle de gite du navire est de 10 degrés, le maximum (GZMax) du bras de levier de redressement étant le maximum du bras de levier (GZ) de la courbe de stabilité du navire.
D’autres caractéristiques avantageuses du navire conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- le navire est dépourvu de système de propulsion par le vent,
- le navire est un drone,
- la propulsion motorisée comporte une propulsion mécanique motorisée par moteur à combustion interne,
- la propulsion motorisée comporte une propulsion électrique motorisée par moteur électrique,
- le navire comporte plusieurs quilles distinctes alignées longitudinalement sous le navire chaque quille ayant son propre bulbe ou des quilles adjacentes ayant un bulbe en commun s’étendant entre lesdites quilles adjacentes,
- le navire comporte deux quilles distinctes alignées longitudinalement sous le navire, les deux quilles ayant un bulbe en commun,
- le navire comporte en outre au moins un appendice immergé choisi parmi les appendices à type de gouvernail, ailerons, plans anti-dérives hors quille, aile ou volet de stabilisation, - le navire comporte au moins deux appendices immergés mobiles dont au moins un gouvernail et un volet de stabilisation,
- le navire comporte en partie arrière un logement d’accueil de matériel, ledit logement étant situé au-dessus de la ligne de flottaison de la coque,
- le logement d’accueil de matériel présente une ouverture sur le tableau arrière du navire permettant la mise à l’eau dudit matériel,
- la coque est constituée de plusieurs tronçons qui sont assemblés entre eux et qui sont démontables et interchangeables,
- la coque comporte un tronçon arrière interchangeable,
- le navire est principalement propulsé par un système de propulsion motorisée comportant au moins un moteur entraînant un dispositif terminal de poussée immergé,
- le dispositif terminal de poussée immergé est une hélice,
- le dispositif terminal de poussée immergé est une turbine,
- la coque comporte un tronçon arrière interchangeable comportant des systèmes de propulsion motorisée.
- les systèmes de propulsion motorisée sont au moins un moteur électrique,
- les systèmes de propulsion motorisée sont au moins un moteur à combustion interne,
- le tronçon arrière interchangeable comporte le logement d’accueil de matériel,
- la coque comporte un tronçon avant interchangeable,
- la coque comporte un tronçon intermédiaire comportant un kiosque érigé vers le haut, au-dessus de la ligne de flottaison
- le bulbe ou au moins un des bulbes comporte des transducteurs acoustiques,
- les transducteurs acoustiques sont des sonar,
- au moins une quille desdites au moins une quille est amovible,
- le navire comporte au moins une quille rétractable en translation verticale dans le kiosque,
- la coque comporte un tronçon intermédiaire comportant un kiosque érigé vers le haut .au-dessus de la ligne de flottaison, et une quille amovible, de préférence rétractable par remontée à travers la coque en remontant et s’insérant dans le kiosque,
- la coque et le pont principal sont en composite fibre de verre « E », i.e. « E-glass », et époxy par infusion sur corps en chlorure de polyvinyle,
- le kiosque est en composite fibre de verre « E », i.e. « E-glass », et époxy par infusion sur corps en chlorure de polyvinyle,
- le/les quilles sont en composite fibre de verre « E », i.e. « E-glass », et époxy par infusion sur corps en chlorure de polyvinyle,
- le/les bulbes sont en composite fibre de verre « E », i.e. « E-glass », et époxy par infusion sur corps en chlorure de polyvinyle, - en alternative ou complément de la fibre de verre, des fibres de carbone et/ou d’aramide sont mises en œuvre,
- le/les appendices immergés sont en composite fibre de verre « E », i.e. « E-glass », et époxy par infusion sur corps en chlorure de polyvinyle,
- au moins un bulbe desdits au moins un bulbe est interchangeable,
- le navire comporte au moins un bulbe interchangeable,
- le bulbe ou au moins un des bulbes comporte un espace interne permettant l’installation d’au moins quatre charges utiles,
- la géométrie du bulbe est conçue de telle sorte que le bulbe produit une portance hydrodynamique selon un axe vertical et dans un sens positif, i.e. vers le haut, lorsque que le navire avance,
- le navire comporte un bulbe qui est configuré afin de produire une portance hydrodynamique selon un axe vertical et dans un sens positif, c’est-à-dire vers le haut, lorsque que le navire avance.
Brève description des figures
Sur les figures annexées la :
[Fig. 1 ] représente une vue de côté/latérale d’un exemple de navire selon l’invention, ledit navire étant un drone,
[Fig. 2] représente le navire de la figure 1 en vue en perspective semi arrière et légèrement plongeante,
[Fig. 3] représente le navire de la figure 1 en vue en perspective semi arrière et légèrement plongeante qui transporte dans le logement d’accueil de matériel de la partie arrière de la coque une structure de catamaran avec charge utile, ladite structure étant navigante et pouvant être larguée et récupérée,
[Fig. 4] représente le navire de la figure 1 en vue en perspective semi arrière et légèrement plongeante qui transporte dans le logement d’accueil de matériel de la partie arrière de la coque un système de largage et récupération d’une charge utile comportant un treuil, un câble et une rampe coulissante et articulée, la charge utile à type de véhicule sous-marin autonome ou filoguidé étant stockée dans la rampe coulissante et articulée,
[Fig. 5] [Fig. 6] [Fig. 7] [Fig. 8] représentent le largage par mise à l’eau du véhicule sous-marin autonome ou filoguidé du navire de la figue 4, le véhicule sous-marin étant autonome ou étant filoguidé et restant alors relié par le câble à fonction ombilicale au navire,
[Fig. 9] représente le navire de la figure 1 en vue en perspective semi arrière et légèrement plongeante qui transporte dans le logement de la partie arrière de la coque un système de largage et récupération d’une charge utile comportant un treuil, un câble et une rampe coulissante et articulée, la charge utile à type d’engin remorqué robotisé (ROTV) autonome étant stockée dans la rampe coulissante et articulée, [Fig. 10] représente le largage par mise à l’eau de l’engin remorqué robotisé (ROTV) autonome du navire de la figue 9, l’engin remorqué robotisé (ROTV) est ensuite remorqué en immersion,
[Fig. 11 ] représente un navire en coupe transversale schématisant GZ, bras de levier de redressement du navire, le centre de gravité G du navire et le centre de flottaison du navire, Bo étant le centre de flottaison du navire sans gite et Bi étant le centre de flottaison du navire avec gite, et
[Fig. 12] représente deux courbes de GZ en fonction de l’angle de gite pour deux navires différents mais configurés selon l’invention,
[Fig. 13] représente un agrandissement des courbes de la figure 14 autour de l’origine du GZ (GZ=0) et des angles (0°),
[Fig. 14] représente une comparaison entre des courbes de GZ en fonction de l’angle de gite du navire pour différents navires référencés a b et c d e g h i par leurs courbes de GZ,
[Fig. 15] est une vue en perspective filaire du navire de l’invention,
[Fig. 16] est une vue latérale filaire du navire de l’invention,
[Fig. 17] est une vue de dessus filaire du navire de l’invention,
[Fig. 18] est une vue frontale filaire du navire de l’invention, et
[Fig. 19] représente des vues des navires référencés c d e g h i servant de comparaison pour les figures 13 et 14.
Description détaillée
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l’invention et comment elle peut être réalisée.
On rappelle tout d’abord les définitions suivantes :
- le tableau arrière est la partie émergée de l'arrière/poupe de la coque du navire,
- la hauteur de franc-bord (Hfb sur les figures) du navire est la hauteur entre la ligne de flottaison (Lf sur les figures) à pleine charge du navire et le pont principal (le bord est référencé 25 sur les figures),
- la carène est la partie immergée de la coque hors appendices, donc hors organes propulseurs et quille(s) et bulbe(s), et, dans le cadre de l’invention, la hauteur de carène (HdeC figure 16) est la hauteur mesurée verticalement entre la ligne de flottaison (Lf sur les figures) à pleine charge du navire et le point le plus bas de la coque, hors appendices, donc hors organes propulseurs et quille(s) et bulbe(s),
- la pontée désigne l'ensemble des marchandises arrimées sur le pont, - GZ est défini comme étant le bras de levier de redressement du navire, et est la distance projetée entre le centre de gravité G du navire et le centre de flottaison (B) du navire, le centre de flottaison B étant le point où s’applique la somme des forces de flottaison du navire. Sur la figure 11 , Bo est le centre de flottaison du navire sans gite, GZ=0 dans ce cas, et Bi est le centre de flottaison du navire avec gite (GZ<>0), et
- GZMSX est le maximum de la courbe d’évolution du GZ en fonction de l’angle de gite a du navire.
Sur la figure 11 d’une coque en coupe transversale, 30 est l’horizontale par rapport à laquelle l’angle de gite a indiqué est déterminé (a à droite sur la figure 11 ). L’angle de gite a est aussi défini par le croisement du plan longitudinal de symétrie de la coque (passant par Bo et G) et la verticale passant par Z et Bi(a en haut de la figure 11 ).
A titre d’exemple, deux courbes a (pour le navire « Drix Ocean »), b (pour le navire « Drix EM712 »), de GZ en fonction de l’angle de gite du navire sont représentées sur la figure 12. Ces deux courbes a, b correspondent à des navires différents dont un est décrit plus précisément ci-après, et qui sont tous deux configurés selon l’invention. Pour ces deux navires, les courbes de GZ, sont au-dessus de 0° à tous les angles de gite du navire, i.e. entre 0 et 180 degrés. On note que le GZ aux faibles angles est très faibles, ce qui est le signe d’une insensibilité aux vagues de travers. De plus, le GZ passe par un maximum pour des angles de gite du navire supérieurs à 90°, ce qui est le signe d’une très forte résistance aux conditions extrêmes de mer. De telles caractéristiques ne se retrouvent pas dans les navires classiques, en particulier les drones.
Les Figures 13 et 14 permettent de comparer les courbes de GZ en fonction de l’angle de gite du navire entre les navires « Drix Ocean » (courbe a) et « Drix EM712 » (courbe b) et d’autres navire :
« iXWork50 », Navire de charge de 15 mètres de long (courbe c),
« Cmm », Navire de charge de 25 mètres (courbe d), «iXWork40 WF », Vedette de 12 mètres (courbe e), « Workboat_Sample », Navire de charge de 20 mètres (courbe g), « 30m Crew Supply Vessel », Navire de transfert de personnel de 30 mètres (courbe h) et
« Rigidlnflatable », Semi-rigide de 8 mètres (courbe i).
Des vues des navires référencés c d e g h i en correspondance aux courbes c d e g h i sont visibles sur la figure 19.
Pour le « Drix Ocean », la hauteur de carène HdeC est d’environ 1 ,2 mètres et la hauteur de franc bord Hfb est d’environ 1 mètre. Ces valeurs varient en fonction du poids du chargement du navire. Dans l’exemple de navire 1 représenté sur les figures 1 à 10 et 15 à 18, deux quilles 3a, 3b sont mises en œuvre, ces deux quilles 3a, 3b se partageant un seul bulbe 4.
Le navire 1 comporte une coque 2 du type perce-vague et est configuré pour naviguer à des vitesses correspondant à un nombre de Froude supérieur à 0,45 sans pour autant être de type «planant». La coque 2 présente une longueur totale d’environ 15,5 mètres, une largeur maximale d’environ 1 ,75 mètres et une hauteur totale de ses parties immergées, i.e. carène et aussi appendices, organes propulseurs, quilles et bulbe d’environ 2,5 mètres.
La coque 2, dans sa partie de carène, comporte des organes propulseurs immergés : un propulseur orientable 8 qui est disposé sous la partie arrière 6 de la coque qui correspond au tronçon arrière 21 de cette dernière, un propulseur fixe 9 à arbre de transmission et qui est disposé vers la partie arrière de la coque, entre les deux quilles 3a, 3b.
La coque 2, comporte intérieurement des compartiments de stockage et dans sa partie arrière 6 comporte un logement 12 d’accueil de matériel .externe, de stockage/transport de matériel. Le logement 12 d’accueil de matériel est côté supérieur de la coque 2 formant le pont principal du navire.
Des ailes (i.e. dispositif à position fixe) ou volets (i.e. dispositif orientable) 11 de stabilisation sont agencés de part et d’autre de la partie avant du bulbe 4.
Les quilles 3a, 3b comportent en outre des éléments verticaux mobiles 7 à type de gouvernail ou ailerons.
A noter que dans le cadre de l’invention, le bulbe est considéré équivalent à une gondole, le bulbe ayant une forme s’aplatissant vers l’arrière et plus arrondie vers l’avant où un sonar et/ou sondeur est installé pour un balayage sonar orienté vers l’avant et vers le bas. En particulier, sur les figures 15 et 18 la partie avant visible du bulbe/gondole présente une forme de croix dans un cercle qui correspond au sonar et/ou sondeur 24.
Il convient aussi de noter que la forme et la disposition du bulbe permettent de produire une portance hydrodynamique selon un axe vertical et dans un sens positif, c’est-à- dire vers le haut, lorsque que le navire avance. L’axe de poussée verticale dû au bulbe se situe dans le plan axial longitudinal et peut-être soit positionné longitudinalement à la vertical du centre de gravité, auquel cas la portance de l’appendice diminuera l’enfoncement de la carène qui avance. La position longitudinale de la poussée peut aussi être positionnée soit en avant, soit en arrière du centre de gravité, dans ce cas l’action de cette portance aura aussi un impact sur l’assiette longitudinale du bateau qui avance. Cette portance est la conséquence de l’asymétrie des formes supérieures et inférieures du bulbe/gondole. Ainsi, en jouant sur les formes du bulbe, il est possible d’agir sur la quantité de portance ainsi que sur le centre de poussée de cette portance. Un propulseur d’étrave 10 (i.e. propulseur transversal) est agencé vers l’avant de la coque 2 du navire 1 dans la partie de carène de la coque 2.
Dans la partie au-dessus de la ligne de flottaison de la coque, i.e. au-dessus de la ligne de flottaison et en pratique sur le pont principal, un kiosque 5 est érigé en partie approximativement médiane de la coque, dans le tronçon intermédiaire 22, i.e. entre la partie avant/le tronçon avant 23 et la partie arrière 6 correspondant au tronçon arrière 21 de la coque. Le kiosque comporte un ou plusieurs des équipements ou parties d’équipements (e.g. antennes, capteurs, transducteurs, ... ) suivants : télécommunication (e.g. WIFI, 4G, Satellite, Radio large bande, radio BLU, radio VHF, VHF sur IP/protocole INTERNET ... ), radar, lidar, caméra(s) (e.g. infrarouge, visible, couleur, noir et blanc, ... ), système d’identification automatique (AIS - classe A), antenne acoustique directionnelle (Acoustic directional antenna), ...
Toujours dans la partie hors d’eau de la coque, des trappes d’accès aux compartiments de stockage sont agencées. Les compartiments de stockage permettent le stockage d’équipements ou parties d’équipements dont ceux listés ci- dessus. D’ailleurs, le kiosque 5 peut aussi comporter une/des trappes d’accès à un/des compartiments de stockage qui lui son propre. Au moins un des compartiment de stockage peut être une enceinte à température régulée, un groupe générateur de froid, i.e. climatisation, étant embarqué dans le navire.
D’autres trappes peuvent également être prévues sur la partie hors d’eau de la coque ou dans le kiosque pour accès aux organes interne du navire que sont notamment les sources d’énergie, e.g. électrique (par ex. batteries), mécanique (par ex. moteur à combustion interne, notamment diesel, pouvant aussi possiblement produire de l’énergie électrique), thermique (par ex. générateur de froid ou de chaud), hydraulique (par ex. pompe), pneumatique (par ex. compresseur), chimique (par ex. réservoir de carburant, possiblement de comburant), les organes de transmission (par ex. la partie intra-coque de l’arbre d’hélice), le câblage interne du navire, notamment électrique et de transmission de données (par ex. bus informatique, fibre optique), la circuiterie interne du navire, notamment canalisations (par ex. circuit de carburant), des connexions (par ex. trappe d’accès à une goulotte de remplissage pour carburant, connecteur électrique de recharge de batteries... ), les appareillage de contrôle et de navigation (par ex. un système informatique, notamment de gestion de mission préprogrammée et/ou télécommandée, système d’évitement d’obstacles, de planification d’itinéraire, mode de navigation en corridor, mode de suivi de trajet, mode de suivi de de véhicule sous-marin autonome (AUV) ou filoguidé, mode de navigation par indication de destination ... )
Enfin, dans la partie arrière 6 de la coque 2, le logement 12 d’accueil de matériel situé au-dessus de la ligne de flottaison de la coque et est donc hors d’eau totalement ou dans sa plus grande partie (par ex. l’extrémité arrière du logement 12 peut être en partie en eau).
Ce logement s’apparente à un berceau ou cockpit d’accueil (de stockage ou de transport) de matériel 13, 14 ; 16, 17, 18 ou 19. Il forme un renfoncement dans le pont principal du navire et comporte à l’avant un rebord avant et latéralement deux rebords latéraux. Les rebords étant érigés vers le haut, ils sont donc surélevés par rapport au fond (i.e. sol) du logement d’accueil de matériel. L’arrière du logement 12 d’accueil de matériel est ouvert sur le tableau arrière 20 de la coque et forme dans celui-ci une échancrure en forme de U. Le logement 12 d’accueil de matériel est donc ouvert vers le haut et vers l’arrière. L’ouverture sur le tableau arrière 20 de la poupe du navire permet la mise à l’eau du matériel accueilli dans le logement.
Le matériel, e.g. 13, 14 ; 16, 17, 18 ; 19, qui est stocké/transporté dans ce logement 12 du navire 1 peut être directement rendu solidaire (d’une manière amovible pour certains) du fond et/ou des parois du logement, c’est-à-dire que chacun des éléments du matériel dans le cas où le matériel n’est pas constitué d’un seul élément, doit être installé individuellement.
Toutefois, lorsque le matériel est constitué de plusieurs éléments il est avantageux de prévoir un support ou berceau de fixation des éléments et c’est ce support ou berceau qui est installé et rendu solidaire du logement d’accueil de matériel. Ainsi, il est possible de disposer un stock de plusieurs supports ou berceaux ayant du matériel différent préinstallé, le support ou berceau étant donc prééquipé, et d’installer le support ou berceau utile à la mission prévue dans le logement : il suffit alors de seulement fixer le support ou berceau prééquipé dans le logement du navire sans avoir à installer chaque élément du matériel sur le navire. L’échange des matériels est donc grandement simplifié.
Le support peut être une simple plaque plane et le berceau une plaque en U en coupe transversale qui vient épouser la forme du logement d’accueil de matériel.
Le poids à vide du navire 1 est d’environ 9 tonnes métriques et outre la capacité d’emport du bulbe 4, le logement 12 d’accueil de matériel de la partie arrière 6 de la coque 2 du navire 1 a une capacité d’emport d’environ 1 tonne métrique.
De par ses dimensions le navire 1 peut être transporté dans un containeur standard. En outre, on prévoit le cas d’un navire dont le/les bulbes et/ou la/les quilles soient amovibles, i.e. démontables ou escamotables ou rétractables selon les cas. On prévoit également que le kiosque 5 du navire et/ou les appendices aériens qu’il peut comporter, e.g. antenne, radar... soient amovibles, i.e. démontables ou escamotables ou rétractables selon les cas.
La vitesse maximale du navire 1 est d’environ 16 Nœuds (1 nœud = 1 ,852 kilomètre/heure). La Vitesse opérationnelle moyenne du navire 1 est comprise entre 0 et 16 nœuds, une propulsion électrique permettant un déplacement à très faible vitesse.
Le navire met en œuvre une motorisation hybride Diesel et électrique. Le navire 1 comporte un moteur Diesel de 110 kW permettant d’assurer à lui seul une vitesse maximale d’environ 16 Nœuds avec le propulseur 9 à hélice et arbre de transmission. Il est également possible de mettre en œuvre un moteur Diesel plus puissant de 300 kW. Le navire 1 comporte aussi un propulseur auxiliaire 8 électrique de 20 kW à hélice. Un propulseur auxiliaire électrique plus puissant peut être mis en œuvre. Le navire comporte des batteries rechargeables de capacité totale comprise entre 20 et 30 kWh. Les batteries peuvent être rechargées par un générateur électrique (dynamo ou alternateur) du moteur Diesel et/ou par connexion à une source électrique externe au navire. Dans un mode de réalisation avantageux le propulseur électrique peut fonctionner en générateur électrique notamment pour recharge des batteries.
Enfin, afin d’assurer la régulation de la température du ou des compartiments du navire, un groupe générateur de froid, i.e. climatisation, est mis en œuvre.
Le réservoir de Diesel, qui peut être en plusieurs sous-réservoirs répartis au sein de la coque 2, a une capacité d’environ 2 300 litres.
Typiquement, le navire 1 a un rayon d’action de 2500 nautic miles (1 nautic mile = 1 ,852 km) à une vitesse de 8 nœuds.
Les figures 3, 4-8 et 9, 10 représentent plusieurs exemples de matériel, pouvant être stocké/transporté dans ce logement 12 d’accueil de matériel du navire 1.
Figure 3, le matériel installé dans le logement 12 d’accueil de matériel est une structure de catamaran 13 avec deux flotteurs latéraux 15 qui est configurée pour transporter une charge utile 14. La structure de catamaran 13 est de préférence navigante et peut être larguée et récupérée sur le navire. La structure de catamaran 13 peut larguer et récupérer la charge utile 14 qui est ici un dispositif d’exploration autonome en forme de torpille.
Dans une variante, la structure de catamaran 13 reste à poste fixe dans le logement (en dehors des échanges de matériel), la charge utile 14 pouvant être larguée et récupérée.
Il convient de noter que la structure de catamaran 13 installée dans le logement 12 d’accueil de matériel, du fait de la présence de ses deux flotteurs latéraux 15, peut, au cas où les deux flotteurs latéraux 15 de la structure de catamaran 13 seraient au contact de l’eau, apporter un surcroit de stabilité au navire 1 .
Les deux flotteurs latéraux 15 peuvent donc comporter des dispositifs de propulsion et de guidage/manœuvrabilité, en particulier lorsque la structure de catamaran 13 est navigante. En outre, avec les dispositifs de propulsion et de guidage/manœuvrabilité des deux flotteurs latéraux 15 et si les deux flotteurs latéraux 15 sont au contact de l’eau avec la structure de catamaran 13 installée dans le logement 12 alors cette dernière peut apporter un surplus de propulsion et manœuvrabilité au navire 1 .
Figures 4-8, le matériel installé dans le logement 12 d’accueil de matériel est un système de largage et récupération d’une charge utile qui est à type de véhicule sous- marin autonome 18. Le système de largage et récupération comporte un treuil 16, un câble et une rampe coulissante et articulée 17, le véhicule sous-marin autonome étant stockée dans la rampe coulissante et articulée 17.
La rampe coulissante et articulée 17 peut coulisser hors du logement, vers l’arrière du navire, puis basculer pour former un guide de mise à l’eau du véhicule sous-marin autonome 18, confère les figures 5 à 8, et inversement pour sa récupération. La rampe coulissante et articulée 17 reste solidaire du navire 1 et ne s’en éloigne pas. Dans cet exemple, le véhicule sous-marin autonome 18 qui peut s’éloigner du navire 1 reste relié par le câble au navire 1 .
Figures 9-10, le matériel installé dans le logement 12 d’accueil de matériel est encore un système de largage et récupération d’une charge utile mais qui est cette fois à type d’engin remorqué robotisé (ROTV) 19. Le système de largage et récupération comporte comme précédemment un treuil 16, un câble et une rampe coulissante et articulée 17, l’engin remorqué robotisé (ROTV) 19 étant stockée dans la rampe coulissante et articulée 17.
Le fonctionnement du système de largage et récupération est similaire au précédent. Toutefois, contrairement au véhicule sous-marin autonome 18.
On envisage dans le cadre de la mise en œuvre de l’invention que d’autres types de matériels soient installés dans le logement 12 et notamment un matériel qui ne nécessite pas une mise à l’eau pour accomplir une mission. Ainsi, un drone aérien peut décoller et atterrir directement à partir du logement 12.
On comprend que le navire de l’invention peut être mis en œuvre différemment, par exemple avec une quille ou plus de deux quilles, avec plus d’un bulbe, sans volet 11 ou plus de volets que dans l’exemple.

Claims

REVENDICATIONS
1. Navire de surface à propulsion motorisée, comportant une coque (2) fusiforme et au moins une quille (3a, 3b) lestée en partie inférieure de la coque, la coque (2) étant allongée suivant une direction longitudinale du navire et comportant une partie d’œuvre vive et une partie d’œuvre morte séparées par une ligne de flottaison (Lf), ladite au moins une quille (3a, 3b) étant pourvue à son extrémité inférieure d’au moins un bulbe (4) offrant intérieurement un espace de stockage d’une instrumentation et comportant un lest, ledit au moins un bulbe (4) ayant une longueur selon la direction longitudinale de la coque comprise entre 3 et 10 mètres, le navire étant du type perce-vague et configuré pour naviguer à des vitesses correspondant à un nombre de Froude supérieur à 0,45 sans pour autant être de type «planant», la coque (2) présentant une forme ayant :
- un rapport largeur totale sur longueur totale inférieur à 0, 15,
- une longueur totale inférieure à 20 mètres,
- une longueur totale d'au moins 8 mètres,
- un rapport de la hauteur du franc-bord (Hfb) sur la hauteur de carène (HdeC) compris entre 0,1 et 2, la hauteur de carène (HdeC) étant la hauteur mesurée entre la ligne de flottaison (Lf) à pleine charge du navire et le point le plus bas de la coque, hors quille et autres appendices, ledit navire ayant une courbe de stabilité représentant des variations d’un bras de levier de redressement GZ du navire en fonction d’angles de gite du navire, le bras de levier de redressement GZ étant défini entre un centre de gravité (G) du navire et un centre de flottaison (B) du navire où s’applique la somme des forces de flottaison du navire, dans lequel, le bras de levier de redressement GZ de la courbe de stabilité du navire en condition de navigation, aussi bien à vide qu’à pleine charge et dans les deux cas sans aucun chargement en pontée :
- atteint un maximum (GZMax ) pour un angle de gite du navire supérieur à 90° et
- est inférieur à 0, 1 mètre (GZ10) lorsque l’angle de gite du navire est de 10 degrés, le maximum (GZMax) du bras de levier de redressement étant le maximum du bras de levier (GZ) de la courbe de stabilité du navire.
2. Navire selon la revendication 1 , comportant plusieurs quilles (3a, 3b) distinctes alignées longitudinalement sous le navire, chaque quille ayant son propre bulbe (4) ou des quilles adjacentes ayant un bulbe en commun s’étendant entre lesdites quilles adjacentes.
3. Navire selon la revendication 2, comportant deux quilles (3a, 3b) distinctes alignées longitudinalement sous le navire, les deux quilles ayant un bulbe (4) en commun.
4. Navire selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comportant en partie arrière (6) un logement (12) d’accueil de matériel (13, 14 ; 16, 17, 18 ; 19), ledit logement étant situé au-dessus de la ligne de flottaison de la coque.
5. Navire selon la revendication 4, dans lequel le logement (12) d’accueil de matériel présente une ouverture sur le tableau arrière (20) du navire permettant la mise à l’eau dudit matériel.
6. Navire selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la coque (2) est constituée de plusieurs tronçons (21 , 22, 23) qui sont assemblés entre eux et qui sont démontables et interchangeables.
7. Navire selon la revendication 6, dans lequel la coque comporte un tronçon arrière (21 ) interchangeable comportant des systèmes de propulsion motorisée.
8. Navire selon l’une quelconque des revendications 6 et 7, dans lequel la coque (2) comporte un tronçon avant (23) interchangeable.
9. Navire selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel la coque (2) comporte un tronçon intermédiaire (22) comportant un kiosque (5) érigé vers le haut, au- dessus de la ligne de flottaison.
10. Navire selon la revendications 9, comportant au moins une quille rétractable en translation verticale dans le kiosque (5).
11. Navire selon l’une des revendications 1 à 10, comportant au moins un bulbe interchangeable.
12. Navire selon l’une des revendications 1 à 11 , principalement propulsé par un système de propulsion motorisée (8, 9) comportant au moins un moteur entraînant un dispositif terminal de poussée immergé.
13. Navire selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dépourvu de système de propulsion par le vent.
14. Navire selon l’une des revendications 1 à 13, dans lequel le bulbe est configuré afin de produire une portance hydrodynamique selon un axe vertical et dans un sens positif, c’est-à-dire vers le haut, lorsque que le navire avance.
PCT/EP2025/056711 2024-03-12 2025-03-12 Navire à courbe de stabilité améliorée Pending WO2025190992A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR2402480 2024-03-12
FR2402480A FR3160156A1 (fr) 2024-03-12 2024-03-12 Navire à courbe de stabilité améliorée.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025190992A1 true WO2025190992A1 (fr) 2025-09-18

Family

ID=91829848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2025/056711 Pending WO2025190992A1 (fr) 2024-03-12 2025-03-12 Navire à courbe de stabilité améliorée

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3160156A1 (fr)
WO (1) WO2025190992A1 (fr)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6427615B1 (en) * 2001-01-17 2002-08-06 Strong Engineering Consulting Co., Ltd. Modularized unmanned marine surface vehicle
FR2883254A1 (fr) * 2005-03-18 2006-09-22 Yann Lafosse Quille hydractive pendulaire separable pour navire comportant des ailerons lateraux orientables.
WO2018065723A1 (fr) * 2016-10-04 2018-04-12 Ixblue Système de mesure pour milieu aquatique comportant un navire de surface et un engin subaquatique
FR3065705A1 (fr) 2017-04-27 2018-11-02 Ixblue Navire de surface a propulsion mecanique motorisee a coque fusiforme et quille lestee
WO2022167490A1 (fr) * 2021-02-04 2022-08-11 Ixblue Navire autonome motorisé monocoque à quille lestée transformable en trimaran
EP3784558B1 (fr) * 2018-04-27 2023-04-26 Exail Système pour le déploiement et la récupération d'un engin autonome sous-marin, procédé d'utilisation

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6427615B1 (en) * 2001-01-17 2002-08-06 Strong Engineering Consulting Co., Ltd. Modularized unmanned marine surface vehicle
FR2883254A1 (fr) * 2005-03-18 2006-09-22 Yann Lafosse Quille hydractive pendulaire separable pour navire comportant des ailerons lateraux orientables.
WO2018065723A1 (fr) * 2016-10-04 2018-04-12 Ixblue Système de mesure pour milieu aquatique comportant un navire de surface et un engin subaquatique
FR3065705A1 (fr) 2017-04-27 2018-11-02 Ixblue Navire de surface a propulsion mecanique motorisee a coque fusiforme et quille lestee
EP3615409B1 (fr) * 2017-04-27 2022-04-20 Ixblue Navire de surface à propulsion mécanique motorisée à coque fusiforme et quille lestée
EP3784558B1 (fr) * 2018-04-27 2023-04-26 Exail Système pour le déploiement et la récupération d'un engin autonome sous-marin, procédé d'utilisation
WO2022167490A1 (fr) * 2021-02-04 2022-08-11 Ixblue Navire autonome motorisé monocoque à quille lestée transformable en trimaran

Also Published As

Publication number Publication date
FR3160156A1 (fr) 2025-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3784558B1 (fr) Système pour le déploiement et la récupération d&#39;un engin autonome sous-marin, procédé d&#39;utilisation
US7789723B2 (en) Unmanned ocean vehicle
US20200385093A1 (en) Data Retrieval and Transmitting Marine Exploration Vessel Systems
EP4124203B1 (fr) Système et procédé de déploiement et de récupération d&#39;engin autonome sous-marin par un véhicule de récupération remorqué par un navire, ensemble d&#39;exploration sous-marine
ES2963531T3 (es) Buque de superficie no tripulado para operaciones de vehículo submarino operado a distancia
CN1829629A (zh) 无人值守海洋运载工具
EP3717346B1 (fr) Engin maritime flottant a quille de mesure amovible
WO2001081162A2 (fr) Navire porte conteneurs autonome
WO2022167490A1 (fr) Navire autonome motorisé monocoque à quille lestée transformable en trimaran
FR2762578A1 (fr) Navire porte-conteneurs autonome
US3698339A (en) Method and means for the water transport of liquids
WO2025190992A1 (fr) Navire à courbe de stabilité améliorée
US3805729A (en) Means for the water transport of liquids
CN221519962U (zh) 无人艇
KR102649569B1 (ko) 수소연료전지 기반 전기추진 레저용 보트
Ohki et al. Development and testing of an unmanned surface towing system for autonomous transport of multiple heterogeneous underwater vehicles for seafloor survey
French Analysis of unmanned undersea vehicle (UUV) architectures and an assessment of UUV integration into undersea applications
FR3152146A1 (fr) Navire pour eaux peu profondes
WO2025238609A1 (fr) Système de transport à hydroptère
FR2641751A1 (fr) Hydroptere a coussin d&#39;air
EP2895386B1 (fr) Voilier de charge roulier
KR102552226B1 (ko) 해저조망 전기보트차와 전기 해저조망 관광예인선이 결합된 선박결합체
FR3162201A1 (fr) Systeme de transport a hydroptere
EP0298856A1 (fr) Embarcation d&#39;assaut polyvalente
CH721820A2 (fr) Système de transport à hydroptère

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 25712112

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1