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Patent Searching and Data


Title:
MOTOR BOAT WITH TWO HULLS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1982/000811
Kind Code:
A1
Abstract:
Motor boat with two hulls (2, 22) comprising a superstructure (3) fixed to said hulls (2, 22) Motors (4) actuate propellers (7) fixed at the front part of the hulls (2, 22) in the space located between said hulls (2, 22). The aerodynamic axes (8, 29) of the hulls (2, 22) converge towards the rear portion of the boat. The water is sucked in the convergency formed between the front parts of the hulls (2, 22) and discharged in the rear divergent.

Inventors:
CHARBONNIER J (FR)
Application Number:
PCT/FR1981/000105
Publication Date:
March 18, 1982
Filing Date:
August 21, 1981
Export Citation:
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Assignee:
MANCHE ATEL CHANTIERS (FR)
CHARBONNIER J (FR)
International Classes:
B63B1/12; B63H5/07; B63H5/08; B63H5/125; B63H25/48; (IPC1-7): B63B1/12; B63H5/06
Foreign References:
FR1246011A1960-11-10
US3288100A1966-11-29
US3236202A1966-02-22
FR2238634A11975-02-21
AU462904B21975-07-10
FR1418806A1965-11-26
CH128886A1928-11-16
US3954083A1976-05-04
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Navire à moteur à deux coques (2,22) ou cata¬ maran, comprenant une superstructure (3,23) fixée sur ces coques et au moins un propulseur (7,27,40) prenant appui sur l'eau suivant un axe de poussée (8,29) et actionné par un moteur (4,24), caractérisé en ce que le propulseur est situé entre les coques (2,22) , dans la moitié avant du navire et, du moins en situation de marche en ligne droite, a son axe de poussée (8,29) dirigé de manière à chasser l'eau dans l'espace compris entre les deux coques.
2. Navire conforme à la revendication 1, caracté¬ risé en ce que, pour assurer sa direction, il comprend des moyens (51,54,61,71,74) pour dévier latéralement et vers le bas le jet du propulseur (7,27,40) .
3. Navire conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend deux propulseurs (7) fixés à l'avant de chaque coque (2) , leurs axes de poussée (8) étant convergents vers l'arrière du navire.
4. Navire conforme a la revendication 3 , caracté risé en ce que les axes de poussée (8) se coupent sensible¬ ment au niveau de l'extrémité arrière des coques (2) .
5. Navire conforme à l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque coque porte sur sa face (2a) dirigée vers l'autre coque (2) , derrière le propulseur associé (7), un volet (51) articulé selon un axe oblique (53) entre une position de repos dans" laquelle il est rangé contre la coque (2) et une position dans laquelle il dévie latéralement et vers le bas le jet émis par le propulseur (7) .
6. Navire conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un propul¬ seur (27,40) fixé à la superstructure dans la région (30) où l'espace entre les coques (22) est le plus étroit.
7. Navire conforme à la revendication 6, carac térisé en ce que les coques (22) sont profilées de manière OMPI à présenter entre elles, à partir de l'avant, un écartement d'abord décroissant (31) , puis croissant (32) jusqu'à leur extrémité arrière, la zone de transition formant un col(30) .
8. Navire conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le propulseur (7,27,40) est orien¬ table autour d'un axe vertical (73) .
9. Navire conforme à la revendication 7, caracté¬ risé en ce qu'il comprend au moins un volet (74) orientable solidairement du propulseur (40) autour de l'axe vertical précité (73) , et orientable en "outre autour d'un axe hori¬ zontal (76) perpendiculaire à la direction du jet du pro¬ pulseur, entre une position horizontale neutre et une posi¬ tion inclinée de façon à dévier le jet vers le bas.
10. Navire conforme à la revendication 9, caracté risé en ce que la position du volet (74) autour de son axe horizontal (76) est asservie à .1 'orientation du propulseur (40) autour de son axe vertical (73) .
11. Navire conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le propulseur (27) est orienta ble autour d'un' axe (61) situé dans un plan longitudinal vertical du navire, cet axe (61) étant en outre incliné de façon que sa partie supérieure soit dirigée vers l'avant.
12. Navire conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un safran (71) est monté derrière le propulseur (40) et orientable autour d'un axe (72) situé dans un plan longitudinal vertical du navire, cet axe (72) étant en outre incliné de façon que sa partie supérieure soit dirigée vers l'avant.
13. Navire conforme à l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le propulseur (7,27) est orien¬ table autour d'un axe horizontal transversal à la direction d'avancement du navire.
14. Navire conforme à l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que chaque propulseur comprend une hélice (7,27) .
15. Navire conforme à l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que chaque propulseur (40) comprend une aile planante (41) à mouvemen vertical alternatif logée dans un caisson (42) ouvert vers l'avant et vers l'arrière du navire. OMPI WIIPPOO.
Description:
Navire à moteur à deux coques

La présente invention concerne un navire à moteur â deux coques, aussi appelé catamaran.

Les navires de ce type sont bien adaptés à la pêche en mer. En effet, outre le gain de puissance et de vitesse qu'ils permettent, et le confort qu'ils apportent par une plus grande stabilité, l'installation d'une superstructure relativement large entre les deux coques facilite les opéra¬ tions de pêche, en permettant, par exemple, la mise en oeu¬ vre de deux chaluts. Toutefois, les navires de ce genre présentent un inconvénient hydrodynamique notable qui crée une résistance à leur avancement. En effet, les deux coques sont toujours plus ou moins profilées en fuseau, de sorte que, vers l'avant du navire, l'eau entrant entre les coques se trouve soumise à une compression qui a pour effet de faire monter son niveau relatif. Vers l'arrière, l'eau remontant une section qui va s' élargissant se trouve décomprimée, avec une tendance à la baisse de son niveau relatif. Ce phéno¬ mène entraîne une certaine déperdition d'énergie qui nuit au rendement de propulsion ainsi qu'une fatigue des liai¬ sons de la superstructure aux coques. Pour y remédier on est amené, surtout dans les catamarans à moteur, à écarter de manière importante les deux coques, ce qui présente d'autres inconvénients. • La présente invention vise à réaliser un navire à deux coques, dans lequel l'effet hydrodynamique précité soit supprimé ou au moins minimisé.

Suivant l'invention, le navire à moteur à deux coques -ou catamaran- comprend une superstructure fixée sur ces coques et au moins un propulseur prenant appui sur l'eau suivant un axe de poussée et actionné par un moteur. Il est caractérisé en ce que le propulseur est situé entre les coques, dans la moitié avant du navire et, du moins en situation de marche en ligne droite, a son axe de poussée dirigé de manière à chasser l'eau dans l'espace compris entre les deux coques.

OMPI

Dans ces conditions, le propulseur agit comme un circulateur placé dans une tuyauterie. D'une part, il aspire l'eau à son entrée entre les * coques et combat l'ef¬ fet de compression. D'autre part, en refoulant cette eau vers l'arrière entre les coques, il contribue à combler la dépression causée par la sortie de " l'eau.

Suivant une première forme de réalisation de 1 ' in¬ vention, le navire comprend deux propulseurs fixés à l'a¬ vant de chaque coque, leurs axes de poussée étant conver- gents vers l'arrière du navire.

Placés ainsi, les propulseurs collectent l'eau pour forcer son entrée dans le convergent formé par 1'avant des coques et la chasser vers l'arrière.

Suivant une réalisation préférée, les axes de pous- sée se coupent sensiblement au niveau de l'extrémité arrière des coques.

Suivant une seconde forme de réalisation de l'inven¬ tion, le navire comprend -au moins un propulseur fixé à la superstructure dans la région où 1'espace entre les coques est le plus étroit.

Quel que soit le profil exact des coques, elles pré¬ sentent toujours une étrave effilée et une partie arrière également effilée dans une certaine mesure. L'espace com¬ pris entre elles présente donc approximativement une forme de tuyère suivie d'un divergent. L'emplacement prévu a pour effet une aspiration de l'eau entre les étraves, où sa com¬ pression tend ainsi à être diminuée, et son refoulement vers la partie arrière divergente, qui est normalement le siège d'une dépression. Dans une forme perfectionnée de cette réalisation, les coques sont profilées de manière à présenter entre elles, à partir de l'avant,un ëcarte ent d'abord décroissant, puis croissant jusqu'à leur extrémité arrière, la zone de transi¬ tion formant un col. On donne ainsi à l'espace entre les coques la forme

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d'une tuyère-venturi qui optimise l'effet mentionné plus haut.

Suivant une réalisation avantageuse de 1 ' inven¬ tion, les propulseurs sont orientables autour d'un axe vertical.

Combinée avec l'emplacement des propulseurs à l'avant, cette caractéristique donne un excellent moyen de diriger le navire.

Pour régler l'assiette du navire, il est encore prévu de rendre les propulseurs orientables autour d'un axe horizontal perpendiculaire à la direction d'avancement. D'autres particularités et avantages de l'inven¬ tion ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs:

. la figure 1 est une vue en plan, avec coupe .partielle, d'un navire conforme à l'invention, dans une première forme de réalisation; . la figure 2 est une vue suivant II-II de la figure 1; . 1

. la figure 3 est une vue suivant III-III des figures 1 et 2; : '

. la figure 4 est une vue en plan, avec coupe partielle, d'un navire conforme à l'invention, dans une seconde forme de réalisation;

. la figure 5 est une vue en coupe partielle sui¬ vant V-V de la figure 4;

. la figure 6 est un schéma de principe d'un propulseur à aile planante pour un navire à deux coques; . la figure 7 est une vue en perpsective prise du fond de la mer, d'un navire équipé d'un propulseur à aile planante;

. la figure 8 est un .schéma analogue à la figure 6, mais relatif à une variante;

. la figure 9 est une vue partielle en élévation latérale de la coque gauche d'un navire à deux coques, vue de la coque droite;

. la figure 10 est une vue de derrière de la coque de la figure 9;

. la figure 11 est une vue partielle en coupe selon le plan XI-XI de la figure 9 ;

. la figure 12 est une vue analogue à la figure 9, mais concernant une variante; . la figure 13 est une vue de derrière de la coque de la figure 12;

. la figure 14 est une vue en élévation latérale d'un navire à deux coques, la coque de droite n'étant pas représentée; et . la figure 15 est une vue de face du navire de la figure 14, en cours de virage.

En référence aux figures 1 à 3, un catamaran 1 comprend deux coques 2 sur lesquelles est fixée une super structure 3. Dans l'extrémité avant de chaque coque est logé un moteur 4 qui, par l'intermédiaire d'un arbre ver¬ tical 5 et d'un arbre horizontal 6,actionne une hélice 7, grâce à des renvois d'angle d'un type connu.

Les hélices 7 sont situées dans l'espace compris entre les deux coques, au voisinage de ces dernières, et leurs axes de poussée 8 sont disposés de manière à conver¬ ger en un point P situé au niveau de l'arrière du navire, dans le plan de symétrie 9 de ce dernier.

La fixation des hélices sur les coques est telle que ces hélices soient orientables autour de l'arbre hori- zontal 6, transversal à la direction d'avancement du navire. Les hélices sont également orientables dans un plan horizon¬ tal pour contribuer à diriger le navire.

Des safrans de gouvernail 11 sont installés à l'arrière des coques 2. Quand le navire avance, l'eau a tendance à entrer

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difficilement dans le passage convergent ménagé entre les ëtraves des coques. Les hélices 7 placées obliquement obli¬ gent l'eau à entrer dans ce passage suivant un trajet pré¬ férentiel. L'eau chassée par les hélices est envoyée dans tout l'espace arrière situé entre les coques. Il en résulte un premier avantage que cette région, qui, sinon, serait en dépression, se trouve comblée, et un second avantage du fait que les jets d'hélice ne viennent pas frotter sur les coques.

On améliore ainsi le rendement de propulsion en minimisant le frottement de l'eau sur les coques et en régularisant le flux d'eau entre les coques par suppression de la succession de compression et de dépression. En outre, la suppression, ou au moins l'atténua¬ tion, de. ces phénomènes de pression réduit les efforts laté¬ raux sur les coques et diminue la fatigue des liaisons de la. superstructure aux coques.-

Dans 1 '.exemple des figures 1 à 3 , la direction du notamment navire est assurée/par deux safrans de " gouvernails 11 montés à l'arrière. Cette' solution n'est pas toujours très efficace car elle consiste à faire déraper latéralement la partie arrière du navire, qui est la plus profondément immergée. Une première manière de remédier à cet inconvé- nient est de diriger le bateau en donnant des vitesses dif¬ férentes aux propulseurs 7, le sens de rotation de l'un d'eux pouvant même être inversé.

Une seconde manière est mise en oeuvre -dans la réalisation des figures 9 à 11, qui se rapproche de celle des figures 1 à 3, excepté que les propulseurs 7 sont à axe de poussée parallèle au plan vertical médian du navire et sont montés sensiblement plus en arrière qu'aux figures 1 à 3, à peu près au tiers avant de la longueur du navire. En outre, pour la direction du navire, chaque coque 2 porte sur sa face sensiblement verticale 2a

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dirigée vers l'autre coque 2, un volet de gouvernail 51 orientable par rapport à la coque 2 au moyen d'un vérin 52, autour d'un axe d'articulation 53 situé légèrement en arrière du propulseur 7. L'axe 53 est porté par un plan vertical longidutinal du navire, et incliné de façon que sa partie supérieure soit dirigée vers l'avant. Le volet 52 est prolongé à l'opposé de l'axe 53 par un volet secon¬ daire articulé 54.

En position de repos, représentée en trait continu à la figure 9, et au bas de la figure 11, les volets 51,54 sont rangés contre la coque 2, en arrière de l'axe 53, dans un renfoncement 56 prévu à cet effet dans la face 2a de la coque 2. Le jet des propulseurs 7 est sensiblementhorizontal Pour effectuer un virage vers la gauche, on main- tient le volet 51 de droite au repos, et on fait pivoter le volet 51 de gauche (figures 10 et 11, et pointillés à la figure 9) à l'aide de son vérin 52. Du fait notamment de l 1 inclinaisonde l'axe 53, le volet prend une position obli¬ que propre à dévier le jet du propulseur 7 vers l'autre coque 2 et vers le bas (traits mixtes aux figures 9 et 11) . Des moyens de vérin ou de tringlerie non représentés incli¬ nent le volet secondaire 54 par rapport au volet 51 vers la coque 2 opposée. Ainsi, les volets 51 et 54 approximent ensemble une courbe hydrodyna iquement favorable. Le jet de gauche frappe les volets 51 et 54 de gauche qui par réaction font facilement déraper l'avant (faiblement immergé) du navire et pivoter ce dernier autour d'un centre de giration proche de l'arrière plus profondé¬ ment immergé. Comme le jet de gauche est dévié vers le bas, il passe sous la coque 2 de droite sans frapper celle-ci, donc sans donner lieu à un effet contraire au braquage recherché.

Bien entendu, un braquage à droite est obtenu en inversant les rôles évoqués ci-dessus des volets 51 de gau- che et de droite.

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La réalisation des figures 12 et 13 est analogue à celle des figures 9 à 11, mais se rapporte à un navire à coques 2 galbées, c'est-à-dire dont les faces 2a sont dirigées obliquement vers le fond de l'eau. Dans ce cas, l'axe 53, vu latéralement (figure 12) est sensiblement vertical, mais vu de face (figure 13) , il a sensiblement l'inclinaison moyenne de la face 2a. de la coque 2 qui le .porte.

Le fonctionnement est le même que celui de la réalisation des figures 9 à 11.

On va maintenant décrire une autre forme de réa¬ lisation de l'invention.

En référence aux figures 4 et 5, un catamaran 21 comprend deux coques 22 sur lesquelles est fixée une super- structure 23. En vue en plan (figure 4), les coques 22 pré¬ sentent une structure renflée du côté où elles se font face, de manière que l'espace entre les coques consitue approxi¬ mativement un profil de tuyère-venturi pour un fluide se déplaçant de l'avant vers l'arrière du navire, cette tuyère-venturi présentant un convergent 31 et un divergent 32 réunis par un col 30 situé dans la moitié avant du navire.

Un moteur 24 est logé dans la superstructure 23 et couplé à une hélice 27 par l'intermédiaire d'un arbre vertical 25 et d'un renvoi d'angle- Cette hélice est située dans le plan de symétrie longitudinal du navire et dans la section la plus étroite de l'espace séparant les coques, c'est-à-dire au col de la tuyère-venturi, son axe de pous¬ sée 29 coïncidant avec l'axe longitudinal du navire. Un mécanisme d'un type connu permet de rendre

1 " 'hélice orientable dans un plan horizontal par rotation autour de l'arbre 25, et également dans un plan vertical par réglage du renvoi d'angle.

Deux safrans de gouvernail 28 sont situés en arrière de l'hélice 27.

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Quand le navire avance, l'eau pénètre dans le convergent 31 avec tendance à s'y accumuler et à produire à la fois un effort tendant à écarter les coques et une certaine résistance à l'avancement. De même, l'eau, en sortant par le divergent 32, provoque un effet de dépres¬ sion qui tend à rapprocher les coques et à exercer une aspiration contraire à l'avancement.

Grâce à l'emplacement choisi pour l'hélice, celle- ci aspire l'eau dans le convergent 31 et supprime l'effet d'accumulation. De même, en rejetant l'eau dans le diver¬ gent 32, elle comble l'effet de dépression. On supprime ainsi l'effort latéral exercé sur les coques et l'on dimi¬ nue la résistance à l'avancement.

La réalisation des figures 14 et 15, analogue à celle des figures .4 et 5, est particulièrement avantageuse en ce qui concerne la direction du navire.

Dans cette réalisation, le moteur 24 portant le propulseur 27 est pivotable autour d'un axe 61 dont le prolongement passe derrière le propulseur 27. L'axe 61, porté par le plan longitudinal de symétrie du navire, est en outre incliné de façon que sa partie supérieure soit dirigée vers l'avant.

En marche en_ ligne droite,_1'axe ju propulseur 27 est dans le plan longitudinal de symétrie du navire (posi- tion en pointillés à la figure 15) .

Pour effectuer un virage, on fait pivoter le propulseur 27 autour de l'axe 61 de façon que le jet émis par le propulseur 27 soit dirigé plus ou moins obliquement du côté opposé à celui du virage souhaité. Grâce à l'incli- naison de l'axe 61, le jet oblique ne frappe pas la coque 22 extérieure au virage, mais passe au-dessous de celle-ci, comme le montre la figure 15 où le propulseur est orienté de façon que son jet soit dans un plan vertical perpendi¬ culaire à la direction longitudinale du navire. L'avant du navire dérape alors en direction H opposée à la direction G

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du jet liquide.

Cette figure montre aussi le cône 62 d'axe 61, auquel le plan de l'hélice 27 reste'tangent quand le moteur 24 pivote autour de l'axe 61. Suivant une variante de réalisation (figures 6 et

7) , le propulseur est toujours situé au col de la tuyère- venturi mais comprend deux dispositifs à aile planante, du genre décrit dans le brevet français n° 1 418 806. Un tel dispositif comprend une aile planante 41 logée dans un caisson 42 ouvert vers l'avant et vers l'arrière. L'aile est articulée sur une tige 43 animée d'un mouvement verti¬ cal alternatif sous l'effet duquel l'aile s'oriente sponta¬ nément et alternativement pour former avec les parois supé¬ rieure et inférieure du caisson, un coin d'eau qui provoque l'avancement suivant la flèche F.

Pour diriger le navire, on a monté juste derrière l'hydropulseur 40 un safran de gouvernail 71 (figure 6) articulé au caisson 42 de ce dernier selon un axe 72 situé dans un plan longitudinal ' 'du navire et incliné de façon que sa partie supérieure soit dirigée vers l'avant.

En marche en ligne droite, le safran 71 est dans le plan vertical de l'axe 72 et le jet de l'hydropulseur est sensiblement horizontal.

Pour effectuer un virage, on fait pivoter le safran 71 qui en même temps s'incline, de sorte que le jet dévié latéralement de l'hydropulseur évite par le bas la coque 22 vers laquelle il est dirigé.

Selon la variante de la figure 8, on dirige le navire en faisant pivoter l'hydropulseur 40 autour d'un axe 73 confondu avec l'axe vertical de la tige 43.

Deux volets de profondeur 74 sont articulés aux bords postérieurs des parois supérieure et inférieure du caisson 42, par des axes 76 horizontaux et perpendiculaires à la direction du jet du propulseur 40. Les volets 74, main- tenus horizontaux quand le jet de l'hydropulseur 40 est

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dans la direction longitudinale du navire, sont associés à des moyens pour leur donner une inclinaison programmée en fonction de l'orientation de l'hydropulseur autour de l'axe 73. La programmation de l'inclinaison des volets 74 tient compte du fait que pour certaines déviations angu¬ laires de l'hydropulseur autour de l'axe 73, le jet peut avantageusement frapper la coque 22 extérieure au virage, à condition que ce soit en arrière du centre de giration de la coque et que le jet ne risque pas de rebondir contre l'autre coque 22. La programmation tient également compte du tirant d'eau de la coque à l'emplacement vers lequel le jet, vu de dessus, est dirigé.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits mais couvre toute variante relative, par exemple à la nature et au nombre des propulseurs, à condi¬ tion que ceux-ci soient disposés sensiblement aux emplace¬ ments indiqués.

En particulier, les différents moyens décrits pour diriger le navire ne sont pas limitatifs.

On peut par exemple prévoir que dans la réalisa¬ tion des figures 1 à 3, chaque propulseur 7 est orientable autour d'un axe incliné avec sa partie supé¬ rieure dirigée vers l'avant. Pour virer, on oriente le propulseur intérieur au virage, l'autre restant en position de marche en ligne droite.

De même, le safran 71 de la figure 6 peut être utilisé avec le propulseur à hélice des figures 4 et 5. Ibujours à la figure 6, le safran 71 peut être remplacé par une série de safrans 71 montés côte à côte et commandés en parallèle.

De même, les volets de profondeur 74 peuvent être appliqués à des propulseurs à hélice pivotables autour d'un axe vertical.

Notamment si les coques ont un fort tirant d'eau, on peut préférer limiter 1-'inclinaison du jet en cours de virage, même si une partie du jet frappe le fond de la coque.

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