FR3143541A3 - Système de propulsion maritime pour la réduction du tangage - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système de propulsion maritime (1), comprenant : - des première et deuxième coques d’immersion (3, 4) s’étendant selon une direction longitudinale (X) et décalées l’une par rapport à l’autre, une structure de liaison (2) solidarisant les coques (3, 4) et un élément émergé (5) ; -la première coque et la deuxième coque d’immersion (3, 4) comprenant chacune des premier et deuxième propulseurs (31, 32) décalés longitudinalement l’un par rapport à l’autre, le premier propulseur étant un propulseur cycloïdal configuré pour présenter une direction de propulsion variable et réglable autour de la direction transversale (Y) ; -un dispositif (7) de détermination de l’attitude des coques (3, 4) ; -un dispositif de traitement (7), configuré pour commander la direction de propulsion du premier propulseur (31) des première et deuxième coques d’immersion (3, 4) en fonction de l’attitude déterminée de façon à réguler l’angle des première et deuxième coques (3, 4) autour de la direction transversale (Y). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1
Description
L’invention concerne les systèmes de propulsion maritimes, en particulier les systèmes de propulsion maritimes devant déplacer une charge émergée.
Afin de réduire la consommation liée au déplacement d’un bâtiment maritime, une solution connue propose deux coques immergées à l’arrêt et décalées l’une par rapport à l’autre selon une direction transversale. Les coques assurent la flottaison d’une charge émergée. Une liaison relie les coques à un support émergé, sur lequel la charge est positionnée.
Une telle configuration permet globalement de réduire la surface de flottaison afin de réduire la consommation du navire. Cependant, il s’avère qu’un tel navire a des performances et notamment une consommation très sensible aux variations de centrage, et notamment aux déplacements de la charge utile. Par ailleurs, il existe un besoin pour réduire encore la consommation de carburant d’un tel navire.
L’invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L’invention porte ainsi sur un système de propulsion maritime, comprenant :
-au moins des première et deuxième coques d’immersion s’étendant selon une direction longitudinale et décalées l’une par rapport à l’autre selon une direction transversale, au moins une structure de liaison solidarisant les première et deuxième coques d’immersion et destinée à solidariser un élément émergé aux première et deuxième coques d’immersions ;
-la première coque et la deuxième coque d’immersion comprenant chacune des premier et deuxième propulseurs décalés longitudinalement l’un par rapport à l’autre et configurés pour propulser lesdites première et deuxième coques d’immersion, le premier propulseur étant un propulseur cycloïdal configuré pour présenter une direction de propulsion variable et réglable autour de la direction transversale ;
-un dispositif de détermination de l’attitude des première et deuxième coques d’immersion ;
-un dispositif de traitement, configuré pour commander la direction de propulsion du premier propulseur des première et deuxième coques d’immersion en fonction de l’attitude déterminée de façon à réguler l’angle des première et deuxième coques autour de la direction transversale.
-au moins des première et deuxième coques d’immersion s’étendant selon une direction longitudinale et décalées l’une par rapport à l’autre selon une direction transversale, au moins une structure de liaison solidarisant les première et deuxième coques d’immersion et destinée à solidariser un élément émergé aux première et deuxième coques d’immersions ;
-la première coque et la deuxième coque d’immersion comprenant chacune des premier et deuxième propulseurs décalés longitudinalement l’un par rapport à l’autre et configurés pour propulser lesdites première et deuxième coques d’immersion, le premier propulseur étant un propulseur cycloïdal configuré pour présenter une direction de propulsion variable et réglable autour de la direction transversale ;
-un dispositif de détermination de l’attitude des première et deuxième coques d’immersion ;
-un dispositif de traitement, configuré pour commander la direction de propulsion du premier propulseur des première et deuxième coques d’immersion en fonction de l’attitude déterminée de façon à réguler l’angle des première et deuxième coques autour de la direction transversale.
L’invention porte également sur les variantes suivantes. L’homme du métier comprendra que chacune des caractéristiques des variantes suivantes peut être combinée indépendamment aux caractéristiques ci-dessus, sans pour autant constituer une généralisation intermédiaire.
Selon une variante, ledit premier propulseur est un propulseur cycloïdal muni de pales pivotantes autour de la direction transversale.
Selon encore une variante, le premier propulseur est positionné au niveau de la partie avant de sa coque respective.
Selon une autre variante, le deuxième propulseur des première et deuxième coques est un propulseur cycloïdal configuré pour présenter une direction de propulsion variable et réglable autour de la direction transversale.
Selon encore une variante, le dispositif de traitement est configuré pour commander la direction de propulsion du deuxième propulseur des première et deuxième coques de façon à définir leur profondeur d’immersion.
Selon une autre variante, le dispositif de traitement est configuré pour commander la direction de propulsion des premier et deuxième propulseurs des première et deuxième coques d’immersion en fonction de l’attitude déterminée de façon à réguler l’angle des première et deuxième coques autour de la direction longitudinale.
Selon encore une autre variante, le dispositif de traitement est configuré pour commander la direction de propulsion du premier propulseur à la fois lorsque le système de propulsion maritime se déplace selon la direction longitudinale et lorsque le système de propulsion maritime est immobile selon la direction longitudinale.
Selon une variante, le dispositif de traitement est configuré pour mettre en œuvre une correction prédictive du tangage en fonction de l’attitude déterminée.
Selon une autre variante, une desdites coques comprend des volumes creux et cloisonnés en différentes positions selon la direction longitudinale, le dispositif de traitement est configuré pour commander le transfert d’un fluide entre des volumes creux selon une régulation en boucle lente de l’angle des première et deuxième coques autour de la direction transversale, en fonction de l’attitude déterminée.
L’invention porte également sur un navire incluant un système de propulsion maritime tel que défini auparavant et un poste de pilotage émergé solidaire de la structure de liaison.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La est une vue en perspective d’un système de propulsion maritime 1 selon un exemple de mode de réalisation de l’invention. Le système de propulsion maritime 1 comprend notamment des première et deuxième coques d’immersion 3 et 4, et une structure de liaison 2.
Les coques d’immersion 3 et 4 sont destinées à être immergées et à être solidarisées à un élément émergé 5. Les coques d’immersion 3 et 4 sont destinées à assurer la flottaison du système de propulsion maritime 1 associé à l’élément émergé 5. Les coques d’immersion 3 et 4 délimitent ainsi de façon connue en soi un volume intérieur rempli d’un élément ayant une densité inférieure à l’eau, typiquement de l’air. Les coques d’immersion 3 et 4 s’étendent selon une direction longitudinale X, correspondant à la principale direction de déplacement du système de propulsion maritime 1. Les coques d’immersion 3 et 4 sont décalées l’une par rapport à l’autre selon une direction transversale Y. Une telle configuration permet à la fois d’optimiser la flottaison, la stabilité face au roulis du système de propulsion maritime 1 et de réduire la surface d’eau déplacée durant le déplacement du système 1. Une telle configuration permet également de maintenir l’élément émergé 5 totalement hors de l’eau pour limiter la résistance à l’avancée.
Le système de propulsion maritime 1 comprend également une structure de liaison 2 configurée pour solidariser les coques d’immersion 3 et 4 et destinée à solidariser ces coques d’immersion 3 et 4 à l’élément émergé 5. La structure de liaison 2 permet notamment de maintenir un écartement selon la direction transversale Y entre les coques d’immersion 3 et 4. La structure de liaison 2 permet avantageusement de maintenir ces coques d’immersion 3 et 4 sensiblement parallèles. La structure de liaison 2 se présente ici sous la forme de poutres 21 à 24 s’étendant verticalement depuis les coques d’immersion 3 et 4. Ces poutres 21 à 24 se présentent ici sous la forme de caissons creux et profilés. Les poutres 21 et 23 s’étendent verticalement depuis la coque 3, respectivement depuis une extrémité avant et depuis une extrémité arrière de la coque 3. Les poutres 22 et 24 s’étendent verticalement depuis la coque 4, respectivement depuis une extrémité avant et depuis une extrémité arrière de la coque 4. Les poutres 21 à 24 sont ainsi destinées à s’étendre depuis les coques 3 et 4 en immersion jusqu’à l’élément émergé 5 pour maintenir celui-ci au-dessus de la surface de l’eau, comme illustré à la : la surface de l’eau correspond ici à la ligne 8. La partie basse de l’élément émergé 5 appartient ici à la structure de liaison 2, en assurant la liaison mécanique entre les poutres 21 à 24. L’élément émergé 5 est destiné à recevoir différentes charges ou aménagements hors de l’eau, par exemple une plate-forme de réception de passager, des systèmes de commande ou tous autres aménagements utiles.
La coque 3 et la coque 4 sont munies respectivement de propulseurs 31 et 32, et 41 et 42. Les propulseurs 31 et 32 sont décalés longitudinalement l’un par rapport à l’autre. Le propulseur 31 est ici positionné au niveau d’une extrémité avant de la coque 3 et le propulseur 32 est ici positionné au niveau d’une extrémité arrière de la coque 3. Les propulseurs 41 et 42 sont décalés longitudinalement l’un par rapport à l’autre. Le propulseur 41 est ici positionné au niveau d’une extrémité avant de la coque 4 et le propulseur 42 est ici positionné au niveau d’une extrémité arrière de la coque 4. Les propulseurs 31, 32, 41 et 42 sont configurés pour propulser les coques d’immersion 3 et 4 selon la direction longitudinale X. Les propulseurs 31, 32, 41 et 42 sont des propulseurs cycloïdaux, aussi désignés par le terme de Voith-Siemens. Les propulseurs 31, 32, 41 et 42 comprennent ainsi de façon connue en soi des pales entrainées par un système d’engrenages définissant leur orientation. Les propulseurs 31 et 41 (avantageusement les propulseurs positionnés à l’avant) sont configurés pour présenter une direction de propulsion variable et réglable autour de la direction transversale Y. Ainsi, même si l’essentiel de la propulsion est destiné à être réalisé selon la direction X, une composante variable de propulsion peut être ajoutée selon la direction Z. L’orientation des pales des propulseurs cycloïdaux 31 et 41 est ainsi configurée pour être réglable, contrôlée par un dispositif de contrôle représenté schématiquement par la référence 7. Le dispositif de contrôle 7 est ici décrit avec différentes fonctions dans cet exemple, chacune de ces fonctions pouvant être confiée à des dispositifs distincts et localisés à différents endroits du système 1.
Les pales des propulseurs 31, 32, 41 et 42 sont en saillie transversalement par rapport aux coques 3 et 4. Les pales des propulseurs 31, 32, 41 et 42 sont en saillie dans l’espace intermédiaire entre les coques 3 et 4, limitant les risques d’avaries par collision et réduisant l’encombrement latéral du système de propulsion maritime 1.
Le dispositif de contrôle 7 est ici également configuré pour déterminer l’attitude des coques 3 et 4. Le dispositif de contrôle 7 peut ainsi inclure ou être connecté à des capteurs d’attitude connus en soi, utilisant par exemple des gyroscopes ou des accéléromètres. A partir de l’attitude déterminée pour les coques 3 et 4, le dispositif de contrôle 7 peut également faire office de dispositif de traitement et est configuré pour commander la direction de propulsion des propulseurs 31 et 41, de façon à réguler l’angle des coques 3 et 4 autour de la direction transversale Y, c’est-à-dire contrôler le tangage du système 1. Le dispositif de contrôle 7 peut ainsi définir la composante de propulsion des propulseurs 31 et 41 selon la direction verticale Z. En régulant ainsi l’attitude des coques 3 et 4, on peut ainsi les maintenir au plus près de l’horizontale et ainsi limiter la trainée des coques 3 et 4 pour réduire la consommation de carburant. Une telle régulation permet également d’améliorer le confort pour d’éventuels passagers présents sur l’élément émergé 5. Un tel contrôle de la composante verticale de la propulsion au niveau de la partie avant des coques 3 et 4 s’avère avantageuse pour contrôler le tangage du système 3.
L’utilisation de propulseurs 31, 32, 41 et 42 de type cycloïdal permet d’obtenir un très bon rendement par rapport à des hélices rotatives. Par ailleurs, l’utilisation de propulseurs de type cycloïdal pour le contrôle du roulis permet d’être beaucoup plus réactif dans le contrôle, la dynamique du changement de direction de la propulsion étant très rapide.
Avantageusement, les propulseurs 32 et 42 sont également configurés pour présenter une direction de propulsion variable et réglable autour de la direction transversale Y. Le dispositif de traitement 7 sera alors configuré pour commander la direction de propulsion des propulseurs 32 et 42 de façon à définir la profondeur d’immersion des coques 3 et 4, ou de façon à assurer davantage de contrôle de tangage du système 1. Une telle configuration permet par ailleurs d’assurer une redondance du contrôle de tangage.
Dans cette configuration, le dispositif de traitement 7 pourra également être configuré pour commander la direction de propulsion des propulseurs 31, 32, 41 et 42 des coques d’immersion 3 et 4 en fonction de l’attitude déterminée de façon à réguler l’angle des première et deuxième coques autour de la direction longitudinale X et ainsi contrôler le roulis du système 1.
Avantageusement, le dispositif de traitement 7 peut mettre en œuvre le contrôle de la direction de propulsion à la fois lorsque le système de propulsion maritime 1 se déplace selon la direction longitudinale et lorsque le système 1 est immobile selon cette direction. Le dispositif de traitement 7 peut ainsi également mettre en œuvre le contrôle du tangage lorsque le système 1 est à quai.
Avantageusement, le dispositif de traitement 7 est configuré pour mettre en œuvre une correction prédictive du tangage et/ou du roulis en fonction de l’attitude déterminée. En fonction de l’attitude mesurée et d’une base de connaissance, le dispositif de traitement 7 pourra prendre des mesures de contrôle par anticipation de l’attitude des coques 3 et 4.
La est une vue en perspective représentant l’intérieur de la coque 4 et des poutres 22 et 24. La coque 4 peut être utilisée pour loger le mécanisme et une motorisation électrique des propulseurs 41 et 42. Des câbles d’alimentation des motorisations électriques des propulseurs 41 et 42 peuvent être logés dans les poutres 22 et 24, pour un raccordement à des batteries ou à un alternateur éventuellement solidarisés à l’élément émergé 5. Par ailleurs, la coque 4 comporte avantageusement différents volumes creux et cloisonnés, et un système de pompage permettant de faire passer un fluide d’un volume creux à un autre. En répartissant les volumes creux d’avant en arrière de la coque 4 et en déplaçant un fluide entre eux, on peut modifier l’assiette de la coque 4. Ainsi, le dispositif de traitement 7 pourra prendre en compte l’attitude déterminée du système 3, afin de de corriger le tangage selon une boucle lente en jouant sur ces systèmes de ballast.
La coque 3 peut bien entendu présenter une configuration similaire à celle de la coque 4.
La illustre un premier exemple de contrôle de tangage mis en œuvre au niveau de la coque 4. Dans cet exemple, si l’attitude déterminée correspond à un pivotement vers l’avant de la coque 4, le principe de la régulation pourra appliquer une composante verticale vers le haut sur le propulseur 41 et une composante verticale vers le bas sur le propulseur 42 (flèches en trait discontinu). Si l’attitude déterminée correspond à un pivotement vers l’arrière de la coque 4, le principe de la régulation pourra appliquer une composante verticale vers le bas sur le propulseur 41 et une composante verticale vers le haut sur le propulseur 42 (flèches en trait continu). Un contrôle similaire est appliqué à la coque 3.
La illustre un exemple de contrôle de roulis mis en œuvre au niveau du système 1. Ce contrôle peut être réalisé en simultané avec le contrôle de tangage, en modulant les composantes des différentes propulsions verticales. Dans cet exemple, si l’attitude déterminée correspond à un enfoncement de la coque 4 par rapport à la coque 3, le principe de la régulation pourra appliquer une composante verticale vers le haut sur les propulseurs 41 et 42, et une composante verticale vers le bas sur les propulseurs 31 et 32 (flèches en trait discontinu). Si l’attitude déterminée correspond à un enfoncement de la coque 3 par rapport à la coque 4, le principe de la régulation pourra appliquer une composante verticale vers le bas sur les propulseurs 41 et 42, et une composante verticale vers le haut sur les propulseurs 31 et 32 (flèches en trait continu).
La illustre un exemple de navire 9 incluant le système de propulsion maritime 1. Dans cet exemple, un poste de pilotage émergé 91 est ménagé solidaire de la structure de liaison 2 et de l’élément émergé 5, formant ici un plancher pour recevoir des passagers et des aménagements.
Selon d’autre variante, le système de propulsion maritime 1 peut être solidaire d’une structure volante pour former un drone flottant, ou d’une nacelle de transport pour réaliser du transport de troupes.
Claims (10)
- Système de propulsion maritime (1), caractérisé en ce qu’il comprend :
-au moins des première et deuxième coques d’immersion (3, 4) s’étendant selon une direction longitudinale (X) et décalées l’une par rapport à l’autre selon une direction transversale (Y), au moins une structure de liaison (2) solidarisant les première et deuxième coques d’immersion (3, 4) et destinée à solidariser un élément émergé (5) aux première et deuxième coques d’immersions (3, 4) ;
-la première coque et la deuxième coque d’immersion (3, 4) comprenant chacune des premier et deuxième propulseurs (31, 32) décalés longitudinalement l’un par rapport à l’autre et configurés pour propulser lesdites première et deuxième coques d’immersion, le premier propulseur étant un propulseur cycloïdal configuré pour présenter une direction de propulsion variable et réglable autour de la direction transversale (Y) ;
-un dispositif (7) de détermination de l’attitude des première et deuxième coques d’immersion (3, 4) ;
-un dispositif de traitement (7), configuré pour commander la direction de propulsion du premier propulseur (31) des première et deuxième coques d’immersion (3, 4) en fonction de l’attitude déterminée de façon à réguler l’angle des première et deuxième coques (3, 4) autour de la direction transversale (Y). - Système de propulsion maritime (1) selon la revendication 1, dans lequel ledit premier propulseur (31) est un propulseur cycloïdal muni de pales pivotantes autour de la direction transversale.
- Système de propulsion maritime (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier propulseur (31) est positionné au niveau de la partie avant de sa coque respective.
- Système de propulsion maritime (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
-le deuxième propulseur (32) des première et deuxième coques (3, 4) est un propulseur cycloïdal configuré pour présenter une direction de propulsion variable et réglable autour de la direction transversale (Y). - Système de propulsion maritime (1) selon la revendication 5, dans lequel le dispositif de traitement (7) est configuré pour commander la direction de propulsion du deuxième propulseur (32) des première et deuxième coques (3, 4) de façon à définir leur profondeur d’immersion.
- Système de propulsion maritime (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de traitement (7) est configuré pour commander la direction de propulsion des premier et deuxième propulseurs des première et deuxième coques d’immersion (3, 4) en fonction de l’attitude déterminée de façon à réguler l’angle des première et deuxième coques (3, 4) autour de la direction longitudinale (X).
- Système de propulsion maritime (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de traitement (7) est configuré pour commander la direction de propulsion du premier propulseur (31) à la fois lorsque le système de propulsion maritime se déplace selon la direction longitudinale (X) et lorsque le système de propulsion maritime est immobile selon la direction longitudinale.
- Système de propulsion maritime (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de traitement (7) est configuré pour mettre en œuvre une correction prédictive du tangage en fonction de l’attitude déterminée.
- Système de propulsion maritime (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une desdites coques comprend des volumes creux et cloisonnés en différentes positions selon la direction longitudinale, le dispositif de traitement (7) est configuré pour commander le transfert d’un fluide entre des volumes creux selon une régulation en boucle lente de l’angle des première et deuxième coques (3, 4) autour de la direction transversale (Y), en fonction de l’attitude déterminée.
- Navire (9) incluant un système de propulsion maritime (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes et un poste de pilotage émergé (91) solidaire de la structure de liaison (2).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2213303A FR3143541B3 (fr) | 2022-12-14 | 2022-12-14 | Système de propulsion maritime pour la réduction du tangage |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2213303A FR3143541B3 (fr) | 2022-12-14 | 2022-12-14 | Système de propulsion maritime pour la réduction du tangage |
| FR2213303 | 2022-12-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3143541A3 true FR3143541A3 (fr) | 2024-06-21 |
| FR3143541B3 FR3143541B3 (fr) | 2025-01-03 |
Family
ID=85278432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2213303A Active FR3143541B3 (fr) | 2022-12-14 | 2022-12-14 | Système de propulsion maritime pour la réduction du tangage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3143541B3 (fr) |
-
2022
- 2022-12-14 FR FR2213303A patent/FR3143541B3/fr active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3143541B3 (fr) | 2025-01-03 |
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