BATEAUX SOLS
C'est pour remédier à ce défaut de réglage que l'on a eu recours à un pendule et qu'on accoupla ces deux régulateurs pour diminuer l'amplitude des lacets du bdteau dans le plan vertical.
Ce pendule, articulé en Q, reçoit un levier dont le point fixe
est en C ; le piston hydrostatique vient se relier à ce levier par l'intermédiaire d'une tige dont l'articulation est en 0; la
iC53i
Fjo, 40.
tige de commande du gouvernail vient se relier à ce levier en B.
Si nous supposons Ip bateau au-dessus de son plan d'immersion, la pointe en haut {fig. 39), le pendule accentuera l'effet du piston hydrostatique pour faire baisser le gouvernail. Si, au contraire, on incline le bateau la pointe en bas [fig. 40), le pendule devient prépondérant sur le piston, et le gouvernail revient en haut, position inverse de celle que le piston seul lui
aurait donnée. Ensuite, le bateau, se rapprochant de sa position horizontale, le pendule redevient vertical, le gouvernail rentre dans le plan de son cadre [fig. 41) pour repasser ensuite au dessous, sous Faction du piston hydrostatique. Le bateau
lOO*
Fio. 41,
subira, de ce fait, une série de mouvements analogues, jusqu'à ce qu'il ait atteint sa position normale d'immersion.
On aurait des résultats semblables, mais de sens contraire, si on considérait le bateau au-dessous de son plan d'immersion et la pointe en bas.
En résumé, les régulateurs agissent :
En sens contraire, quand le bateau tend à s^éloigner de sa position d'immersion; les régulateurs agissent donc plus énergiquement pour maintenir le bateau dans son plan d'immersion que pour l'y ramener, de sorte que les oscillations à longue période se trouvent considérablement réduites d'amplitude et même pratiquement annulées.
Le rôle du piston hydrostatique est de rectifier l'immersion ; celui du pendule est de rectifier l'horizontalité, et la combinaison de leurs effets assure la régularité des trajectoires.
Un mot nous reste à ajouter relativement aux bateaux sousmarins à flottabilité positive.
Dans la théorie du régulateur, exposée au chapitre précé-
dent, nous avons supposé que le gouvernail était manœuvré directement par l'action combinée du mécanisme d'immersion et du mécanisme d'inclinaison.
Dans la pratique, il ne pourrait en être ainsi, car TefTort moteur ainsi obtenu ne serait pas suffisant pour faire équilibre à la résistance de Teau sur le gouvernail ou que, du moins, cet effort moteur serait de si peu supérieur à la résistance, que la sécurité de fonctionnement ne serait pas suffisante. . En effet, Teffort moteur développé par le piston hydrostatique peut être représenté par Texpression :
F = SHd,
S étant la surface du piston hydrostatique en décimètres carrés;
H, la hauteur d'immersion en diamètres ;
d, la densité de l'eau de mer.
En appliquant la formule cidessus pour une profondeur d'immersion à 2 mètres (20 décimètres), nous aurons un piston d'un décimètre de 0*",75 (75 millimètres).
F = r X 0,752 X 20 X 1,026 = oS989,
Fir.. 42.
soit à peu près 6 kilogrammes.
L'effort moteur se réduit encore dans une notable proportion lorsque le piston est couplé avec un pendule dont l'amplitude maxima en dehors de la verticale est très faible {fig, 42) ;
Soient :
P, le poids du pendule = 20.000 grammes (20 kilogrammes) ;
(I), l'inclinaison sur la verticale à la distance 1 = 2 millimètres ;
/, le bras de levier du pendule = 135 millimètres ;
Xy le bras de levier supérieur de la tige articulée du piston = 20 millimètres;
y, le bras de levier inférieur de la tige articulée du piston = 15 millimètres ;
Le travail du pendule sera :
Pw
et Teffort total sera égal à
En prenant les données numériques ci-dessus, nous aurons donc :
G =^ — = 305 grammes,
f = 305 rr = 229 grammes.
En supprimant 29 grammes pour les frottements, — ce qui est peu, — il ne nous reste un effort utile d'environ 200 grammes.
Examinons maintenant Teffort qu'il faut exercer sur la
palette du gouvernail.
Nous avons vu précédemment que ce gouvernail est composé de deux palettes équilibrées, placées horizontalement sur le même axe per-
\ Fmî. i3.
pendiculaire à Taxe longitudinal du bateau, comme le représente la figure 43.
Par palette équilibrée, nous entendons une palette rectangulaire, dont la surface active est séparée en deux parties égales^ par Taxe d'articulation.
1 En pratique l'axe d'articulation ne doit pas passer par le milieu du gouvernail, car Faction de la demi-partie avant du gouvernail serait prépondérante et tendrait à faire ouvrir Tangle .
Les BAtEAUX SOUS-MARlNS
FiG. 44.
Cette disposition a pour but de diminuer le plus possible TciTort nécessaire pour faire osciller la palette autour de son
axe {jig. 44).
En effet, si nous considérons la paletteA,inclinéed'une certaine quantité sur la direction DD' du bateau. Dans le mouvement de translation du bateau. Teau va venir frapper de la même façon sur toutes les parties de la palette, et la réaction de Teau sur celle-ci peut se décomposer en deux actions perpendiculaires à la surface de la palette, égales entre elles, et à la môme distance de Taxe 0, puisque, par hypothèse, la demi-palette de droite est absolument identique à la demi-palette de gauche.
La résultante finale est la réaction X, passant par Taxe O, et égale à la somme des deux autres.
Pour déplacer la palette A autour de Taxe 0, il suffira donc de vaincre le frottement que cette réaction X déterminera sur l'axe 0.
Cet effort est relativement faible, puisqu'il varie entre 1/10 et 2/10 de X et, de plus, son bras de levier est faible, puisqu'il est égal au rayon de Taxe 0.
Les expériences faites sur des gouvernails analogues à celui que nous étudions nous ont permis de déterminer comme suit les dimensions à donner aux palettes {/ig, 45} :
Longueur des palettes i™,00
Largeur — 0'»,50
Surface d'une palette 50*^,00
— des deux palettes 100*^,00
Course maxima du rebord arrière au-dessus et
au-dessous du cadre 160 millim.
iMMËKâlON Et âTAblLlTÉ
La réaction maxima de Teau sur la palette correspond à rinclinaison maxima de cette palette, qui a lieu pour 160 millimètres de course au rebord arrière. L'angle que fait alors
Fio. 45.
la direction de la palette avec celle du cadre est donné par la relation suivante :
d'où :
^^•mxj6o^^^,^^^.
L'effort de Teau sur le gouvernail est alors donné par la formule :
P z=z effort en kilogrammes = Ç — Sy sin a,
coefficient = 1,10;
vitesse de translation du bateau (12 nœuds à Theure = 6 mètres à la seconde) ; = 19,62 ; = surface des deux palettes ;
Y = poids d'un mètre cube d'eau ; Sin a = 0,3035.
On a donc :
j^ X 1000 X 1000 X 0,208 =r 308 kilogrammes.
Théoriquement nous n'avons à vaincre que le frottement déterminé sur Taxe par cet effort normal de 220 kilogrammes.
Néanmoins nous supposerons que nous avons à vaincre un effortde 220 kilogrammes, appliqué sur un bras de levier pouvant varier de à 150 millimètres. [La plupart des constructeurs placent en effet Taxe de rotation au tiers de la largeur de la palette, de façon à avoir une surface active plus grande.] {fig. 40.)
Dans ce dernier cas (bras de levier maximum de 150 millimètres), le chemin parcouru par Teffort de 308 kilogrammes, pour passer du plan de son cadre à l'inclinaison maxima, sera de :
d^où:
^ = tt:^ — = 28 millimètres.
Par cet aperçu, on voit qu'on est donc amené à prendre l'effort nécessaire à la manœuvre du gouvernail, à la véritable source de force placée dans le bateau, c'est-à-dire aux accumulateurs, et l'on doit alors considérer l'ensemble du régulateur d'immersion comme un dispositif permettant d'actionner le gouvernail au moyen de l'électricité, tout en astreignant ce gouvernail à prendre à chaque instant une inclinaison identique à celle qu'il aurait, s'il était actionné directement par
Taction combinée du mécanisme d'inclinaison et du mécanisme d'immersion.
En effet on pourra envoyer un courant électrique à un commutateur spécial manœuvré par le régulateur d'immersion ; le courant ainsi distribué se rendra ensuite à Tarrièrc du baleau, dans un récepteur spécial, et c'est ce récepteur qui donnera au gouvernail Tinclinaison voulue.
Nos études nous ayant conduit à étudier un dispositif semblable, nous profiterons de cette circonstance pour en faire la description :
