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Les cours de connaissances générales du sous-marin après la seconde guerrre mondiale - Conférence V
article posté le 13-09-2005 à 18:09:38, par Jean-Luc DELAETER




CONFERENCE V



Les ballasts et leurs organes.



I.- GENERALITÉS. 1) Nous avons vu que l'intervalle compris entre les deux coques (coque épaisse et coque extérieure), était divisé par des cloisons verticales en compartiments appelés BALLASTS, que l'on remplit d'eau de mer pour annuler la flottabilité du sous-marin et donc le faire plonger. a) Les uns sont des ballasts ordinaires dans lesquels ne pénètre que de l'eau de mer ou de l'air. b) Les autres sont des ballasts soutes ainsi appelés parce qu'ils sont conçus : - soit pour servir de ballasts ordinaires, - soit pour emmagasiner du combustible et servir alors de soutes extérieures. - Enfin à l'extrême AV et à l'extrême AR, certains sous-marins ont 2 ballasts sans fond appelés cloches. 2) Nécessité de la division des ballasts. c) Il est nécessaire d'avoir un certain nombre de ballasts indépendants pour les raisons suivantes : - Si les ballasts avaient chacun un volume trop important, ils se rempliraient à la prise de plongée et se videraient au retour en surface trop lentement. - Les ballasts étant peu nombreux seraient très longs. Le sous-marin aurait une mauvaise stabilité longitudinale, (carènes liquides importantes). - Des avaries de combat sur un ou plusieurs ballasts réduiraient fortement la flottabilité du sous-marin en surface. Par exemple, 2 ballasts crevés sur 9 ne diminuent que peu la flottabilité, alors que 2 sur 3 la réduiraient dès deux tiers. d) Cependant, il ne faut pas pousser trop loin l'augmentation du nombre des ballasts, car on complique d'autant le matériel et les manoeuvres de prise de plongée. e) Enfin, pour assurer la stabilité transversale du sous-marin, on sépare, les ballasts en ballasts symétriques bâbord (Bd) et tribord (Td), afin qu'ils ne communiquent pas entre eux. 3) Numérotage. - Sur les "CREOLE" les ballasts sont numérotés à partir du milieu du bâtiment et on a à partir de l'AR le numérotage suivant : 3 AR - 2 AR - 1 AR - 1 AV - 2 AV - 3 AV - Extrême AV (Fig. 30). - On a maintenant adopté pour les sous-marins français à partir des "NARVAL" le numérotage allemand de l'arrière à l'avant. On a ainsi sur les "NARVAL" 8 paires de ballasts symétriques numérotés de 1 à 8 et un ballast extrême AV n°9 ( Fig.31). Les ballasts 1, 4, 5, 8, 9 sont des ballasts ordinaires. Les ballasts 2, 3, 6, 7 sont des ballasts soutes. 4) Essais d'étanchéité des ballasts. Les ballasts étant toujours en communication avec la mer en plongée, n'ont pas d'autres efforts à supporter que ceux qui agissent sur la coque d'un bâtiment de surface. On leur fait donc subir, à l'occasion dès réparations, des essais d'étanchéité à basse pression, en obturant leurs orifices de remplissage, Cette pression d'essai est par exemple de 0,600 kg/cm² pour les "NARVAL". II - ORGANES NECESSAIRES POUR LA PLONGEE. 1) Généralités (Fig. 32). Pour plonger, on introduit de l'eau de mer dans les ballasts; cette opération s'effectue à l'aide de 2 organes que porte chaque ballast : a) L'orifice de remplissage qui met le fond du ballast en communication avec la mer et permet ainsi l'entrée de l'eau. b) La purge qui met la partie supérieure du ballast en communication avec l'atmosphère et permet ainsi l'évacuation de l'air. Lorsque la purge est fermée (et bien étanche) le ballast ne se remplit pas d'eau parce que l'air qu'il contient ne peut pas s'évacuer (Fig. 32 a). Lorsqu'on ouvre la purge, l'air contenu dans le ballast s'échappe vers l'atmosphère et l'eau pénètre par les orifices de remplissage (32 b). L'air continuant a s'échapper, l'eau remplit progressivement tout le volume du ballast, la flottabilité du sous-marin devient nulle et il plonge (Fig. 32 c). 2) Remplissages. a) Conditions à remplir : - La rapidité de la plongée est conditionnée par la dimension des orifices de remplissage qui ne doivent pas freiner trop considérablement l'entrée de l'eau, d'autre part, cette dimension doit être proportionnée au volume du ballast afin que tous les ballasts se remplissent à peu près aussi rapidement les uns les autres. Pour des ballasts de grand volume, on aboutirait à des sections trop considérables. C'est pourquoi certains ballasts ont plusieurs orifices de remplissage. - L'eau rentrera d'autant plus vite que l'orifice sera placé à la partie la plus basse possible du ballast. b) Portes de remplissage - Autrefois tous les orifices de remplissages pouvaient être obturés par des portes de remplissage (appelées communément remplissages). On les supprime de plus en plus et sur les sous-marins modernes on n'en trouve plus que sur les ballasts-soutes. En effet, lorsque ces ballasts sont utilisés comme soutes extérieures à combustible il faut pouvoir fermer leurs remplissages pour éviter des pertes de combustible par gros temps ou forte pointe en plongée. Par contre, lorsque les ballasts-soutes sont disposés en ballasts ordinaires leurs remplissages sont ouverts. - Les remplissages sont des portes de forme rectangulaire : a) soit articulées autour d'une charnière latérale s'ouvrant d'une trentaine de degrés sous l'action d'un système vis-écrou ("CREOLE" ). b) soit des clapets type "KINGSTON" à déplacement vertical ("NARVAL") c) Nous allons sommairement décrire l'installation d'un remplissage type "NARVAL" (Fig. 33). - Clapet : il est monté au bout d'une rotule de la tige de manoeuvre pour assurer une répartition égale de l'effort sur le portage. Il est guidé dans sa levée linéaire par 2 réglettes verticales. A la fermeture, il porte sur un surbau par un joint encastré en caoutchouc synthétique (inattaquable par le gas-oil ). - Manoeuvre du clapet : La tige de manoeuvre est déplacée verticalement par la rotation d'un écrou fixe monté dans un carter. Cet écrou est entraîné par un pignon conique à 90° qui reçoit son mouvement de l'intérieur du sous-marin par des tiges, des boites de renvois d'angle et des cardans. Leur nombre, leur position et leur longueur sont variables suivant les remplissages. Pour les ballasts soutes 3 et 6 qui ont 2 remplissages par ballasts, il existe de plus un différentiel pour la manoeuvre simultanée des 2 clapets par le même volant, - Commande : La manoeuvre des remplissages n'étant pas une manœuvre d'urgence, on a seulement prévu une commande à bras très démultipliée et donc lente. La tige de commande est actionnée par un volant intérieur amovible, avec indicateur mécanique d'ouverture et de fermeture. Le nombre de tours nécessaires à la manoeuvre est affiché sur une plaquette indicatrice près du volant. - Graissage : Toutes les boites à pignons, différentiels, carters d'écrou et boites de coque reçoivent des arrivées de graissage centralisé. Le graissage de ces commandes est en effet de la plus grande importance puisqu'elles sont soumises à l'action de l'eau de mer et que la réparation d'une avarie éventuelle sur leurs organes nécessiterait un passage au bassin. 3) Purges. a) Rôle des purges : La purge d'un ballast est l'organe d'obturation placé à sa partie haute, dont l'ouverture permet l'évacuation de l'air qu'il contient et par suite, la rentrée de l'eau dans le ballast si le remplissage est ouvert. b) Manoeuvre des purges : Pour que le sous-marin plonge rapidement, il faut que les purges s'ouvrent le plus vite possible au signal de plongée. Aussi on commande généralement les purges à distance à l'aide d'air ou d'huile sous pression agissant sur des presses disposées à leur voisinage immédiat. Au poste Central se trouvent les manipulateurs des presses. On peut ainsi à volonté ouvrir et fermer les purges à distance et ceci d'une façon très rapide. De plus, les purges sont munies d'une manoeuvre de secours à bras que l'on utilise en cas d'avarie de la manoeuvre automatique. Nota : Les types VII ont leurs purges manoeuvrées uniquement à bras du Central. c) Détails d'installation : - Tuyautages d'évacuation (Fig. 34) : il est nécessaire d'éviter, à la prise de plongée, la formation de poches d'air dans les onglets supérieurs de ballasts. En effet ces poches troublent la bonne pesée du bâtiment car elles se compriment en immersion. C'est pourquoi on installe au sommet de chaque ballast un tuyau de purge à l'avant et un autre à l'arrière. De cette façon, quelle que soit la pointe du Bâtiment à la prise de plongée, l'air peut s'évacuer. Pour réduire la longueur de ces tuyautages, on place la purge autant que possible à proximité de l'arrière de chaque ballast pour faciliter le dégagement de l'air à la prise de plongée qui s'effectue normalement en pointe négative. Le tuyau le plus court, appelé cheminée de purge, a le plus gros diamètre ( D moyen = 300 mm). Le tuyau le plus long appelé purge additionnelle a un diamètre plus petit (D moyen = 60 mm), Les tuyaux d'évacuation se rejoignent en amont de la purge avec une pente aussi forte et aussi constante que possible, pour ne pas former de poches d'air lorsque le bâtiment plonge avec de la pointe. Ils sont en acier zingué. - Organes d'obturation : ils doivent avoir une étanchéité parfaite puisque le sous-marin tient en surface (remplissages ouverts) uniquement sur l'étanchéité des purges. Ce résultat est obtenu : - par un montage et un entretien soigneux. - par le fait qu'ils s'ouvrent vers l'intérieur du ballast et que la pression dans celui-ci (de l'ordre de 500 gr/cm²) tend à les appuyer sur leur portage. - en surmontant les boites de purges de grillages de protection contre les détritus et corps étrangers. - Les boites de purges sont placées sous le pont et le plus haut possible pour retarder le moment où elles sont submergées, car l'eau oppose une contre-pression à la sortie de l'air. En particulier les purges des ballasts centraux (ou de manoeuvre) sont surélevées dans le massif central en égard au fait que ces ballasts ne sont remplis qu'au 2ème temps de la plongée, le bâtiment étant déjà enfoncé. 4) Les obturateurs sont de deux types : a) Les robinets vannes Morin (ne sont plus employées que sur certains ballasts des "CREOLE") Ce sont des obturateurs à 2 opercules dont l'ouverture se fait en 2 mouvements : - d'abord une translation de bas en haut pour décoincer les opercules (le boisseau étant conique), - puis une rotation de 90° découvrant les orifices (voir Fig. 35 et description détaillée du cours Technologie). b) Les clapets à portage plan (d'emploi généralisé sur les sous-marins modernes). L'étanchéité du clapet est obtenue par une garniture en caoutchouc. - Les clapets sont montés sur rotule de la tige de manoeuvre. Ils sont munis de déflecteurs intérieurs tronconiques pour améliorer la vitesse de dégagement d'air. c) Manoeuvre des clapets : Les clapets des ballasts symétriques sont commandés par la même presse à huile de la manière suivante : - Les tiges des clapets Td et Bd sont réunies par un palonnier fixé sur les chapes des tiges. C'est ce palonnier qui reçoit son mouvement vertical de la tige de la presse qui traverse la coque dans une boite de passage de coque. Un écrou ridoir entre palonnier et tige de presse permet le réglage de la purge. Ce palonnier assure un bon portage pour les 2 clapets à la fois. - Font exception à ce montage, les purges des ballasts centraux qui doivent pouvoir se manoeuvrer séparément et pour cela ont chacune une presse commandée par des manipulateurs séparés. d) Commande de La manoeuvre : - Les manoeuvres sont normalement effectuées par des presses à huile HP à piston à faces inégales, intérieures au sous-marin, commandées par des manipulateurs groupés au Central sur un tableau de commande des purges (voir chapitre Huile HP). Les manipulateurs des purges des ballasts soute peuvent être immobilisés par une goupille bloquant leur poignée, lorsque ces ballasts sont disposés en soutes à combustible. - Les manoeuvres sont éventuellement effectuées à bras en cas d'avarie de station d'huile ou d'une presse, au moyen d'un levier à rallonge actionnant directement le piston de la presse, Cette manoeuvre de secours ne peut évidemment se faire qu'à proximité de la purge. e) Clavettes de purges Des sécurités mécaniques, les clavettes de purge sont prévues pour interdire l'ouverture des purges en tenue de repos ou de navigation, même en cas d'une manœuvre intempestive des manipulateurs. La clavette amovible en forme de coin, s'emmanche dans le corps de presse, empêchant tout déplacement du piston de la presse. A la prise de ta tenue de veille ces clavettes sont enlevées et rassemblées au poste Central dans un râtelier placé au-dessus du tableau de commande des purges. On peut ainsi s'assurer que rien n'empêchera la manoeuvre d'ouverture des purges à la prise de plongée. f) Lumineux de purges : Les tiges des presses de manoeuvre des purges agissent en bout de course sur des contacteurs allumant des lampes sur le tableau des lumineux au central :



- Vert = Purge ouverte



- Rouge = Purge fermée.



Des lampes analogues placées à proximité des manoeuvres à bras permettent de connaître localement la position de la purge correspondante. On a ainsi au Central un contrôle centralisé de la position des purges, permettant d'assurer la rapidité et la sécurité de la prise de plongée. g) Dispositions particulières aux ballasts soutes-Vannes de Sécurité (Fig.36). Lorsqu'un ballast soute sert de soute extérieure à combustible et contient donc du gas-oil, une manoeuvre intempestive de sa purge ou une fuite au clapet de purge occasionnerait en plongée une remontée de gas-oil vers la surface, risquant de faire repérer le sous-marin. On installe donc sur la cheminée de purge, en amont de la purge, un sectionnement de sécurité manoeuvrable de l'intérieur du sous-marin (vanne de sécurité). 4) Cloches. a) Généralités Les cloches sont des ballasts sans fond dont le remplissage peut être situé au-dessus de la flottaison en surface. II est donc inutile de leur prévoir un moyen de vidange. Par gros temps on ferme les purges des cloches afin d'assurer un supplément de flottabilité aux extrémités. Le sous-marin lève ainsi mieux à la lame. b) Purges des cloches : Elles sont manoeuvrées : - soit à bras localement des postes AV et AR (type VII et IX), - soit part des presses à air comprimé à distance du Central ("MORILLOT", "NARVAL"). Sur les "NARVAL", les purges des cloches sont normalement ouvertes. Dans cette position "ouverte" l'air n'est pas envoyé sous les pis¬tons des presses. C'est un ressort antagoniste qui maintient la purge ouverte (Fig. 37). La manoeuvre de fermeture (par envoi d'air dans les presses) est effectuée : - En surface par gros temps pour améliorer la tenue à la mer du bâtiment. - En plongée, au lancement de torpilles par tubes AV pour la cloche AV qui sert alors d'avaleur de bulles (voir armement). L'air avalé dans la cloche est ensuite purgé dans le bord. Les cloches ont des lumineux sur le tableau des lumineux de purges au central (purge ouverte égale lumineux allumé vert).


 
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