LES SERVICES GENERAUX

-A - AIR COMPRIME

- B - HUILE H.P.

L'AIR COMPRIME

I). But de l'installation.

L'air comprimé à haute pression (air HP) permet d'effectuer principalement :

- la chasse HP dans les ballasts. - la mise en pression des régleurs pour les mouvements d'eau (chasse aux régleurs), la chasse aux rapides.

- le chargement des réservoirs d'air des torpilles.

- le chargement des bouteilles de lancement des tubes lance-torpilles.

- le chargement des bouteilles de lancement des moteurs Diesels.

- le chargement des bouteilles d'air de la station d'huile.

- l'alimentation du collecteur de service ou collecteur d'air à moyenne pression qui dessert un certain nombre de manoeuvres secondaires.

2). Stockage,

L'air comprimé est emmagasiné sous pression élevée (250 kg/cm² pour les sous-marins français, 205 kg/cm² pour les allemands), dans des bouteilles résistantes,

a)Volume :

Le rôle principal de l'installation étant la chasse aux ballasts, cette manoeuvre étant d'ailleurs celle qui consomme le plus d'air comprimé, on calcule l'approvisionnement total en air d'après le volume des ballasts et la profondeur d'immersion maximum du sous-marin (voir Chasses HP).

b) Bouteilles ( Fig, 66) :

Les bouteilles d'air en acier spécial sont très épaisses. Elles sont arrimées presque horizontalement, la tête légèrement en bas. L'eau de condensation peut ainsi s'en évacuer par le tuyautage de prise d'air crépiné qui aboutit au point le plus bas. Il faut donc évidemment les placer dans une position bien déterminée (repérée généralement sur la tête de bouteille).

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La fixation des bouteilles se fait sur des berceaux avec collier de fixation en tôle. La contenance d'une bouteille varie de 200 à 400 litres.

c) Groupes d'air :

Les bouteilles sont réparties en groupes comprenant une ou plusieurs bouteilles. Chaque groupe est numéroté et possède un tuyau de prise d'air commun avec sectionnement et manomètre. Les groupes sont : - soit entièrement intérieurs à la coque épaisse ("CREOLE", "S").

- soit partiellement extérieurs, c'est-à-dire en superstructures ou ballasts (type VII et IX, NARVAL). Cette dernière disposition est avantageuse au point de vue encombrement et facilite les démontages. Par contre, les bouteilles et leurs tuyautages sont plus exposés à l'effet des explosions au combat. Il y a par exemple sur le "NARVAL" 13 groupes (8 extérieurs, 5 intérieurs) d'une capacité totale de 10.800 litres à 250 kg/cm ².

d) Epreuves réglementaires :

On éprouve périodiquement les bouteilles pour vérifier leur résistance (après visite et nettoyage intérieurs). Cette épreuve se fait à l'eau à une pression égale à 1 fois /2 la pression normale de chargement (par exemple (250 x 3)/2 = 375 kg/cm ² pour les sous-marins français). 

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La périodicité est la suivante :

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3). Distribution de l'air HP.

La disposition générale de la distribution de l'air HP est à peu près identique sur tous tes types de sous-marins. La figure 67 représente celle d'un NARVAL.

a) Un collecteur d'air HP dit collecteur à 250 kg court de l'AR à l'AV du bâtiment à l'intérieur de la coque épaisse. Il est en cuivre rouge de forte épaisseur. Des sectionnements de cloisons le divisent en plusieurs tronçons. On peut ainsi affecter des groupes déterminés à un service limité.

b) Ce collecteur est alimenté :

- soit par les groupes intérieurs au moyen d'un sectionnement de groupe (1 Par groupe). - soit par les groupes extérieurs au moyen d'une clarinette des groupes extérieurs (au Central). Chaque tuyautage de groupe extérieur, après passage à travers la coque épaisse par un sectionnement de passage de coque est muni à son arrivée sur la clarinette d'un sectionnement à 3 positions (ouvert, fermé, battant). Ces sectionnements sont mis sur "battant" après la charge en air et fonctionnent alors en clapet de non retour, évitant que le collecteur à 250 kg se vide à l'extérieur en cas de rupture de tuyautage ou de tête de bouteille (grenadage). - soit par les compresseurs d'air. - soit par le collecteur de chargement par l'extérieur qui court l'extérieur de la coque épaisse et qui est muni de 2 raccords de prise d'air situés sur le pont, normalement fermés par des tapes (à l'AR et à l'AV).

c) Ce collecteur HP dessert :

les 3 tableaux de chasse (AR, Milieu, AV). - Le tableau de chasse aux centraux. - la clarinette de chasse HP aux régleurs. - les tableaux de chargement des réservoirs de torpilles. - les bouteilles de lancement des T L T. - les bouteilles d'air de lancement des Diesels. - diverses manoeuvres à l'air HP (lance bombettes, sas vide ordures). - les 2 détendeurs d'air alimentant le collecteur de service à 25 kg/ cm2. 4) Production de l'air HP. Le chargement des groupes d'air s'effectue :

a) Soit par une source extérieure, par exemple un compresseur de la base refoulant dans le collecteur de chargement par l'extérieur par un des raccords de prise d'air du pont.

b) Soit par les compresseurs du bord (2 par sous-marin). Ce sont le plus souvent des compresseurs mûs par moteurs électriques (Loire, KRUPP) 4 cylindres fractionnent la compression de l'air en 4 phases élevant par exemple ,successivement la pression de l'air à 4, puis 16, puis 64, puis 250 kg/cm2. Entre chaque phase, l'air qui s'est échauffé par la compression, est refroidi dans un réfrigérant à circulation d'eau de mer. A la sortie du compresseur, l'air HP est refoulé dans une bouteille de purge où il se débarrasse de l'eau de condensation provenant de l'humidité de l'air. Le débit d'air est de 400 à 600 titres/heure, mesuré à la pression du timbre. Les sous-marins allemands ont aussi des compresseurs Diesels a pistons opposés (Junkers) qui ne peuvent évidemment être utilisés qu'en surface ou au Schnorchell puisqu'on doit refouler à l'extérieur leurs gaz d'échappement.

5) Collecteur de service. Ce collecteur est destiné à alimenter plus économiquement que le collecteur HP un certain nombre d'appareils secondaires. Sa pression de service varie avec les types de sous-marins (CREOLE : 20 kg/cm 2 - Allemands : 12 kg/cm2 - NARVAL : 25 kg/cm2). Il court de l'AR à l'AV à l'intérieur de la coque épaisse.

a) il est alimenté par 1e collecteur d'air HP avec interposition de 2 détendeurs automatiques en dérivation et de 2 sectionnements, Une petite bouteille tampon sert de volant pour l e fonctionnement de l'installation (Fig. 68).

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b) I1 dessert un nombre important d'appareils suivant les types de bâtiments, par exemple :

- commandes à distance par presses à air : clapets de purges de ballasts sur sous-marins allemands, purges des cloches, largage du croc de remorque, rabattement du loch, clapet de tête schnorchell, antennes rabattables, débrayage des barres de plongée sur les allemands. - mouvements de liquides divers (chasse aux caisses d'assiette, mouvements de compensateurs, vidange caisses à eaux sales et sas des poulaines, chasse aux sas de sauvetage, distribution d'eau douce).

- nettoyage des tuyautages bouchés (chasse aux crépines de coque, chasse aux prises d'eau de manomètres, chasse aux siphons de lavabos et d'évier). - divers : gonflage des embarcations pneumatiques, sirène et sifflet rodoirs, prise d'air pour outils pneumatiques, épreuves de collecteurs d'échappement, fonctionnement des suppresseurs de graissage centralisé, etc...).

II. L'HUILE HP

1) But de l'installation.

a) L'huile sous pression est fréquemment utilisée pour obtenir des commandes à distance centralisées, sûres, rapides, puissantes et silencieuses, en particulier :

- pour les organes servant à la prise de plongée. - manoeuvre des purges. - manoeuvre des ouvertures de coques (manches à air, échappements de surface et schnorchell).

- pour la manoeuvre des embrayeurs (Diesel et lignes d'arbre).

- pour la manoeuvre des barres de plongée et de direction, des périscopes et engins hissables (hissage, halebas et orientation).

- pour des manoeuvres diverses : portes des tubes, lance-torpilles, guindeau, rodoirs, etc ...

b) L'ensemble de l'installation comprend :

- une station d'huile où une réserve d'huile est maintenue automatiquement à une pression élevée (généralement entre 75 et 100 kg/cm2). - un collecteur d'huile HP qui envoie l'huile travailler dans les divers appareils de manoeuvre. - un collecteur de retour d'huile assurant le retour de l'huile qui a travaillé et donc perdu sa pression à la caisse de retour de la station d'huile. - des appareils de manoeuvre dans lesquels l'huile HP travaille (presses, moteurs rotatifs), après y avoir été distribuée par des manipulateurs.

2) Station d'huile classique (Fig. 69). . .

a) Description de principe : elle se compose de :

- 1 pompe à huile entraînée par un moteur électrique Les seules pompes employées sont des pompes à vis hélicoïdales (type IM0). La vis centrale est seule entraînée par le moteur. Les deux autres vis (satellites) sont entraînées par la vis centrale dans laquelle elles engrènent. L'huile aspirée dans le creux des dents se trouve refoulée sous pression à la partie haute.

- 1 bouteille d'huile HP A, formant accumulateur d'huile sous pression dans laquelle refoule la pompe et qui alimente le collecteur d'huile HP.

- 2 voyants permettent de se rendre compte du niveau d'huile dans la bouteille :

- voyant supérieur : niveau maximum

- voyant Inférieur : niveau minimum.

La bouteille est un réservoir d'acier analogue aux bouteilles d'air HP.

- 1 bouteille d'air B contenant de I'air comprimé, qui sert de matelas pour la mise en pression de l'huile. Le chargement initial de cette bouteille se fait, à partir du collecteur d'air HP avec sectionnements, manomètres et soupape de sûreté. -

1 caisse de retour d'huile.

- 1 contacteur assurant la mise en route et le stoppage automatique de la pompe.

Ce peut-être : -

soit un manocontacteur (manomètre à contacts électriques) branché sur le collecteur d'huile HP (sous-marins français).

- soit un contacteur à soufflet commandé par le niveau d'huile dans la caisse de retour (allemands).

b) Principe de fonctionnement :

- On règle d'abord la station d'huile, c'est-à-dire qu'on met la pompe en fonction jusqu'à ce que la bouteille A soit remplie au niveau supérieur. On charge alors la bouteille d'air B à 100 kg/cm2 et on l'isole. - Lorsqu'on manœuvre une presse ou un moteur, il y a dépense d'huile HP. Le niveau dans A descend, l'air de B se détend, la pression diminue, le niveau de la caisse de retour augmente.

- Après plusieurs manoeuvres, l'huile est descendue au niveau inférieur dans A. La pression est alors de 75 kg/cm 2.

- A cet instant, le contacteur ferme le circuit électrique et la pompe à huile se met en fonction aspirant à la caisse de retour et refoulant dans A.

- Le niveau d'huile remonte, l'air se recomprime et la pression augmente.

- Au niveau supérieur, la pression atteint de nouveau 100 kg/cm2 et le contacteur stoppe la pompe.

NOTAS :

1 On voit qu'il n'y a aucune dépense ni d'huile, ni d'air comprimé. La station d'huile fonctionne en circuit fermé.

2 Un clapet à flotteur dans la bouteille A obture le départ d'huile lorsque le niveau minimum est atteint. On évite ainsi le risque d'envoyer de l'air dans le circuit d'huile, ce qui présenterait le grave inconvénient d'entraîner des retards dans les transmissions (puisque le fluide moteur deviendrait compressible en raison des poches d'air).

3 Des témoins lumineux au Central permettent de contrôler la marche automatique de la station d'huile.

c) En pratique, l'installation est doublée, étant donné son importance pour assurer en toutes circonstances, un fonctionnement immédiat des appareils. Il y a 2 ensembles (pompe, bouteille d'huile, bouteille d'air) et une seule caisse de retour.

3) Station d'huile des NARVAL : C'est une station d'huile double qui présente les particularités suivantes :

a) Les bouteilles d'huile sont indépendantes et alimentent séparément 2 collecteurs d'huile HP distincts, soit :

- 1 collecteur d'alerte alimentant les appareils de manoeuvre des organes intéressant directement la prise de plongée - purges des ballasts.

- obturateurs supérieurs des manches à air frais et à air vicié.

- sectionnement d'air schnorchell.

- sectionnement général d'échappement schnorchell.

- embrayeurs Diesels et lignes d'arbres.

- 1 collecteur de service alimentant les appareils de manoeuvre des organes dont le fonctionnement est quasi continu en navigation (barres, périscopes, engins hissables, etc...).

NOTA :

Il n'y a qu'un seul collecteur de retour d'huile.

b) Les 2 pompes refoulent dans une boite de distribution qui alimente les 2 bouteilles d'huile à la fois, Les pompes sont construites pour étaler un fonctionnement continu.

c) Selon qu'une seule ou les 2 pompes sont en route, asservies ou non à leurs contacteurs ou à des soupapes de décharge, on a 3 régimes de fonctionnement :

- marche normale.

- marche économique.

- marche renforcée.

4) Appareils de manoeuvre.

L'huile HP fait fonctionner des appareils : - soit à mouvement rectiligne alternatif (presses). - soit à mouvement circulaire continu (moteurs rotatifs).

a) Presses à huile : Elles se composent d'un cylindre dans lequel se meut un piston. Le plus souvent, c'est le cylindre qui est fixe et le piston mobile. Le piston commande alors l'organe à manoeuvrer, soit directement, soit par l'intermédiaire de leviers ou d'un système pignon crémaillère. Les manipulateurs permettent le fonctionnement à distance des presses. A titre d'exemple nous allons décrire le fonctionnement d'une presse à piston mobile à faces inégales et manipulateur simple effet. C'est le système le plus fréquemment employé (par exemple presses des purges, Fig 70). Les 2 faces du piston ont des surfaces Inégales - Grande face = Surface S - Petite face = Surface s (présence tige de piston) s est toujours en communication directe avec le collecteur d'huile HP. S peut être mise en communication (par le manipulateur) :

- soit avec le collecteur de retour.

- soit avec le collecteur d'huile HP.

I - Fermeture : si on met le manipulateur sur "Fermer" (Fig.70 a), S est mise en communication avec le collecteur de retour et donc se purge. La pression d'huile du collecteur agit sur s et 1e piston se déplace dans le sens de fermeture.

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2 Ouverture : si on met le manipulateur sur "Ouvert" (Fig. 70 b), ce manipulateur met la grande face en communication avec le collecteur d'huile HP. La poussée F2 qui s'exerce sur la grande face (F2 = p kg/cm ² x S) est plus grande que la poussée F1 qui s'exerce sur la petite (F1 = p kg/cm ² x s). Le piston étant soumis à l'action de 2 forces inégales, se déplace dans le sens de la plus grande. L'huile de la petite face fait retour au collecteur HP. 

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b) Moteurs rotatifs.

Ils sont employés pour obtenir un mouvement circulaire continu.

Sur les "NARVAL" ils servent à la manoeuvre des barres, à la manoeuvre du sectionnement général d'échappement schnorchell et du sectionnement général de chasse BP, à l'orientation des périscopes et du radar, au hissage du schnorchell, au guindeau, au rodage des clapets d'échappement, etc ... Ils sont beaucoup moins encombrants que les presses mais plus bruyants. Ils tournent dans les deux sens.

5) Huile de réserve. Près de la station d'huile se trouvent - une caisse de réserve d'huile spéciale incongelable servant à compléter le niveau de la caisse de retour, - une colonne montante d'embarquement aboutissant sur le pont, - une pompe Japy permettant de faire le plein de la caisse de retour.