[FDI] Les Frégates de Défense et d’Intervention ex FTI

[Hirondelle]

il y a 29 minutes, Fusilier a dit :

en théorie c'est ça 

Oui, mais la FDI a(ura) 4 diesels (et deux lignes), et là : pas trouvé de schéma.

Modifié le 4 avril 2021 par Hirondelle

[Fusilier]

il y a 12 minutes, Hirondelle a dit :

Oui, mais la FDI a(ura) 4 diesels (et deux lignes), et là : pas trouvé de schéma.

c'est un schéma de principe ça marche aussi sur deux lignes d'arbre 

[Rivelo]

 

1 minute ago, Fusilier said:

c'est un schéma de principe ça marche aussi sur deux lignes d'arbre 

Je plussoie : 2 moteurs par ligne d'arbre sur la FDI, comme sur les FLF et beaucoup d'autres bâtiments de la flotte.

Je n'ai pas trouvé de schéma mais ci-dessous la photo du moteur MTU de 8KW qui sera monté :

 

Modifié le 4 avril 2021 par Rivelo

[Hirondelle]

Ok, merci, donc pas moyen de tourner avec 1 seul diesel entraînant les deux lignes (c’était ma question)

[Fusilier]

Il y a 3 heures, Hirondelle a dit :

Ok, merci, donc pas moyen de tourner avec 1 seul diesel entraînant les deux lignes (c’était ma question)

Suis pas mécano,  mais à vue de nez ça ferait un "truc à pignons" compliqué.  Puis pour entraîner le tout, il faudrait que tu pousses ton moteur au-delà de sa  plage optimale, alors que un moteur par ligne va tourner par exemple à 1200 ou 1500 tours (c'est une valeur supposée) en vitesse de croisière ou lente.  

[g4lly]

6 hours ago, Hirondelle said:

Ok, merci, donc pas moyen de tourner avec 1 seul diesel entraînant les deux lignes (c’était ma question)

Ça n'a pas beaucoup d'intérêt ... Pas de redondance ... Pas de polyvalence.

 

[Hirondelle]

Il y a 2 heures, g4lly a dit :

Ça n'a pas beaucoup d'intérêt ... Pas de redondance ... Pas de polyvalence.

 

Pour un bateau militaire, pouvoir entraîner 2 lignes avec un seul moteur, ou si tu préfères, la ligne babord avec les moteurs tribord en cas d’avaries a de l’interêt. Suffisamment pour justifier complexité, coût et poids supplémentaire ? Tu dis que non.

Mais le compromis ultime c’est une ligne/un moteur comme les marmars !)

[g4lly]

9 minutes ago, Hirondelle said:

Pour un bateau militaire, pouvoir entraîner 2 lignes avec un seul moteur, ou si tu préfères, la ligne babord avec les moteurs tribord en cas d’avaries a de l’interêt. Suffisamment pour justifier complexité, coût et poids supplémentaire ? Tu dis que non.

Mais le compromis ultime c’est une ligne/un moteur comme les marmars !)

Les solutions techniques dérivent du besoin pas l'inverse !
Quel est ton besoin ?

 

[mudrets]

Sur les T47, n'importe laquelle des chaudières avant ou arrière, tribord ou bâbord permettait d'entraîner n'importe laquelle des turbines, avant ou arrière ...

Je peux comprendre la question d'Hirondelle 

[g4lly]

8 minutes ago, mudrets said:

Sur les T47, n'importe laquelle des chaudières avant ou arrière, tribord ou bâbord permettait d'entraîner n'importe laquelle des turbines, avant ou arrière ...

Je peux comprendre la question d'Hirondelle 

Parce que ça induit une redondance ... chaleur ... et c'est assez facile c'est juste de la tuyauterie. Mais la turbine bâbord pouvait elle actionner l'hélice tribord.

Mais la proposition d' @Hirondelle un moteur deux lignes ne permet qu'une redondance de lignes ... qui devraient en plus est surdimensionné pour passer toutes la puissance dans chaque au cas ou ... je ne suis pas certain que ça corresponde à un besoin c'est distribution poussée avec une production d’énergie centralisée.

[Hirondelle]

il y a 2 minutes, g4lly a dit :

Mais la proposition d' @Hirondelle

Pas proposition, question.

Avoir, tant qu’au moins 1 des moteurs fonctionne, la capacité à faire avancer le bateau, c’est une fonction qui peut être considérée.

Fonctionner sur un seul moteur au régime le plus favorable en croisière très lente, c’est une fonction. Garder un seul de ses moteurs allumé au mouillage par gros temps qui attendrait d’être embrayé en cas de dérapage en est une autre.

Imaginer qu’une ligne est endommagée d’un côté mais et les compartiments moteurs envahis de l’autre, c’est possible.

L'interêt de passer la puissance de 3 (ou 4) moteurs sur une seule libre, chépa, etc.

Au total, le bateau doit résister le mieux possible à un coût acceptable aux dommages et avaries, et offrir à son équipage la souplesse tactique dont il aura besoin.

Et je rappelle mes autres questions : pollution, rendement, silence ?

[ARMEN56]

Il y a 14 heures, Hirondelle a dit :

Tu sembles bien aimé le CODAD

Probablement parce que cette solution technique ;

- balaie un large spectre d’allures en lois diverses allant de  vitesse lente ( sonar) , via croisière, à pointe selon le mode de conduite utilisé

- est sea-proven depuis des dizaines d’années ; aviso-escorteur , FAA, FLF et dérivés……

Pour des navires de 4000 tonnes à 29 nds  hier on avait les FAA et leurs diesels 18PA6 V280 BTC/ 7940 kw ( à suralimentation dopée) et aujourd’hui on a les MTU 20V8000   à 8MW voire 10MW chacun . Pour les barcasses de plus de 5000 tonnes/29 nds , sommes obligé de passer en solution TAG  sur réducteurs adaptés ; cross-connecté pour FREMM ou séparés pour FDA

 

 

[g4lly]

8 minutes ago, Hirondelle said:

Pas proposition, question.

Avoir, tant qu’au moins 1 des moteurs fonctionne, la capacité à faire avancer le bateau, c’est une fonction qui peut être considérée.

Fonctionner sur un seul moteur au régime le plus favorable en croisière très lente, c’est une fonction. Garder un seul de ses moteurs allumé au mouillage par gros temps qui attendrait d’être embrayé en cas de dérapage en est une autre.

Imaginer qu’une ligne est endommagée d’un côté mais et les compartiments moteurs envahis de l’autre, c’est possible.

L'interêt de passer la puissance de 3 (ou 4) moteurs sur une seule libre, chépa, etc.

Au total, le bateau doit résister le mieux possible à un coût acceptable aux dommages et avaries, et offrir à son équipage la souplesse tactique dont il aura besoin.

Et je rappelle mes autres questions : pollution, rendement, silence ?

Tu proposais bien 1 seul moteur ... branché sur deux lignes d'arbre? Je comprends pas bien ...

[ARPA]

à l’instant, g4lly a dit :

Tu proposais bien 1 seul moteur ... branché sur deux lignes d'arbre? Je comprends pas bien ...

Non, il y avait un dessin avec 4 moteur pour 2 lignes d'arbre. Dans le dessin, on comprenait que les 2 moteur gauche s'occupaient de la ligne gauche et les 2 de droite de celle de la ligne de droite.

Pour chaque groupe on pouvait faire fonctionner la ligne d'arbres avec un ou deux moteurs.

 

Sa question est donc de généraliser. On a X moteur et Y ligne d'arbres. Est-ce qu'on peut avoir une configuration qui fait qu'on utilise entre un 1 et X moteur tout en alimentant les Y lignes d'arbre. Je pense que oui.

Ensuite on peut prévoir de la casse sur les lignes d'arbre, on va donc se poser la question  du nombre de lignes d'arbre qu'on peut casser en continuant de fonctionner et donc le nombre maximum de moteurs qu'on peut mettre dans chaque configuration.

Puis on s'amuse à compliquer le calcul avec des lignes d'arbre de taille différentes et des moteurs de puissance différentes...

[Hirondelle]

il y a 18 minutes, g4lly a dit :

Tu proposais bien 1 seul moteur ... branché sur deux lignes d'arbre? Je comprends pas bien ...

Je supposais ;)

Sur les schémas d’Armen comme sur les autres, on a en fait 2 CODAD, soit un par ligne d’arbre. Je me posais la question d’avoir les 4 moteurs sur la même boîte à engrenages (ou deux boites reliées par un arbre débrayable.

Desolé, sur téléphone, impossible de faire un schéma, mais ça doit ressembler niveau cinématique à ce qu'évoquait @mudrets pour les T47. Quelqu’un aurait ce schéma ? 

Edit : @ARPA, merci, c’est ça, exprimé plus clairement 

Modifié le 5 avril 2021 par Hirondelle

[g4lly]

Comme si ici - sur le dessin du haut- on pouvait embrayer un réducteur sur l'autre, au besoin? C'est pas inenvisageable ... mais ce n'est pas indispensable non plus. Ça permettrait de passer la puissance des moteur tribord sur l'hélice bâbord, si les moteur tribord sont en rade ET si l'hélice bâbord est en rade aussi ... le petit souci c'est que ça induit un risque sur la cloison entre les deux réducteur - le trou dans la cloison pour passer la transmission - et sur la mécanique - un défaut d'un réducteur pouvant se répercuter sur l'autre s'il n'est pas désaccouplé à temps - ... LE parfait isolement à aussi ses avantages.

[ARMEN56]

En système CODAD on est toujours en lignes propulsives séparées donc indépendantes l’une de l’autre . Sur les navires mili , la génération de puissance de chaque ligne étant située dans deux locaux machines distincts voire séparés par une tranche auxiliaires , tout ceci pour des questions de vulnérabilité.  Cette architecture en mode mécanique dispersé n’ayant pas été retenue pour les FS , un CODAD particulier concentré en un seul compartiment  machine ( idem  ferry rapides transmanche )

A PMP on a donc les 2 lignes propulsives motrices  avec les 2 diesels au cran max , l’un maitre et l’autre esclave en régulation . Et tout ceci surveillé en contrôle de charge pour éviter tout surcouples mécaniques à tuer les attelages bielles pistons . Les lois hélices ( simple ou double) doivent se superposer idéalement sur les champ moteur ; en évitant les pompage turbos, les allures encrassantes sous surveillance du contrôle commande dont  paramètres thermodynamiques ; conso , température d’échappement ect  

 

MTU propose soit du U arrangement soit du T arrangement

 

 

[Rivelo]

3 hours ago, Hirondelle said:

Avoir, tant qu’au moins 1 des moteurs fonctionne, la capacité à faire avancer le bateau, c’est une fonction qui peut être considérée.

 

La casse d'un moteur est très rare, la casse d'une ligne d'arbre aussi. Au pire, le bâtiment reste manœuvrant avec une ligne d'arbre et un seul moteur (c'est la config utilisée pour les manœuvres à basse vitesse pour ne pas trop encrasser les diesels) . Il n'ira pas bien vite mais il peut tenir son cap et rallier à vitesse réduite un port pour réparation si besoin. Donc, en pratique,  essayer de brancher tous les moteurs sur toutes les lignes d'arbres n'est pas une fonction prioritaire.

Par contre, en temps de guerre, l'avarie de combat la plus probable est la mise HS d'un ou plusieurs compartiment moteur (suite incendie suite à impact missile ou envahissement eau suite à explosion mine ou torpille) et dans ce cas là il vaut mieux avoir tes deux lignes de propulsion totalement séparée pour que la mise en HS de l'une d'entre-elle laisse une chance à la deuxième de subsister. Donc 2x2 est un bon compromis.

[Scarabé]

Il y a 13 heures, Hirondelle a dit :

Ok, merci, donc pas moyen de tourner avec 1 seul diesel entraînant les deux lignes (c’était ma question)

Avec des Diesel-alternateurs et pods c'est possible. Ca a été testé en exercice sur le Mistral; Par contre moins de puissance arrive sur les pods la vitesse se reduit de 60%. 

Sur les FREMM en exercice avarie de barre ils utilsent le propulseur azimutal pour virer de bord.    

 

[Rivelo]

3 hours ago, Hirondelle said:

Et je rappelle mes autres questions : pollution, rendement, silence ?

Le rendement des moteurs marines est très bon. Comme l'avais signalé @g4llydans un post précédent, les turbines aussi on un bon rendement mais dans une plage d'utilisation assez étroite correspondant en fait à la vitesse de pointe. Alors que là, en utilisant les moteurs diesel sur leur plage de fonctionnement par nature plus large et en ajustant le nombre de moteur et/ou de lignes d'arbre cela te donne des options assez nombreuses pour avoir des vitesses de patrouille ou de croisière économique (un ou deux moteurs), avoir des configs "haute dispo" avec plus de moteurs démarrés pour la même vitesse quitte à encrasser un peu les diesels (postes de manœuvre ou de combat)...

Le silence est LA question. Il y avait eu une hésitation en début de programme pour savoir si une propulsion diesel / électrique (comme sur les Fremm, mais sans la turbine pour la vitesse de pointe) ou un CODAD plus classique était la bonne solution. La Fremm ont mis la barre très haut en terme de bruit rayonné avec leur architecture inspirée des sous-marins. Est-ce que les FDI pourront s'approcher de ce benchmark ? MTU explique que son nouveau moteur est plus silencieux et Naval Group a beaucoup de savoir-faire en isolation phonique et vibratoire, cela va être intéressant de voir ce qu'ils arrivent à faire cette fois. 

[Hirondelle]

il y a 17 minutes, Rivelo a dit :

La casse d'un moteur est très rare, la casse d'une ligne d'arbre aussi. Au pire, le bâtiment reste manœuvrant avec une ligne d'arbre et un seul moteur (c'est la config utilisée pour les manœuvres à basse vitesse pour ne pas trop encrasser les diesels) . Il n'ira pas bien vite mais il peut tenir son cap et rallier à vitesse réduite un port pour réparation si besoin. Donc, en pratique,  essayer de brancher tous les moteurs sur toutes les lignes d'arbres n'est pas une fonction prioritaire.

Par contre, en temps de guerre, l'avarie de combat la plus probable est la mise HS d'un ou plusieurs compartiment moteur (suite incendie suite à impact missile ou envahissement eau suite à explosion mine ou torpille) et dans ce cas là il vaut mieux avoir tes deux lignes de propulsion totalement séparée pour que la mise en HS de l'une d'entre-elle laisse une chance à la deuxième de subsister. Donc 2x2 est un bon compromis.

Merci, il y a tout désormais dans ta réponse pour m’expliquer et me convaincre, je vous lache donc la grappe en cette heure de digestion.

[Hirondelle]

il y a 3 minutes, Rivelo a dit :

Le silence est LA question. Il y avait eu une hésitation en début de programme pour savoir si une propulsion diesel / électrique (comme sur les Fremm, mais sans la turbine pour la vitesse de pointe) ou un CODAD plus classique était la bonne solution. La Fremm ont mis la barre très haut en terme de bruit rayonné avec leur architecture inspirée des sous-marins. Est-ce que les FDI pourront s'approcher de ce benchmark ? MTU explique que son nouveau moteur est plus silencieux et Naval Group a beaucoup de savoir-faire en isolation phonique et vibratoire, cela va être intéressant de voir ce qu'ils arrivent à faire cette fois. 

Si j’ai bien compris, la faiblesse acoustique des CODAD tient à l’accouplement mécanique continu des machines aux hélices en passant par les réducteurs : on peut (MTU le promet) isoler sur plots les moteurs, on peut travailler l’acoustique des hélices, mais une source de vibrations à un quelconque point de la propulsion aura tendance à se répercuter tout au long de la chaîne jusqu’à trouver le point faible et être transmise dans l’eau.

Mais comme il s’avère de plus en plus que les FDI malgré leur Captas et leur BlueHunter (nouvelle désignation du Kingklip mk2) ne seront pas des bêtes ASM (4 tlt non rechargeables, HIL à la place du NH90+kit ASM), ça semble cohérent. Ce qui me semble moins cohérent c’est de ne pas monter un captas 2, et, par exemple, sans s’éloigner du domaine ASM, se payer l’option hard-kill sur les 4 MU90, ou encore ajouter a minima un lance bouées au HIL (ou les deux ?)

[Hirondelle]

Pour finir () j’aimerais bien savoir comment est réglée la prop d’une fremm fr selon le contexte :

- route croisière ou lente : diesels ?

-route rapide ou sprint : tag ?

-détection ASM : diesel ou tag, ou les deux avec éventuellement la tag en marche mais débrayée ?

A torT ( @TarpTent, je l’ai fait !) ou à raison, il me semble qu’en posture ASM le bateau est aux allures lentes, mais qu’il doit pouvoir sprinter pour se repositionner ou échapper à une menace. Si la tag est coupée, quel délai pour la relancer ? Si les DA sont coupés, moins embêtant car il me semble que via ses variations de régime ou la régulation des moteurs électriques, elle peut ralentir quitte a avoir un rendement moindre. Sauf si la TAG est bruyante...

[Rivelo]

20 minutes ago, Hirondelle said:

Pour finir () j’aimerais bien savoir comment est réglée la prop d’une fremm fr selon le contexte :

- route croisière ou lente : diesels ?

-route rapide ou sprint : tag ?

-détection ASM : diesel ou tag, ou les deux avec éventuellement la tag en marche mais débrayée ?

A torT ( @TarpTent, je l’ai fait !) ou à raison, il me semble qu’en posture ASM le bateau est aux allures lentes, mais qu’il doit pouvoir sprinter pour se repositionner ou échapper à une menace. Si la tag est coupée, quel délai pour la relancer ? Si les DA sont coupés, moins embêtant car il me semble que via ses variations de régime ou la régulation des moteurs électriques, elle peut ralentir quitte a avoir un rendement moindre. Sauf si la TAG est bruyante...

Pour les allures de croisière ou de patrouille, la Fremm utilise sa propulsion diesel électrique (4 diesel alternateurs qui alimentent les moteurs électriques de chaque ligne d'arbre). Selon l'allure choisie, il nécessaire de démarrer un ou plusieurs diesel alternateurs. La vitesse ASM silencieuse est une allure lente optimisée pour limiter le bruit rayonné, et donc être furtif et permettre aux hydrophones de bien faire leur travail.

Quand il faut faire un sprint, les Fremm françaises (qui sont CODLOG, c'est à dire qu'elles utilisent soit leur turbine à gaz, soit leurs diesels) mettent en route leur turbine à gaz de 32MW pour avancer à leur vitesse maximum. A cette vitesse, le bâtiment n'est plus furtif mais la chaîne de transmission de la turbine est optimisée pour permettre de continuer à faire du sonar actif dans de bonnes conditions.

A noter : les FDI devraient être un chouilla plus rapides que les Fremm en sprint (1 ou 2 nœuds en vitesse de pointe). Même puissance max, mais dans une coque plus petite.

[HK]

@Hirondelle Plutôt que de connecter les 2 lignes d’arbre il est aussi possible d’hybridiser en ajoutant un moteur électrique d’appoint sur chaque LA pour gagner en redondance et améliorer la discrétion/consommation à basse vitesse... c’est du « CODLOD ».

Comme sur les Meko A100 brésiliennes:

 

Cela avait aussi été étudié par BMT pour les frégates Venator/T31, mais pas retenu par la Royal Navy. Étude assez détaillée ici, qui compare d’ailleurs les résultats à la propulsion CODAD des FTI:

General Purpose Frigate Low-Speed Electric Drive - When does it Make Sense?

https://zenodo.org/record/2530627/files/INEC 2018 Paper 085 Simmonds FINAL.pdf

Modifié le 5 avril 2021 par HK