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Le projet HMAS Collins

Ces pages vous présentent la construction complête du Collins dont voici la fiche technique :

HMAS Collins

Lancement du projet : décembre 2005
Début de la construction de ce modèle : juillet 2008
Fin de la construction prévue pour : 2015


Longueur : 1,70m | Largeur : 160mm | Poids : 38kg


Plongées : dynamique et statique
Purge des ballasts : à l'air comprimé
Alimentation électrique : 2x12V et 2x6V
Alimentation pneumatique : compresseur embarqué
Équilibrage et pesée : 2 pistons proportionnels indépendants



Bases du projet

Icone Comment fonctionne un sous-marin

Icone La classe HMAS Collins : des sous-marins australiens

Les Collins présentent plusieurs particularités qui ont retenu mon attention. Leur rareté dans les rencontres m'a aussi motivé à m'intéresser à ces sous-marins.

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Icone CAO et techniques de construction

Passer par de la CAO va permettre un gain de temps considérable. Les erreurs de fabrication seront moins nombreuses, ce qui permettra de faire des économies en optimisant la matière première.

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Réalisation du ballast

Icone Réception et découpe du tube principal

Pièce maîtresse du sous-marin, le tube KG va être découpé afin de lui fixer le ballast.

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Icone Fraisage du cadre du puits du ballast

L'accès au puits étanche se fait par un cadre de vis entourant une corde silicone. Cette dernière doit être logée dans une gorge qu'il va falloir fraiser.

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Icone Assemblage des éléments : vue avant le collage

Le ballast est assemblé et câblé en dehors du tube. Ces photos le montrent juste avant son collage. Ce ballast, typiquement réalisé "à l'allemande", a une contenance de 2,5L.

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Icone Collage au Sikaflex : le ballast devient solidaire du tube principal

L'opération est délicate : le collage devra résister aux contraintes mécaniques, de pression, de température et au vieillissement des pièces.

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Fabrication de la coque

Icone Fabrication des masters en bois

La coque finale sera une reproduction fidèle de ces pièces en bois, elles doivent donc être soignées : un défaut serait reproduit sur la coque finale.

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Icone Réalisation des moules à l'aide des masters

La fabrication de ces moules permettra de tirer une coque à l'image des pièces en bois. Ces quelques jours consacrés à la réalisation de la coque auront été riches en odeurs de résine, d'acétone et autres produits chimiques.

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Icone Résine et fibre : tirage complet d'une coque

Après de nombreuses heures de travail, la coque finale va enfin pouvoir être réalisée. Au programme : stratification, résine et odeurs en tous genres : de quoi occuper quelques journées pluvieuses.. !

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Icone Les quatre bagues d'étanchéïté en aluminium

Étape majeure de la construction, cet usinage a demandé beaucoup de temps et de rigueur. Il permettra une ouverture facile et rapide du sous-marin.

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La propulsion

Icone La technologie des barres en X

Aujourd'hui peu de sous-marins sont dotés de ce genre de disposition des barres arrières. Elle apporte pourtant de nombreux avantages... et le Collins en est doté.

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Icone La réalisation des 6 barres du Collins

Une nouvelle technique de construction est utilisée pour la fabrication des 6 barres du Collins : le moulage par silicone RTV. Objectif : obtenir des pièces identiques rapidement pour faciliter leur remplacement en cas d'accident.

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Icone L'étanchéité sur les barres en X

Après de nombreuses tentatives, je pense avoir trouvé la solution qui convient pour réaliser cette étanchéité. Sur ces 4 barres en X, elle est faite à l'aide de 2 joints toriques dans un alésage en laiton.

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Icone Brasage de l'hélice en laiton

Probablement l'une des pièces les plus délicates à réaliser du projet. Son équilibrage doit être parfait !

Icone Agencement des éléments : le bloc de propulsion

De la même manière que pour les autres blocs, les servos, moteur, variateur et câbles électriques sont disposés entre des couples PVC. Le but est d'avoir un module facilement démontable et indépendant.

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Icone La propulsion transversale

Ou comment s'éloigner d'un quai avec classe sans toucher à son hélice.
C'est inutile, donc indispensable !

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Le bloc de puissance

Icone Quatre batteries au plomb

3.3V, 5V, 6V, 12V, 24V : voila les tensions rencontrées parmi les éléments de ce sous-marin.


Le bloc pneumatique

Icone Construction du bloc pneumatique

C'est décidé, le sous-marin purgera son ballast avec de l'air comprimé. Mais encore faut-il le stocker à bord et le contrôler de manière autonome... Réserve d'air, compresseur, pressostat, manomètre, électrovannes, ventilateur... le défis de tout faire rentrer dans quelques centimètres cubes.

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Icone Les limites du compresseur

Plus la réserve monte en pression, plus le compresseur chauffe et consomme. Il faudrait donc étudier la pression limite optimale pour ce genre d'utilisation.


Carte mère & électronique

Icone La réception à bord du sous-marin

C'est un récepteur de modélisme qui est utilisé pour le contrôle par radio-commande. Ses signaux sont analysés par les 2 micro-contrôleurs dont le sous-marin est équipé.

Icone Conception de la carte mère : un sous-marin double cœur

Deux cartes Mbed contrôleront la totalité des éléments du sous-marin. L'une sera maître de l'autre. Leur programmation se fait en C++. Voici quelques informations sur ces programmes...

Icone La centrale relais : 14 relais pour tout contrôler en tout ou rien

De nombreux composants sont à contrôler en tout ou rien dans le sous-marin : électrovanne, ventilateur, compresseur, moteur de piston, radar, etc.


Aériens et schnorchel

Icone Le déploiement des périscopes et autres aériens

Animer les aériens ajoute un certain réalisme au modèle. C'est aussi le côté technique qui me pousse à mettre un place un système de ce genre. Là encore, la place est comptée.

Icone Le cas particulier du schnorchel : une ouverture vers l'extérieur

Lorsque le sous-marin se rechargera en air comprimer, il devra puiser l'air depuis l'extérieur pour ne pas entrer en dépression. Le schnorchel permet, à l'image des vrais submersibles, de laisser l'air extérieur entrer dans le modèle.


Équilibrage et pesée

Icone Les premières mises à l'eau

Et les premiers moments de vérité...

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Icone Fusion du plomb pour le lestage

La forte densité du plomb va permettre de lester le sous-marin pour le mettre à la bonne ligne de flottaison. Il ne reste plus qu'à mouler tout ça !

Icone Les ballasts secondaires : pistons d'équilibrage et de pesée

Le sous-marin est donc doté de 3 ballasts de volumes différents, respectivement : 20% - 80% - 20% du volume qu'aurait un ballast unique. Cette disposition apporte de nombreux avantages.

Icone Usinage d'un premier piston

L'usinage se fait sur la base d'un ancien vérin. L'idée est de repartir de zéro en l'équipant d'un moteur, d'une vis sans fin et d'engrenages.

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Icone Les pistons : mise en marche et optimisations

Deux ans après leur construction, les deux pistons vont enfin pouvoir entrer en action à bord du sous-marin. Certaines optimisations vont leur être apportées.


Transport

Icone En voiture ? Check. En train ? Check !

Quand il faut aller de St-Brieuc en Bretagne à Kaiserslautern en Allemagne, un problème de logistique se pose...

Icone Fabrication de caisses de transport

Pour éviter de voyager avec le sous-marin sur le dos, des caisses de transport sont à réaliser.


Torpilles

Icone Les 6 tubes lance-torpilles (2 seront fonctionnels)

Le lancement des torpilles n'est pas encore planifié. Je me concentrerai dessus lorsque tout le reste sera fonctionnel. En attendant, il faut quand même réserver un peu de place...