Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
1
Panneau d'atténuation acoustique pour nacelle de moteur
d'aéronef
La présente invention se rapporte à un panneau d'atténuation
acoustique pour nacelle de moteur d'aéronef, et à des éléments de nacelle
équipés d'un tel panneau.
L'utilisation de panneaux d'atténuation acoustique dans les
nacelles de moteurs d'aéronefs pour réduire les émissions de bruit des
turboréacteurs, est connue de l'état de la technique.
Ces panneaux d'atténuation acoustique présentent en général une
structure sandwich comprenant une peau structurante, une structure alvéolaire
du type nid d'abeille, et une couche résistive généralement formée par une
peau perforée.
La réalisation de ces panneaux d'atténuation acoustique est
coûteuse notamment du fait de la présence de la structure alvéolaire, et de la
nécessité de fixer cette structure alvéolaire sur les peaux structurante et
perforée.
La présente invention a ainsi notamment pour but de fournir un
panneau d'atténuation acoustique d'une conception simplifiée par rapport à
l'état de la technique, pouvant être fabriqué à moindre coût.
On atteint ce but de l'invention avec un panneau d'atténuation
acoustique pour nacelle de moteur d'aéronef comprenant une peau
structurante et, comme matériau d'absorption acoustique, un matériau poreux
rapporté sur cette peau.
Par matériau poreux , on entend, dans le cadre de la présente
invention, un matériau ouvert (c'est-à-dire présentant de nombreuses cavités
communicantes) se présentant sous forme de mousse, ou sous forme
expansée, ou sous forme de feutre, ou sous forme d'un agrégat d'éléments de
petite taille tels que des billes.
De par son caractère poreux, un tel matériau présente des bonnes
propriétés d'atténuation acoustique.
Un tel matériau, formé à partir de matières métalliques, polymères,
céramiques ou composites disponibles sur le marché, présente en général un
prix de revient nettement inférieur à celui d'une structure alvéolaire, et sa
mise
en place sur la peau structurante est nettement plus simple.
Dans certains cas, les panneaux d'atténuation acoustique doivent
être conçus pour être installés en zone chaude de nacelle de turboréacteur
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
2
d'aéronef, et notamment dans la partie aval de cette nacelle par laquelle sont
expulsés des gaz d'échappement dont la température est typiquement
supérieure à 600 C.
L'utilisation de panneaux d'atténuation acoustique dans cette zone
d'échappement permet de réduire sensiblement les émissions sonores situées
dans la plage des hautes fréquences.
Pour ces applications particulières à haute température, on utilise
en général des panneaux d'atténuation acoustique dont la peau structurante
est formée par une tôle métallique, la structure alvéolaire est métallique, et
la
couche résistive est une tôle métallique perforée.
La structure alvéolaire métallique est reliée par brasage (c'est-à-
dire par assemblage de deux matériaux à l'aide d'un métal d'apport ayant une
température de fusion inférieure à celle du métal de base) à la tôle
métallique
structurante et à la tôle métallique perforée.
L'utilisation d'alliages métalliques pour l'ensemble des éléments
formant cette structure sandwich, et la mise en oeuvre d'un brasage pour les
relier entre eux, sont particulièrement coûteuses.
De plus, le panneau obtenu à partir de l'ensemble de ces éléments
métalliques est relativement lourd.
La présente invention a donc aussi pour but plus particulier de
fournir un panneau d'atténuation acoustique adapté pour être installé en zone
chaude de nacelle, qui soit moins coûteux et lourd que ceux de la technique
antérieure.
On atteint ce but plus particulier de l'invention avec un panneau
acoustique du type susmentionné, remarquable en ce que ledit matériau
poreux est sélectionné dans le groupe comprenant les matériaux résistant à
des températures allant jusqu'à 200 C, les matériaux résistant à des
températures allant jusqu'à 400 C, les matériaux résistant à des températures
allant jusqu'à 600 C, et les matériaux résistant à des températures allant
jusqu'à 800 C.
Selon les applications prévues en zone chaude, le matériau poreux
pourra présenter une plus ou moins grande conductivité de la chaleur.
Dans le cas particulier où ce panneau est destiné à équiper la lèvre
d'entrée d'air d'une structure d'entrée d'air à dégivrage pneumatique, le
matériau poreux sera choisi de manière à résister à une température maximale
de l'ordre de 400 C, et à présenter une forte conductivité de la chaleur.
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
3
La matière formant un tel matériau poreux destiné à une zone
chaude pourra être choisie dans le groupe comprenant les mousses en
matières métalliques, et notamment les mousses à base d'alliages d'aluminium
et/ou de cuivre et/ou de nickel et/ou de chrome, ou les mousses en carbone.
Suivant d'autres caractéristiques optionnelles du panneau
d'atténuation acoustique selon l'invention :
- ledit matériau poreux est collé à ladite peau structurante : il s'agit
là d'un moyen très simple de fixation du matériau poreux sur la peau
structurante ;
- ladite peau structurante comporte des perforations : cet
agencement est adapté lorsqu'on souhaite que la peau structurante soit
disposée du côté du flux des gaz d'échappement ;
- des raidisseurs sont fixés sur ladite peau structurante : ces
raidisseurs permettent de donner au panneau une rigidité comparable à celle
qui est procurée pas la structure alvéolaire des panneaux de la technique
antérieure ;
- une couche résistive est rapporté(e) sur les raidisseurs : cette
couche résistive permet notamment de protéger le matériau poreux vis-à-vis
des impacts ;
- cette couche résistive est formée par un grillage ou par une peau
perforée, ou par une combinaison de ces deux éléments ;
- ladite peau structurante et/ou lesdits raidisseurs et/ou ladite peau
perforée et/ou ladite couche résistive sont formés dans des matériaux choisis
dans le groupe comprenant les alliages métalliques, les céramiques, les
composites à matrice métallique, les composites à matrice céramique : le choix
de ces matériaux est lié aux contraintes de poids et de température et aux
sollicitations mécaniques auxquelles doivent être soumis les panneaux
acoustiques.
La présente invention a également pour but plus particulier de
fournir un panneau dont les caractéristiques répondent parfaitement aux
conditions de température, de géométrie, de distribution fréquentielle et
spatiale des émissions sonores, etc., dans lesquelles il va être utilisé
(panneau
sur mesure ).
On atteint ce but plus particulier de l'invention avec un panneau
conforme à ce qui précède, dans lequel ledit matériau poreux comporte des
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
4
cavités : la présence de ces cavités permet d'optimiser les caractéristiques
de
poids et d'absorption acoustique du panneau en fonction de sa destination.
Suivant d'autres caractéristiques optionnelles de ce panneau
optimisé, permettant de l'adapter parfaitement en fonction de sa destination :
- au moins une partie desdites cavités sont traversantes ;
- au moins une partie desdites cavités sont borgnes ;
- au moins une partie desdites cavités présentent des parois
orientées de manière sensiblement perpendiculaire au plan moyen dudit
panneau;
- au moins une partie desdites cavités présentent des parois
inclinées par rapport au plan moyen dudit panneau ;
- ledit matériau poreux est formé d'une superposition de couches
de matériaux poreux de caractéristiques différentes, dans la direction de
l'épaisseur du panneau ;
- ledit matériau poreux est formé d'une juxtaposition de pains de
matériaux poreux de caractéristiques différentes, dans la direction parallèle
au
plan moyen du panneau.
La présente invention se rapporte également à une structure
d'entrée d'air de nacelle de turboréacteur d'aéronef, remarquable en ce
qu'elle
comporte une lèvre d'entrée d'air munie d'au moins un premier panneau
d'atténuation acoustique conforme à ce qui précède.
Suivant des caractéristiques optionnelles de cette structure
d'entrée d'air :
- cette structure d'entrée d'air comprend un compartiment de
dégivrage pneumatique délimité notamment par ladite lèvre et par une cloison
interne, et ledit premier panneau d'atténuation acoustique est du type
comprenant un matériau poreux à cellules ouvertes, apte à résister à une
température pouvant aller jusqu'à 400 C et présentant une forte conductivité
de
la chaleur ;
- ledit premier panneau d'atténuation acoustique est fixé à
l'intérieur de ladite lèvre d'entrée d'air par une tôle de maintien amont et
par
une tôle de maintien aval, et ladite cloison interne est fixée sur ladite tôle
de
maintien aval, de préférence par rivetage ;
- ladite structure d'entrée d'air comprend un deuxième panneau
d'atténuation acoustique fixé à l'intérieur de ladite lèvre d'entrée d'air en
aval
de ladite cloison interne, séparé dudit premier panneau par un joint en
matériau
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
poreux à cellules ouvertes apte à résister à une température pouvant aller
jusqu'à 400 C et présentant une faible conductivité de la chaleur ;
- ledit deuxième panneau d'atténuation acoustique est choisi dans
le groupe comprenant un panneau à matériau poreux et à cellules ouvertes
conforme à ce qui précède, apte à résister à une température pouvant aller
jusqu'à 120 C, et un panneau à structure en nid d'abeille ;
- ledit premier panneau, ledit joint en matériau poreux et ledit
deuxième panneau sont recouverts d'une tôle commune sur laquelle ladite
cloison interne est fixée, de préférence par rivetage ;
- ladite structure d'entrée d'air est du type dans lequel la lèvre
d'entrée d'air forme un ensemble monobloc avec la paroi externe de la
structure d'entrée d'air, cet ensemble monobloc étant apte à coulisser par
rapport au carter de soufflante du turboréacteur, tel que décrit par exemple
dans le document FR 2 906 568 ;
- ladite structure d'entrée d'air comprend des organes de centrage
fixés sur ladite tôle commune.
La présente invention se rapporte également à une structure interne fixe de
nacelle de turboréacteur d'aéronef, remarquable en ce qu'elle comporte au
moins un panneau d'atténuation acoustique conforme à ce qui précède.
Suivant des caractéristiques optionnelles de cette structure interne fixe :
- ledit panneau d'atténuation acoustique est situé au moins en
partie dans la zone de ladite structure interne fixe destinée à être soumise à
de
fortes températures engendrées par ledit turboréacteur, et le matériau poreux
de ce panneau est du type à cellules ouvertes et est apte à résister à une
température pouvant aller jusqu'à 800 C et présente une forte conductivité de
la chaleur;
- ledit matériau poreux se trouve sur la face interne de ladite
structure interne fixe, cette dernière étant munie de perforations sur au
moins
une partie de sa surface recouvrant ledit matériau poreux ;
- ledit matériau poreux est maintenu par des retours formés dans
ladite structure interne fixe ;
- ledit matériau poreux se trouve sur la face externe de ladite
structure interne fixé, à l'intérieur d'une zone en retrait formée à
l'intérieur de
cette structure ;
- ledit matériau poreux est recouvert, au moins dans la partie
amont, par une couche résistive perforée ;
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
6
- ladite couche résistive est formée dans le même matériau que
celui de la structure interne fixe.
La présente invention se rapporte également à une nacelle de
moteur d'aéronef, remarquable en ce qu'elle est équipée d'au moins un
panneau d'atténuation acoustique conforme à ce qui précède.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention
apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, et à l'examen des
figures ci-annexées, où :
- la figure 1 représente de manière schématique et en coupe, un
mode de réalisation d'un panneau acoustique selon l'invention,
et
- les figures 2 à 5 représentent des variantes optimisées du
panneau acoustique de la figure 1 ;
- les figures 6 et 7 représentent, en vue en coupe longitudinale
schématique, deux variantes d'une entrée d'air de nacelle
incorporant au moins un panneau d'atténuation acoustique
selon l'invention ;
- la figure 8 représente, en vue en coupe longitudinale
schématique, une nacelle de la technique antérieure,
renfermant un turboréacteur classique à double flux, et
- les figures 9 à 13 représentent, en vue partielle et en coupe,
différentes variantes d'une structure interne fixe de nacelle,
équipée d'au moins un panneau d'atténuation acoustique selon
l'invention.
Sur l'ensemble de ces figures, des références analogues ou
identiques désignent des organes ou ensemble d'organes analogues ou
identiques.
Comme on peut le voir sur la figure 1, un panneau acoustique
selon l'invention comporte, du côté opposé à l'origine de l'excitation sonore,
une peau structurante 1, formée dans une tôle.
Sur cette peau structurante 1 sont rapportés une pluralité de
raidisseurs 3, pouvant être formés par exemple par des longerons présentant
une section en i, disposés parallèlement les uns aux autres.
Entre ces raidisseurs 3 est disposé un matériau poreux 5 c'est-à-
dire un matériau présentant une structure ouverte, c'est-à-dire des cellules
ouvertes, apte à absorber l'énergie des ondes acoustiques.
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
7
Ce matériau poreux, qui peut se présenter sous forme de mousse,
ou sous forme expansée, ou sous forme de feutre, ou sous forme d'un agrégat
d'éléments de petite taille tels que des billes, peut être fixé par collage
sur la
peau structurantel.
Une couche résistive 7, formée par une tôle perforée ou par un
grillage, ou encore par une combinaison de ces deux éléments, peut être
rapportée sur les raidisseurs 3, de manière à encapsuler le matériau poreux 5.
Les raidisseurs 3 peuvent être fixés sur la peau structurante 1 par
brasage ou rivetage.
La couche résistive 7 peut être fixée sur les raidisseurs 3 par
collage, brasage ou soudage.
Comme indiqué précédemment, le matériau poreux 5 peut être
formé à partir de matières métalliques, polymères, céramiques ou composites,
disponibles sur le marché.
On choisit le matériau poreux 5 en fonction des conditions
d'utilisation du panneau acoustique.
Le tableau ci-dessous donne, à titre d'exemple, différents types de
mousses pouvant convenir en tant que matériau poreux pour différentes
conditions d'utilisation du panneau acoustique :
Caractéristiques Nature des mousses Exemples de mousses
disponibles sur le marché
RECEMAT - commercialisé
Mousses résistant à des Mousses à base d'alliage par la société RECEMAT
températures relativement nickel-chrome - densité de INTERNATIONAL, ou
élevées (jusqu'à 600 C et au- 0,6 à 0,65 g/cm3 mousses métalliques de la
société FiberNide
delà)
Mousse de carbone - peut
résister au-delà de 600 C
Mousses à base d'aluminium Mousses de la société
Mousse résistant à des - densité de 0,2 à 0,4 glcm3 CYMAT
températures relativement Mousse en ROHACELL -
faibles (iusqu'à 200 C) polymethacrylimide - densité commercialisé par la
société
de 0,05 /cm3 EMKAY PLASTICS
Mousses présentant une Mousses à base de nickel -
conductivité thermique conductivité pouvant
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
8
relativement élevée atteindre 9W / mK pour une
-porosité minimum de 90%
Mousses à base d'alliage
d'aluminium et de cuivre -
conductivité pouvant
atteindre 10W / mK pour une
-porosité minimum de 65%
Mousse de carbone -
conductivité pouvant
atteindre 25W / mK pour une
porosité minimum de 78%
Mousse en céramique -
conductivité allant de 0,01 à 1
W / mK pour une densité
Mousses présentant une allant de 0,02 à 0,4 g/cm3
conductivité thermique Mousse en
relativement faible polymethacrylimide - ROHACELL 31
conductivité de 0,031 W /mK commercialisé par la société
pour une densité de 0,032 EMKAY PLASTICS
Icm3
Dans le cas particulier où le panneau d'atténuation acoustique est
destiné à être installé dans des zones de haute température d'une nacelle
d'aéronef (notamment dans la zone d'expulsion des gaz d'échappement du
turboréacteur), on prévoit que le matériau poreux 5 est formé dans une matière
pouvant résister à des températures pouvant aller jusqu'à 800 C : de la
mousse de carbone pourra par exemple convenir. Concernant les matériaux
utilisés pour les autres éléments du panneau d'atténuation acoustique, à
savoir
la peau structurante 1, les raidisseurs 3 et la couche résistive 7, le choix
sera
effectué en fonction des contraintes de poids, de température et de
sollicitation
mécanique.
Comme indiqué précédemment, ces matériaux pourront être
choisis parmi des alliages métalliques, les céramiques, les composites à
matrice métallique (CMM) et les composites à matrice céramique (CMC).
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
9
Le mode de fonctionnement des avantages du panneau
d'atténuation acoustique qui vient d'être décrit résultent directement des
explications qui précèdent.
La peau structurante 1 est fixée contre une paroi d'un élément de
nacelle, telle qu'une tuyère d'éjection des gaz d'échappement.
La couche résistive 7 se trouve de la sorte exposée à l'excitation
sonore dont on cherche à réduire l'intensité.
Les ondes acoustiques émises par cette source sonore traversent
la couche résistive 7 et pénètrent à l'intérieur des cavités du matériau
poreux 5,
ce qui entraîne la réduction de l'énergie de ces ondes acoustiques.
Plusieurs panneaux analogues à celui représenté sur la figure ci-
jointe peuvent être assemblés bord à bord de manière à recouvrir la surface
souhaitée.
On comprend que la mise en oeuvre du matériau poreux 5 entre les
peaux structurantes 1 et perforée 7, est nettement plus simple et donc moins
coûteuse que la mise en oeuvre d'une structure alvéolaire.
Ceci est particulièrement vrai dans le cas d'un panneau
d'atténuation acoustique destiné à être employé dans une zone de haute
température : là où il fallait utiliser une structure alvéolaire métallique
fixée par
brasage sur une peau structurante et une couche résistive métallique, une
simple mise en place du matériau poreux 5 entre ces deux peaux permet
d'atteindre le résultat souhaité.
On notera de plus que l'utilisation d'un matériau poreux 5 qui se
trouve couramment sur le marché, permet en soi de réduire les coûts de
fabrication par rapport à l'utilisation d'une structure alvéolaire du type nid
d'abeilles.
On notera également que le recours à un matériau poreux permet
en général d'obtenir une réduction substantielle du poids par rapport à
l'utilisation d'une structure alvéolaire, notamment lorsque cette dernière est
métallique pour les applications à haute température.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de
réalisation qui vient d'être décrit.
C'est ainsi par exemple que l'on pourrait envisager une structure
extrêmement simplifiée, ne comprenant ni raidisseurs 3 ni couche résistive 7:
une telle structure serait donc formée uniquement par le collage d'une couche
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
de matériau poreux 5 sur la peau structurante 1, comme cela est représenté
sur la figure 1 bis.
On pourrait envisager la peau structurante 1 soit placée du côté du
flux F des gaz d'échappement, auquel cas cette peau comporterait des
perforations 8 permettant l'absorption acoustique, comme cela est représenté
sur la figure 1 ter.
Dans un autre monde de réalisation simplifiée, on pourrait prévoir
la présence de raidisseurs 3 sans couche résistive 7 : une telle structure
serait
donc formée uniquement par la peau structurante 1 sur laquelle seraient
rapportés les raidisseurs 3 et entre lesquels seraient disposées des bandes de
matériau poreux 5 fixées par collage sur la peau I.
On notera toutefois que ces structures simplifiées ne
bénéficieraient pas de la fonction de protection vis-à-vis des impacts
mécaniques, procurée par la couche résistive 7.
C'est ainsi également que l'on peut envisager que le matériau
poreux 5 ne soit pas homogène, mais présente au contraire des zones de
caractéristiques d'absorption acoustique différentes.
Ces différentes zones peuvent être des zones d'absence de
matériau poreux (cavités), et/ou des zones de matériaux poreux de natures
différentes (différentes densités de mousses).
Une telle hétérogénéité du matériau poreux 5 peut être obtenue par
superpositions de couches de matériaux poreux différents dans l'épaisseur du
panneau, et/ou par juxtaposition de pains de matériaux poreux selon la
direction du plan moyen du panneau.
Une telle hétérogénéité du matériau poreux 5 permet de réaliser un
panneau d'absorption acoustique sur mesure, c'est-à-dire parfaitement adapté
aux conditions (géométrie, température, nature des émissions sonores,
contraintes de poids...) dans lesquelles il est destiné à être utilisé.
A titre d'exemple non limitatif, on a représenté sur les figures 2 à 5
différentes variantes envisagées de panneau à couche de matériau poreux
hétérogène.
Dans l'exemple de la figure 2, la couche de matériau poreux 5 est
munie de cavités 9 traversantes, les parois 11 de ces cavités étant
sensiblement perpendiculaires au plan moyen M du panneau acoustique.
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
11
Ces cavités 9 peuvent être réalisées par perforation du matériau
poreux 5, ou bien par disposition de pains de matériaux poreux à intervalles
réguliers ou non.
A noter que la forme de ces cavités 9 peut être quelconque : ces
cavités peuvent être cylindriques, parallélépipédiques, ou bien encore
présenter une section évolutive dans l'épaisseur du panneau.
Dans la variante de la figure 3, les parois 11 des cavités 9 sont
inclinées par rapport au plan moyen M du panneau.
Dans la variante de la figure 4, les cavités 9 sont borgnes, c'est-à-
dire qu'elles ne débouchent que d'un seul côté du panneau : du côté de la
peau structurante 1 (cavités 9a) ou de la couche résistive 7 (cavités 9b, 9c).
Dans la variante de la figure 5, la couche de matériau poreux 5 est
en fait formée d'une superposition de couches de matériaux poreux 5a, 5b de
caractéristiques différentes, dans la direction de l'épaisseur du panneau.
A noter que le nombre de couches superposées n'est pas limité, et
que chaque couche peut elle-même être constituée de plusieurs densités de
mousses, afin de réaliser un traitement distribué.
Dans une variante particulière (non représentée), on peut
envisager de placer une couche intermédiaire (pleine ou évidée) entre les deux
couches d'atténuation 5a, 5b, pour jouer le rôle de septum ou de cales afin de
maîtriser le jeu de ces couches 5a, 5b avec respectivement la peau
structurante 1 et la couche résistive 7.
Deux exemples d'application de panneaux conformes à ce qui
précède vont à présent être décrits.
Dans ces exemples, les panneaux sont placés dans des zones
relativement chaudes : températures pouvant atteindre 400 C dans le premier
exemple, et températures pouvant aller jusqu'à 800 C dans le second exemple.
En se reportant à la figure 6, on peut voir une structure d'entrée
d'air d'une nacelle de turboréacteur d'aéronef, correspondant à la zone VI de
la
figure 8.
Comme cela est connu en soi, une telle structure d'entrée d'air 13
comporte un panneau externe 15, c'est-à-dire situé à la périphérie extérieure
de la nacelle, ainsi qu'une lèvre d'entrée d'air 17, formant le bord d'attaque
de
la nacelle, et situé dans le prolongement d'une partie interne annulaire 18,
souvent désignée par le terme virole , cette virole pouvant avoir des
propriétés d'absorption acoustique.
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
12
En situation de fonctionnement, le flux d'air F longe la lèvre 17 et la
virole 18 avant de passer à l'intérieur du moteur 19 (voir figure 8) disposé à
l'intérieur de la nacelle.
Dans ce qui suit, les termes amont et aval doivent
s'entendre par rapport au sens de circulation de l'air, tel qu'il est indiqué
par la
flèche F.
La structure d'entrée d'air 13 peut être du type dans lequel la lèvre
d'entrée d'air 17 et le panneau externe 15 forment un ensemble monobloc,
apte à coulisser par rapport à la virole 18 lors des opérations de
maintenance,
comme cela est enseigné par exemple dans le document FR 2 906 568: on
parle couramment dans ce cas de structure LFC , c'est-à-dire Laminar
Forward Cowl .
On notera toutefois que l'invention n'est nullement limitée à ce type
particulier de structure d'entrée d'air.
A l'intérieur de la lèvre d'entrée d'air 17 se trouve un collecteur d'air
chaud 21 de forme sensiblement annulaire, alimenté par au moins un conduit
d'alimentation d'air chaud 23 lui-même en relation avec les zones chaudes du
moteur 19.
L'air chaud distribué par le collecteur 21 à l'intérieur de la lèvre
d'entrée d'air 17 permet de réaliser le dégivrage de cette lèvre.
Une cloison interne 25 permet de fermer le compartiment de
dégivrage 26, et ainsi d'éviter que l'air chaud ne s'échappe dans d'autres
zones de la structure d'entrée d'air.
Dans le but de réduire les émissions sonores de la nacelle, on
équipe la lèvre d'entrée d'air 17 d'un panneau d'atténuation acoustique P
conforme à ce qui précède.
Plus précisément, la peau de la lèvre 17 forme la peau structurante
1 de ce panneau P, laquelle est munie de perforations 8.
A l'intérieur de cette peau structurante 1 se trouve le matériau
poreux 5, fixé par une tôle de maintien amont 27 et par une tôle de maintien
aval 29.
La cloison interne 25 comporte un retour 31 qui est de préférence
riveté à la tôle aval 29.
A son autre extrémité 32, la cloison interne 25 est rivetée à
l'intérieur du panneau externe 15.
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
13
Etant données les températures élevées régnant à l'intérieur du
compartiment de dégivrage, le matériau poreux du panneau d'atténuation
acoustique P est choisi de manière à pouvoir résister à une température
pouvant aller jusqu'à 400 C.
On veillera en outre à ce que ce matériau poreux présente une
forte conductivité de la chaleur, de manière à permettre à la chaleur de l'air
chaud situé à l'intérieur du compartiment de dégivrage 26 de rayonner jusqu' à
la surface de la lèvre d'entrée d'air 17, permettant ainsi un dégivrage
efficace.
Dans la variante représentée à la figure 7, on retrouve un panneau
P1 analogue au panneau P de la variante de la figure 6, en aval duquel se
trouve un panneau P2 conforme à l'invention,. et dont le matériau poreux 5 est
choisi de manière à résister à une température pouvant aller jusqu'à 120 C.
Entre ces deux panneaux P1 et P2 se trouve un joint de forme
sensiblement annulaire 33, formé de préférence dans un matériau poreux apte
à résister à des températures pouvant aller jusqu'à 400 C.
Comme cela est visible sur la figure 7, le joint 33 et le panneau
d'atténuation acoustique P2 sont situés en aval de la cloison interne 25. Plus
précisément, une tôle 35 peut recouvrir la partie aval du panneau P1, le joint
33
et le panneau P2, le retour 31 de la cloison interne 25 étant fixé de
préférence
par rivetage sur la partie aval de la tôle 35.
Dans le cas particulier où la structure d'entrée d'air 13 est du type
LFC susmentionné, on peut prévoir des organes de centrage 37 fixés sur la
tôle 35, permettant de centrer la structure d'entrée d'air 13 par rapport à la
virole 18.
Comme dans le cas de la figure 6, la peau de la lèvre d'entrée d'air
17 forme la peau structurante des panneaux P1 et P2, cette peau structurante
étant munie de perforations 8.
Bien entendu, on peut choisir des propriétés acoustiques
différentes pour chacun des panneaux P1 et P2, et on peut former l'ensemble
des panneaux P, P1, P2 selon les préceptes des modes de réalisation des
figures 2 à 5 notamment (matériau poreux formé de la juxtaposition et/ou de la
superposition de pains de mousse, munis éventuellement de cavités).
Bien entendu, on pourra également envisager de remplacer le
panneau d'atténuation acoustique P2 en matériau poreux conforme à
l'invention par un panneau d'atténuation acoustique classique, du type
comprenant une structure en nid d'abeille : la zone dans laquelle se trouve le
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
14
panneau P2 étant nettement moins chaude que la zone dans laquelle se
trouve le panneau P1, le recours à un panneau d'atténuation acoustique
classique est en effet possible.
On notera également que l'on choisira de préférence, pour le joint
33, un matériau poreux présentant une faible conductivité de la chaleur, de
manière à isoler correctement le panneau P2 par rapport au panneau P1 : une
mousse en céramique pourrait par exemple convenir pour ce joint.
On va à présent se reporter aux figures 8 à 13, sur lesquelles on a
illustré un deuxième exemple d'application d'un panneau acoustique de
l'invention.
On a représenté sur la figure 8 une nacelle 39 de la technique
antérieure, entourant un turboréacteur à double flux dont on voit notamment le
moteur 19.
Comme cela est connu en soi, la structure d'entrée d'air 13 de cette
nacelle permet de capter un flux d'air F provenant de l'extérieur, lequel
passe à
l'intérieur de la soufflante du turboréacteur et se divise en un flux d'air
froid FF
circulant à la périphérie du moteur 19, et en un flux d'air chaud FC circulant
à
l'intérieur de ce moteur.
Plus précisément, la veine de circulation du flux froid FF est
délimitée d'une part par une structure extérieure 45 de la nacelle 39, et
d'autre
part par une structure interne fixe 47 (souvent désignée par IFS (pour
Inner Fixed Structure ), laquelle réalise le carénage du moteur 19.
Afin de réduire les émissions acoustiques inhérentes à la
circulation de ce flux froid, on place classiquement des panneaux
d'atténuation
acoustiques 49 à la périphérie de la structure interne fixe 47.
Ces panneaux acoustiques classiques 49 sont généralement du
type à structure en nid d'abeille, et pour éviter leur destruction par la
chaleur
émise par le moteur 19, on utilise classiquement des matelas de protection
thermique 50 que l'on place sur la face intérieure des panneaux acoustiques
49, c'est-à-dire sur la face de ces panneaux acoustiques qui est en regard du
moteur 19.
En effet, dans les zones Z1, Z2, Z3 représentées sur la figure 8,
correspondant typiquement aux zones de compression, de combustion et de
détente du moteur 19, les températures peuvent typiquement et
respectivement être comprises entre 120 et 150 C, 150 et 400 C, et 400 et
800 C.
CA 02731974 2011-01-25
WO 2010/012900 PCT/FR2009/000935
Dans ces conditions, l'utilisation d'un panneau d'atténuation
acoustique conforme à l'invention, avec un matériau poreux apte à résister à
des températures élevées, c'est-à-dire pouvant aller jusqu'à 800 C, est
particulièrement indiquée.
On a représenté sur les figures 9 à 13 différentes manières
d'intégrer un ou plusieurs panneaux d'atténuation acoustique selon l'invention
à la structure interne fixe 47, cette dernière étant formée en général en
matériau composite, typiquement à base de fibres de carbone.
Dans la variante représentée à la figure 9, la paroi de la structure
interne fixe 47 comporte des perforations 8, et un matériau poreux 5 adapté
aux hautes températures, c'est-à-dire pouvant aller jusqu'à 800 C, est fixé
sur
la face interne de la structure interne fixe 47, c'est-à-dire sur la face de
cette
structure interne qui se trouve en regard du moteur 43.
Dans la variante représentée à la figure 10, on peut noter que le
matériau poreux 5 est maintenu par un retour amont et par un retour aval 53,
formés de préférence dans le même matériau que la paroi de la structure
interne fixe 47.
Dans la variante de la figure 11, la paroi de la structure interne fixe
47 définit une zone en retrait 1, à l'intérieur de laquelle se trouve le
matériau
poreux 5, lequel se trouve donc directement exposé à la circulation du flux
froid
FF (voir figure 8).
La variante de la figure 12 se distingue de celle de la figure 11 en
ceci qu'une couche résistive 7 du type indiqué plus haut recouvre le matériau
poreux 5 dans la zone de la structure interne fixe 47 la plus exposée à
l'érosion
provoquée par la circulation du flux froid FF, c'est-à-dire en l'occurrence
dans
la zone amont de ce matériau poreux.
Dans la variante représentée à la figure 13, on peut voir que la
partie aval du matériau poreux 5 est recouverte en partie par une avancée 47'
de la paroi formant la structure interne fixe 47.
Pour cet exemple particulier d'application d'un panneau
d'atténuation acoustique selon l'invention, on choisira un matériau poreux 5
présentant une bonne conductivité de la chaleur, de manière à permettre à la
chaleur émise par le moteur 19 de s'échapper en direction du flux froid FF.
