<Desc/Clms Page number 1>
PANNEAU ACOUSTIQUE ABSORBANT :ET CONDUIT POUR L'AMORTISSEMENT D'ONDES
SONORES
L'invention concerne un silencieux d'une construction convenant pour amortir le bruit d'échappement de moteurs à réaction ou analogues, pen- dant que le moteur ou l'avion qui en est équipé subit des essais au sol; elle concerne spécialement un silencieux convenant pour fonctionner sur la plaine, ou être adjoint à une cellule d'essai d'une usine. L'invention comprend éga- lement un panneau acoustique ou absorbant de sons destiné à absorber des sons s'étendant sur une grande gamme de fréquences mélangées et dans des con- ditions rencontrées aux températures extrêmement élevées.
Le développement de moteurs à réaction tels que turbo-réacteurs et moteurs-fusées, pose un certain nombre de problèmes concernant la cons- truction des silencieux capables de résister aux températures élevées et à amortir les sons produits par le courant d'éjection de tels moteurs,, problè- mes que l'on ne rencontre généralement pas lors de l'établissement de silen- cieux classiques actuellement en usage. Outre que le courant d'éjection de réacteurs et autres moteurs analogues donnent naissance à une gamme étendue de fréquences mélangées, ils se présentent sous des températures sensible- ment plus élevées que celles qui caractérisent des jets d'échappement de mo- teurs alternatifs et d'autres moteurs classiques à essence.
Les silencieux courants, tels qu'utilisés pour amortir l'échappement de moteurs d'automobiles ne sont pas soumis à des températures du même ordre que celles propres au flux d'éjection de moteurs à réactiong de sorte que la construction de principe ap- pliquée généralement aux silencieux du type automobile ne convient pas à ceux destinés aux moteurs à réaction ou analogues
Les dispositifs amortisseurs de sons suivant l'inventions tout en n'y étant pas limités, conviennent particulièrement pour l'absorption des bruits du moteur et de l'échappement de moteurs à réaction et analogues,, au cours d' essais exécutés dans une cellule d'essai ou sur la plaine, et sont prévus pour résister aux températures élevées et aux vitesses extrêmes du courant d'éjec-
<Desc/Clms Page number 2>
tion.
Partant de là, la présente invention a pour but d'établir un silencieux perfectionné pouvant servir à amortir le bruit de réacteursturbo-réacteurs ou fusées-moteurs pendant que l'avion est soumis à des essais au sol dans une cellule d'essai d'une usine ou sur la plaine; d'établir un panneau acoustique destiné à de tels silencieux et capables d'absorber des sons sur une gamme de fréquence étendue.,ainsi que de fonctionner efficacement et sans perturbations lorsqu'il est disposé dans un courant d'éjection de température relativement élevée; d'établir un conduit de silencieux construit en vue de supporter une série de tels panneaux, de façon à amortir et à dissiper le bruit, tout en étant capable de résister à la température relativement élevée des gaz introduits dans le silencieux;
d'établir, plus spécialement, un tel silencieux capable d'abaisser la température du courant des gaz d'éjection,. par exemple;, introduits dans le silencieux, et de briser les ondes de choc entourant ce courant de gaz d'éjec- tion, de façon à permettre une absorption et une dissipation plus aisée des ondes sonores produites par ces gaz d'éjection; d'établir un conduit de silencieux comportant une partie horizon- tale se terminant par un canal d'échappement orienté verticalement et compor- tant des moyens pouvant être actionnés en vue de modifier la direction d'écou- lement des gaz d'éjection, pour l'amener de la partie horizontale vers le con- duit d'échappement vertical;
de construire le conduit de silencieux de façon qu'il soit mobile ce conduit mobile comprenant en outre des moyens pour l'ancrer efficacement par rapport à la tuyère d'éjection d'un moteur à réaction, de façon à s'opposer à la poussée exercée sur ce conduit par ce jet d'échappement; d'établir -ou silencieux pour amortir les bruits d'échappement d' un moteur à réaction ou analogue pendant les essais, ce silencieux étant ca- pable d'aspirer de l'air atmosphérique depuis un endroit éloigné de l'avions en vue de refroidir les gaz d'échappement et d'éviter des perturbations au cours des opérations d'essais.
D'autres buts de l'invention apparaîtront eux-mêmes ou seront in- diqués d'une façon plus détaillée dans la suite.
Il ressort de ce qui précède que l'invention réside dans les ca- ractéristiques de construction, la combinaison de l'aimant et la disposition d'organes, qui seront exposées à titre d'exemple dans la construction décrite ci-après et dont la portée d'application sera indiquée dans les revendications ci-annexées.
Dans les dessins :
Fig.1 est une coupe transversale d'un panneau acoustique faisant partie de l'invention.
Fig.2 est une vue en plan d'un panneau analogue à celui de la Fig.
1, mais vu d'en dessous,une partie d'une plaque-couvercle de ce panneau étant brisée afin de montrer certains détails du panneau, cette Fige étant dessi- née à une échelle plus petite que la Fig.l.
Fig.3 est une élévation latérale du panneau de la Fig.1, dessi- née à la même échelle que celle de la Fig.2.
Fig.4 est une élévation latérale raccourcie d'un conduit cylindri- que formant un silencieux établi suivant l'invention.
Fig.5 est une vue en bout du conduit de silencieux de la Fig.4.
Figa6 est une coupe fragmentaire, à plus grande échelle, d'une partie du conduit des Fig.4 et 5,cette échelle étant plus grande que celle
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
de ces dernières figures de façon a. montrer avec plus de détails certaines des caractéristiques de la construction.
Figo7 est une élévation latérale fragmentaire d'une partie du pan-
EMI3.2
neau acoustique de la Figa39 montrant certains détails de celui-ci,, à plus grande échelle que cette dernière figure.
EMI3.3
Fig.8 est une coupe transversale analogue? à la Figtilg d'une va- riante du panneau acoustique 'suivant l'invention.
Fig.9 est une vue de dessous, à plus petite échelle., du panneau
EMI3.4
de la Fig.8. certains éléments étant brisés afin de montrer les détails de la construction.
FigolO est une élévation latérale du panneau de la Fig.9.
Figoll est une élévation latérale fragmentaire du panneau amortis-
EMI3.5
seur de son de la Fîg.8. montrant un joint d'expansion prévu sur le côté du cadre de panneau,,
EMI3.6
Figo12 est une vue de dessus montrant le conduit de silencieux de la Fig.4. mais à plus petite échelles ce conduit étant mobile et étant placé à proximité de la tuyère d'échappement d'un avion à réaction.
Figo13 est une vue latérale de la disposition de la Fig.12.
EMI3.7
Fige14 est une vue latérale fragmentaire avec certaines parties en coupe verticale, d'un silencieux construit suivant l'invention et présen- tant les caractéristiques de celles-ci visant à une aspiration d'air auxiliaire.
EMI3.8
Figol5 est une coupe verticale du silencieux de la FigaLl,.9 cer- taines parties étant en élévationen substance comme indiqué par les flèches 15-15 de la Fig.14.
Figo16 est une vue perspective d'une coupe pratiquée sur le silen-
EMI3.9
cieux d'aspiration qui entoure le silencieux à gaz d'éjeetion des Figsoll,, et 15.
Comme montré en détail dans ces dessins, 10 indique généralement un mode d'exécution d'un panneau acoustique suivant l'invention, destiné à absorber des ondes sonores dirigées contre ce panneau et comportant une gamme de fréquences 'étendue, à résister à la chaleur aux températures relativement élevées, et à réduire notablement la température d'un courant de gaz dirigé
EMI3.10
contre la surface du panneau.
Comme montré dans les Figes.1 - 69 le panneau la comporte un cadre comprenant un profilé en U latéral 12 et des profilés en ?
EMI3.11
extrêmes l4o Les extrémités des dits 9s latéraux et extrêmes peuvent être fi- xées les unes aux autres d'une manière convenable,par soudure par exemple., les creux de ces U's souvrant de préférence vers l'extérieuro
Une plaque-couvercle perforée-16 s'étend sur une surface ouverte du cadre du panneau la une partie marginale de ce couvercle étant fixée aux ailes des U's latéraux et extrêmes d'une façon appropriée quelconque., par exem- ple au moyen d'une série de points de soudureo
La plaque-couvercle 16 est considérée comme la face active du pan-
EMI3.12
neau 10 vu qU'elle-est disposée de façon à être soumise aux ondes sonores,, en vue d'absorber.
et de dissiper celles-cio Cette plaque-couvercle sera égale- ment soumise àll9aetîon de la chaleur qui accompagne ces ondes sonores et doit donc pouvoir résister à des températures relativement élevées. Donc, lors- qu'il s'agit de températures de l'ordre approchant de 4000 F (2200oG environ) la plaque-couvercle est de préférence établie d'acier inoxydable d'une épais- seur capable de résister aux déformations lorsqu'elle est soumise par exemple à l'action de gaz déjection d'un moteur à réaction. Lorsque le panneau amor- tisseur de son 10 doit être soumis à l'action de gaz d'une température infé-
EMI3.13
rieure à 1000F (550C environ) l'acier galvanisé par exemple peut être utili- sé au lieu d'acier inoxydable, pour former la plaque-couvercle 16.
Lorsqu'on envisage des températures notablement inférieures à 10000F (5500C environ), l'aluminium peut être employé avantageusement pour la plaque-couvercle.Comme
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
montré dans les différentes Figurés> Bp'6eament dans les Fïgoile 2 et 6 la plaque-couvercle 16 présente de très cembreuses perforations. afin de permet- tre aisément la transmission de certaines fréquences de son à travers cette
EMI4.2
plaque. 1 .
La face opposée du cadee \1; 10 est également couverte par la plaque-couvercle 18, de préférence perforée' d'une manière identique à celle de la plaque 16 et établie en une matière analogue à celle de cette dernière.
Les bords de la plaque 18 peuvent être fixés aux ailes des U's latéraux et
EMI4.3
extrêmes par soudure ou auttemellt1 tbu% somae pour la fixation de la plaque 16 à ce cadre.
L'espace compris entre les plaques l6 et 18 contient des matériaux
EMI4.4
absorbant ou d'insonorisation sous différentes formes ainsi que un matériau supplémentaire, comme il sera décrit dans la s-qit4- A proximité immédiate de la surface interne de la plaque 16 se trouve une couche de tissu. résistant à la chaleur ou une fine couche de fibres enchevêtrées 20, résistant à la cha- leur. La feuille 20 peut comporter des fibres de verre enchevêtrées ou un tis-
EMI4.5
su de fibre de verre, ou.une feuille de tissu dyamiànteg ou encore consister en une mince feuille de fibres dJ4miante enchevêtrées le tout dans un but qui sera décrit-ei-apres.
A la feuille 20 est juxtaposé un bloc absorbant ou sonorifuge 22 en laine minérale poreuse. Ce bloc est capable de résister à des températures élevées, comme celles qui se présentent dans les gaz d'éjection de moteurs à réaction. Ce bloc 22 est non seulement sensiblement rigide, mais est de préfé- rence non perforé et est formé en laine minérale laquelle offre une imperméa- bilité naturelle-.
Il n'est pas nécessaire que le bloc 22 puisse résister aux températures maxima qui se présentent dans les moteurs à réaction$, vu que les gaz d'éjection de tels moteurs frappent rarement directement contre le panneau
EMI4.6
100 Toutefoîeo le bloc absorbant 22 doit être capable de résister à des tem- pératures relativement élevé-est. par exemple de l'ordre de 2500 F (13550C en- viron). Dans la construction préférée le bloc absorbant 22 exige moins de la moitié de l'espace-compris entre les plaques 16 et 18.
Entre le bloc absorbant 22 et la plaque 18 se trouve une couche 24 de feutre de laine minérale, de préférence constitué par de la laine filée et feutrée, légèrement compressible, cette laine offrant une imperméabilité naturelle à l'humidité. La couche de feutre 24 doit également être capable de résister à des températures relativement élevées, mais ne doit pas nécessai- rement résister à des températures supérieures à celles de l'ordre de 1200 F
EMI4.7
(650 c environ) par exemple, lorsqu'elle est employée dans des panneaux absor- bants soumis à l'action de gaz d'éjection de moteurs à réaction..
Le panneau 10 est muni à proximité du couvercle 18 d'une chambre de réspnance 26 formée par une feuille métallique 28 courbée transversalement, cette feuille étant réunie par ses bords latéraux aux bords latéraux de la plaque 18. Dans la construction préférée, le- panneau 10 présente une forme rectangulaire et la feuille 28 est courbée transversalement au panneau rectan- gulaire 10. Comme la feuille courbée 28 n'est reliée que par ses bords latéraux à la plaque 18, le reste de la superficie de cette feuille est écarté de la
EMI4.8
plaque 18 en vue de former la chastre de résonance 26 précitée.
L'écartement entre la feuille cintrée 28 et la plaque 18 peut en outre être assuré par la prévision, en un point intermédiaire des bords latéraux de la feuille et de la plaqued'une entretoise 30 sous la forme d'un profilé en ? ou autre, fixée
EMI4.9
par ses bords à la surface 3aas-rure de la feuille 28 et à la surface exté- rieure de la plaque 18.
Entre les membrures latérales 12 du cadre du panneau 10 s'étendent plusieurs éléments de support 32, qui peuvent être des profilés en U semblables
EMI4.10
aux membrures d'extrémité 140 Les D's de support sont fixés par leurs extrémi- tés par exemple aux surfaces intérieures des membrures latérales 12 par soudu- re ou autrement. La plaque 16 est fixée aux supports 32 par une série de points de soudure espacés, en vue d'ancrer cette glaque- rigidement aux dits supports.
Dans la réalisation préférée de 1-'invention, la plaque 18 est fixée de la mê-
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
me façoni) aux supports 320 Ainsi, les plaques 16 et 18 sont divisées en une série de zones contigües qui constituent des diaphragmes capables de vibrer transversalement au plan du panneau 10.
Afin d'empêcher un bossellement ou un déjettement du panneau 10 lorsque celui-ci est monté en position de service et soumis à l'action de gaz à haute températurela membrure latérale 12 du panneau est sectionnée en un point situé entre ses extrémités par des entailles transversales 34, lesquelles sectionnent de préférence complètement ces membrures ou U's laté-
EMI5.2
raux i29 cependant que la continuité des plaques 16 18p lesquelles sont réu- nies rigidement aux U's latéraux, agit pour maintenir les tronçons séparés
EMI5.3
des Us latéraux en alignement longitudinale comme montré dans la Fige3o Les Ula latéraux 12 peuvent éventuellement être munis de plus d'une entaille 34 en des points situés entre leurs extrémitésoLë 'rôle des entailles 34 sera ex- posé d'une façon plus détaillée dans la suite.
Lorsqu'il s'agit d'employer les panneaux 10 en vue de l'amortis- sement et de la dissipation du bruit produit par les gaz d'éjection d'un mo- teur à réaction par exemple, on monte une série de panneaux 10 bord à bord dans un conduit cylindrique 36. Ce dernier est suffisamment long pour être à même de dissiper au moins la majeure partie du bruit qui accompagne le flux d'éjection d'un moteur à réaction, ce conduit pouvant être formé en réunis- sant bout à bout une série de tronçons cylindriques 38 dont les extrémités sont réunies par exemple par soudure ou à l'aide de brides d'extrémité annu- laires 40 réunies entre elles et fixées aux extrémités opposées de chaque tronçon de conduit 38.
Partant depuis la surface intérieure du conduit 36, une série d' éléments oblongs 42 en T, en forme de poutres s'étendent radialement vers 1' intérieur,le bord 44 de l'âme des T's 42 étant fixée au conduit 36 par un moyen convenable quelconque- par soudure par exemple. Les parties latérales des ailes 46 des T's 42 s'étendent dans des directions opposées et sont orien-
EMI5.4
tées sous angle l'une par rapport à l'autre comme montré dans la Figo6a pour pouvoir s'engager sur les faces internes des ailes latérales près d'un bord du profilé latéral 12 des panneaux adjacents 10 lorsque ceux-ci sont dispo- sés dans le conduit 360
Une plaque de fixation 48 qui comporte deux côtés formant angle
EMI5.5
comme montré dans la Figez peut être réunie à l'aile 46 de chaque T /.,,9 en permanence ou amoviblement,
et à une certaine distance de cette aile, en vue de maintenir les bords latéraux des plaques 16 des panneaux adjacents 10 lorsque ceux-ci sont montés dans le conduit 360 De- préférence? l'engage- ment des ailes des U's latéraux 12 entre chaque aile 46 et la plaque de fixation 48 est de nature à permettre un glissement limité des panneaux 10
EMI5.6
les uns par rapport aux autres et par rapport aux T's 1.,.o Le conduit 36 com- porte un T 42 entre chaque paire de panneaux adjacents 10les espaces entre
EMI5.7
les éléments 42 et les 'J's latéraux 12 des panneaux 10 étant de préférence remplis de laine minérale, afin d.9 empêcher une transmission aisée de la cha- leur à travers ces espaces.
La feuille cintrée 28 de chaque panneau,laquelle délimite la chambre de résonance 26,présente de préférence un contour.confor- me à celui de la surface interne du conduit 36 et est montée à coulissement par rapport à cette surface coopérant ainsi avec les T's 42 en vue dassujet-
EMI5.8
tir les panneaux 10 à lylutérieur du conduit 36.
Gomme la plaque 16 sera le premier élément de chaque panneau à entrer en contact avec les gas chauds, ces plaques se dilatent et leur dila- tation se produit avant toute dilatation appréciable des plaques 18 des mêmes panneaux. Donc,à défaut de moyens appropriés destinés à empêcher le gauchis- sement des panneaux 10 par suite d'une dilatation initiale de leurs plaques 16p ces panneaux se gauchiraient dans le sens longitudinalo Toutefois,les U's latéraux 12 de ces panneaux sont munis d'entailles 34 orientées dans le sens transversal des U's, comme décrit ci-dessus, de sorte que la dilatation des âmes des U's latéraux 12 fixés à la plaque 16 est empêchée ou entravée dans
EMI5.9
une grande mesure.
De plusp la, disposition des dites ailes des U's latéraux 12 et des bords des plaques 16 connectées à ces ailes entre les ailes 46 et
<Desc/Clms Page number 6>
les plaques de fixation 48 des T's 42,empêche ou contrecarre également toute tendance des panneaux 10 au bossellement ou au gauchissement longitudinal.lors- que ces panneaux sont léchés par les gaz chauds du flux d'éjection 52.
Vu le montage à coulissement des panneaux dans le conduit 36 à l'aide des T's 42,ces panneaux peuvent se dilater longitudinalement d'une quantité limitée à- l'intérieur du conduit 36. Un tel montage des panneaux fa- cilite également leur introduction dans le conduite laquelle se fait par glis- sement des panneaux dans ce conduit depuis l'entrée 50 et entre les T's de sup- port 42. Afin d'achever convenablement l'entrée 50 du conduit 36 et le débou- ché 60 du conduit de sortie 58 après le montage des panneaux 10 ou de segments de panneaux dans ces conduitsdes plaques d'extrémité 68 formées suivant le. gabarit des extrémités des panneaux 10,y compris les chambres de résonance 26, sont fixées par soudage ou autrement aux bouts extrêmes des panneaux 10 prévus à l'intérieur des conduits 36 et 58.
Lorsque dans un but quelconque,, on désire enlever des panneaux 10 du silencieux 56 après qu'ils y ont été mon- tés de la manière susindiquée, on peut y parvenir aisément si l'on prévoit que les T's 42 seront montés amoviblement dans l'intérieur du silencieux., en les fixant amoviblement à la coquille du silencieux à l'aide de boulons en acier inoxydable traversant les éléments 42 et cette enveloppe.
La description ci-dessus se réfère aux plaques 16 et 18 assujet- ties par soudage ou autrement,par leurs bords aux T's latéraux et extrêmes des panneaux 10; elle se réfère également à des supports 32 s'étendant entre les U's latéraux de chaque panneau, de façon à diviser les plaques en plu- sieurs zones contigûes en forme de diaphragmes, qui sont susceptibles de vi- brer d'une façon indépendante lorsqu'elles sont soumises à l'action d'ondes sonores.
Le silencieux suivant la présente invention devra être établi en quelque sorte ['sur mesure" en vue de s'adapter à chaque- situation individuel- le dans laquelle un tel silencieux est nécessaire dans le but d'offrir des surfaces en forme de diaphragmes, susceptibles de vibrer dans les plaques 16 et 18, ces surfaces présentant des dimensions convenables de façon à pou- voir être mises en vibration aisément par les ondes sonores ou les ondes de choc qui les entourent, ces vibrations étant ensuite transmises aux blocs ab- sorbants 22 et aux couches 24 en feutre de laine minérale qui se trouvent der- rière les différentes plaques 16.
Les dimensions des surfaces en question va- rient suivant la fréquence et la longueur d'onde des ondes sonores, la vitesse des gaz ainsi que 1-'épaisseur des plaques 16 et 18.
Les ondes sonores produites par un courant d'éjection d'un moteur à réaction se composent d'un certain nombre de fréquences et de longueurs d'on- des différentes. Les ondes relativement courtes des fréquences élevées sont chassées contre les zones-diaphragmes à vibration en lesquelles les plaques 16 sont divisées, et sont refoulées à travers les perforations de ces plaques jusque dans l'intérieur des blocs absorbants 22, et les couches 24 en feutre de laine, lesquels absorbent ces ondes de haute fréquencep relativement cour- tes.
Les ondes sonores et les ondes de choc de fréquence plus basse et donc de plus grande longueur d'onde attaquent directement les zones diaphrag- mes des plaques contigües 16 et amènent la vibration de ces zones. Cette vi- bration est absorbée par les blocs absorbants 22 et les couches 24 de feutre de laine disposées derrière ces blocs,, Des ondes sonores qui pourraient tra- verser complètement toute l'épaisseur des panneaux entre les plaques 16 et 18 provoqueraient la vibration des zones-diaphragmes à vibration des plaques 18 ou passeraient à travers les perforations de ces dernières, pour se dissiper ensuite dans les chambres de résonance 26 des panneaux 10.
La construction essentiellement rigide de chaque panneau et le montage relativement rigide des panneaux dans les conduits ont pour effet que les zones à vibration des plaques 16 et 18 se prêtent aisément à une vi- bration efficace en vue de dissiper les ondes sonores, en plus du fait que certaines de ces ondes traversent les perforations des plaques 16,de telle sorte que les vibrations de ces dernières, ainsi que les ondes sonores qui traversent celles-cip sont aisément absorbées par les blocs dinsonorisation
<Desc/Clms Page number 7>
22 et les couches 24 de feutre de laine minérale prévus derrière les plaques 16. En outre, toute la construction est telle qu'elle résiste aisément aux tem- pératures relativement élevées auxquelles le silencieux est soumis.
Les feuilles 20 de tissu résistant à la chaleur ou de fibres en- chevêtrées,, feuilles disposées directement derrière les plaques 16, servent à empêcher que des particules détachées des blocs absorbants 22 ou des cou- ches 24 de feutre de laine minérale ne passent de l'intérieur des panneaux 10 vers le couloir constituant le silencieux 56 au cas où ces blocs ou cou- ches de feutre seraient plus ou moins fragmentés par suite des vibrations des zones précitées des plaques 16, vibrations agissant contre ces blocs et couches de feutre.
Les gaz du courant d'éjection 52 qui pénètrent dans l'embouchure du conduit 36 sont refroidis dans une certaine mesure par l'effet de tirage de l'air atmosphérique s'engouffrant dans le conduit 36. Cet effet de refroi- dissement est encore amélioré par la prévision d'un système d'arrosage consti- tué par plusieurs tubes annulaires 70, de préférence en acier inoxydable., per- forés à intervalles réguliers sur toute leur longueur,, ces perforations étant orientées radialement par rapport à chaque tube et en direction du centre de l'anneau formé par celui-cio Une série danneaux 70 sont disposés à interval- les réguliers dans l'intérieur du conduit 36,
comme montré clairement dans les Fig.4 et 5.Les anneaux 70 sont reliés par des tubes 72,l'extrémité ex- térieure du tube extrême 72 pouvant être reliée à une source convenable d'a- limentation en eau, de préférence sous pressions
Lorsque l'eau arrive des tubes 72 aux perforations des tubes annu- laires 70,une série de jets d'eau 74 se dirigent l'un vers l'autre de façon à couper le courant de gaz d'éjection pénétrant dans le conduites jets rem- plissant ainsi le double rôle de refroidissement de gaz et, simultanément de fractionnement des ondes sonores entourant le courant déjection.
Les jets d'eau seront pour une large part instantanément vaporisés par suite des tem- pératures relativement élevées du courant d'éjection et l'atmosphère de va- peur ainsi produite aura tendance à amortir les ondes sonores du courant d' éjections, en agissant en outre de façon à briser les ondes de choc entourant ce courante
Le courant d'éjection d'un moteur à réaction a en outre tendance à tourner en vrille.
Si un tel courant en vrille venait frapper une surface interne cylindrique dans le conduit 36,ce courant aurait tendance à effleu- rer cette surface interne et aurait à un degré moindre la possibilité de diri- gel' les gaz et les ondes sonores en vue de leur absorption et de leur dissipa- tion par les panneaux 10.Cependant,, la forme de la surface interne du conduit 36 est polygonale en coupe transversale, ceci grâce à la disposition bord à bord de la série de panneaux 10 essentiellement plans,
disposés longitudina- lement à l'intérieur de l'enveloppe du conduit 36.L'angle dièdre entre cha- que paire de rangées contigues de panneaux 10 détermine des renfoncements dans lesquels les gaz d'éjection en vrille sont en quelque sorte emprisonnés et ralentis dans leur mouvement en vrille,, de sorte que les gaz en vrille frap- pent une surface quelque peu irrégulière.
Le contact des courants de gaz en vrille avec les surfaces qui définissent les angles dièdres tend donc à re- tarder et à briser le mouvement en vrille des gaz, de sorte que ceux-ci se déplacent dans l'intérieur du conduit 36 à une vitesse suffisamment faible pour permettre leur dissipation ou absorption aisées par les panneaux 10 sui- vant les différentes manières décrites ci-dessus.
Les Figso8 et 11 montrent une variante du panneau 10 représenté, dans les Figs. précédentes. Dans cette variante, le panneau 10 est formé? comme précédemment, de façon à présenter des membrures de cadre latérales 12,des plaques-couvercles perforées 16 et 18 et une feuille cintrée 28 qui détermine une chambre de résonance 26 derrière la plaque 18.
Dans l'intérieur, partant de la plaque 16, ce panneau comporte,, tout comme la première varian- te,une couche ou feuille 20 de tissu ou de fibres d'aminante ou de fibres de verre ou une autre matière appropriée analogue, résistant à la chaleur. Le but principal de la feuille 20 consiste,tout comme dans la première variante,
<Desc/Clms Page number 8>
à réduire la température d'un courant de gaz se dirigeant vers l'intérieur à travers la plaque 16 et à constituer une couche de recouvrement pour main- tenir les autres éléments de remplissage en place.
Au contact immédiat de l'autre surface de la feuille 20 se trouve un remplissage 23 de paillettes métalliques relativement dense. Ces paillet- teslesquelles peuvent être formées en un métal tel que cuivre,acier inoxy-
EMI8.1
dable., métal monel ou laiton ou cuivre, ou analogue-99servent à absorber les vibrations de la plaque 18 et à amortir les vibrations de translation d'ondes sonoresen dissipant les sons par une résistance frictionnelle. Le remplis- sage 23 de paillettes métalliques résiste à la chaleur et coopère avec la feuille 20 en vue de réduire davantage la température d'un courant de gaz di- rigé contre la plaque 16.
Une plaque métallique perforée intermédiaire 25 est disposée à côté du remplissage 23 sur la face opposée de la feuille 200 La plaque 25 est fixée à sa périphérie aux membrures latérales 12 et aux membrures d'extrémité 14,et est disposée entre des traverses superposées 13 et peut être soudée ou rivée à celles-ci. La plaque 25 est perforée pour les mêmes raisons que la plaque 16 et son épaisseur, ses dimensions et le nombre de ses perforations déterminent les qualités de résonance et d'absorption acoustique de la plaque.
La plaque 25 n'est pas soumise aux températures extrêmes auxquelles est sujet- te la plaque 16 et peut donc être formée en tôle galvanisée ou une autre ma- tière présentant des caractéristiques analogues de résistance à la chaleur.
Un remplissage absorbant 27 de laine minérale., ou analogue., moins fortement tassée que les paillettes métalliques,est disposé à proximité de la surface de la plaque 25 située à l'opposé du remplissage 23.La laine mi- nérale 27 résiste à la chaleur, mais son but principal consiste à dissiper et à absorber les ondes sonores. Grâce à la nature poreuse de la laine miné- rale le remplissage 27, agissant par contact frictionnel, transforme une gran- de partie de l'énergie cinétique des ondes sonores en énergie thermique. Le remplissage 27 absorbe également les vibrations de la plaque 25 causées par les ondes sonores et le choc qui frappent cette plaque.
On voit donc que, dans la variante du panneau 10 montrée dans les Figs.8 à 11, on prévoit trois unités de résonateurs multiples,, chaque uni- té comprenant une plaque perforée et l'espace résonnant fermé situé derrière celle-cio Chaque plaque présente une grande superficie ouverte constituée
EMI8.2
par les perforations9 et permet donc le passage des ondes sonores de haute fréquence en vue de leur absorption par le bourrage associé. Toutes les on- des sonores traversant le premier bourrage ne sont pas absorbées par celui-ci, mais certaines d'entre elles viennent frapper la plaque perforée suivante de façon à la faire vibrer, certaines ondes passant à travers les perforations de cette plaque.
Les bourrages offrent également des parois de choc aux plaques, lesquelles sont frappées et amenées à vibrer par les ondes sonores de fréquen-
EMI8.3
ces moins élevées. La bande de fréquences que chaque ensemble ou un3téeonst. tuée par une plaque et son résonateur associée pourra absorber, est limitée par les dimensions et le nombre des perforations, l'épaisseur de la plaque., la profondeur du résonateur et le type du bourrage absorbant qu'il contient.
EMI8.4
En faisant varier les facteurs ci-2essus qui déterminent l'efflea- cité et la largeur de la bande de fréquences pour chaque unité ou ensemble dont se compose le panneau 10,on peut déterminer en substance la bande d'on- des totale du panneau 10.
Gomme exemple typique dune construction qui s'est avérée apte à dissiper le son sur une bande de fréquences relativement large,
EMI8.5
on a appliqué les dimensions suivantes ( 1 ss 1 iaaah = 254 cm) Plaque 16 -acier inoxydable, jauge américaine 14" écartée de 2" de la plaque 24 munie de perforations de O1L,.Qfl distance entre centres 0)218n" Plaque 25 - acier galvanisée jauge américaine 22, écartée de 3"$1 perforations de 0,09011, distance entre axes Os,125"t.
Plaque 18 - acier galvanisé,, jauge américaine 20,écartée de 3"
EMI8.6
de l'axe de Isolément de recouvrement 28 perforations de 0,rl08n,9 distance en-
<Desc/Clms Page number 9>
tre axes 0,1875".
Plaque de recouvrement 28 - acier galvanisée jauge américaine 16.
Superficie du panneau - 8 ft. x 3ft. ( 1 ft.= 0,3048m)
La bande de fréquences du panneau 10 présente une largeur à peu près triple de celle de chaque unité, vu que ces unités sont couplées d'une manière analogue à celle pratiquée dans le couplage des filtres passe-bande utilisés dans d'autres dispositifs acoustiques.
Le panneau de variante 10 qui)) dans le mode d'exécution préférée comprend la feuille 20 résistant à la chaleur, peut être utilisé dans des installations soumises à des températures relativement élevées)) comme cela a été exposé à propos du panneau 10 qui vient d'être décrit et comme montré dans les Fige .5 et 60
Il est évidemment nécessaire que les panneaux demeurent en posi- tion fixe et ne se déforment pas lorsqu'ils sont soumis à la chaleur; par con- séquente et comme décrit plus haut,, des joints de dilatation 34 sont prévus à intervalles le long des membrures latérales 12. Les joints 34 consistent en des entailles pratiquées dans les membrures d'encadrement 12 pour permet- tre la dilatation de celles-ci.
Dans la réalisation de-la Fig.11, les extré- mités écartées des tronçons des membrures 12 sont supportées à proximité des joints 34 à l'aide de plaques 39 soudées à la face inférieure de l'aile su- périeure 12a d'un tronçon du profilé en U. La plaque 39 s'étend dans l'autre tronçon)) où elle s'engage à glissement sur la face inférieure de l'aile supé- rieure de ceini-cio Ainsi)) le cadre demeure rigide et ne peut pas se déformer en un quelconque des joints de dilatation 34.
Un exemple préféré de silencieux,, désigné généralement par 56 et utilisant un conduit 36, est montré dans les Figs.12 et 13. Le conduit 36 pré- sente une embouchure 50 par laquelle le jet d'éjection 52 d'un avion à réacti- on 54 est introduit dans le silencieux 56 comprenant un conduit horizontal 36 et un conduit de' sortie 58 réuni à celui-ci. Le conduit de sortie s'étend de préférence à angle droit par rapport au conduit 36, le conduit de sortie ver- tical 58 se terminant par un débouché 60.Un coude 62 relie le conduit 36 au conduit de sortie 58.
Le conduit 36, le coude 62 et le conduit de sortie 58 sont garnis intérieurement de panneaux ou segments de panneaux 10 disposés bord à bord et bout à bout9tandis que l'ensemble du silencieux 56 est garni intérieurement de panneaux absorbants capables d'absorber et de dissiper les sons produits par le courant d'éjection 52 d'un moteur à réaction d'un avion à réaction 54.
Pour faciliter le passage des gaz d'éjection 52 de la direction horizontale qu'ils suivent dans le conduit 36 à la direction verticale qu'ils suivent dans le conduit de sortie 589 on prévoit une série de déflecteurs es- pacés 64 montés dans le coude 62 de façon à s'étendre transversalement dans celui-ci,, parallèlement les uns aux. autres et écartés les uns des autresLes déflecteurs 64 sont disposés Je façon à coopérer entre eux et à faire dévier le courant de gaz,, de façon qu'il passe de la direction entièrement horizonta- le en substance qu'il suit dans le conduit 369 à la direction verticale,et à déterminer l'échappement de ce courant à l'atmosphère par le débouché 60 du conduit vertical 58.
Afin de faciliter davantage l'action d'amortissement du silencieux 58. le conduit de sortie 58 est muni d'une série de panneaux d'insonorisation ou absorbant 66 qui s'étendent transversalement au conduit de sortie 58 et sont fixés par leurs extrémités aux parois latérales de ce conduit de sortie de toute manière convenable. Les différents panneaux 66 sont analogues dans leur structure aux panneaux 10 et sont écartés les uns des autres, comme montré clairement dans la, Fig.12.
La cavité longitudinale déterminée par les plaques 16 des panneaux assemblés dans le conduit 36 présente un diamètre au moins plusieurs fois su- périeur à celui du flux d'éjection 52 qui pénètre par 1-'embouchure 50 dans le conduit 36. Cette embouchure est de préférence située concentriquement à ce
<Desc/Clms Page number 10>
flux. Le flux pénètre dans le conduit 36 avec une grande vitesse et, par con- séquent exerce un effet de tirage très prononcé en aspirant de l'air atmos- phérique dans l'embouchure 50 du conduit, lequel air entoure le flux 52 et sert donc dans une grande mesure comme tampon ou enveloppe isolante entre le jet 52 et les plaques 16 des panneaux 10, au moins en ce qui concerne les panneaux proches de l'embouchure 50.
Le contact de l'air atmosphérique re- lativement froid avec les gaz d'éjection 52 à haute température réduit immé- diatement dans une grande mesure la température de ces gaz sur une distance relativement courte à l'intérieur du conduit 36. Néanmoins, les panneaux 10 sont soumis à des températures relativement élevées.9 nonobstant l'effet de refroidissement produit par l'aspiration d'air atmosphérique autour des gaz d'éjection 52.
Les dispositifs tels que le silencieux 56 décrit ci-dessus peu- vent être utilisés dans de nombreuses installations différentes qui nécessi- tent l'amortissement des sons accompagnés par des températures relativement élevées. Par exemplede tels silencieux peuvent être employés avec des résul- tats extrêmement satisfaisants lors d'essais de moteurs à réaction montés sur un poste d'essai fixe et qui fonctionnent aux fins d'essais. Les silencieux 56 peuvent être montés fixes., de telle sorte que leur embouchure 50 se trouve à proximité du flux d'éjection d'un moteur à réaction et concentriquement à ce flux., de façon à amortir d'une manière satisfaisante le bruit de l'éjecti- on., et à réduire les températures de ce flux avant que celui-ci ne soit éva- cué à l'atmosphère.
Un silencieux du type décrit ci-dessus peut également être em- ployé pour amortir le bruit de moteurs à réaction d'avions, par exemple sur un aérodrome, préalablement à leur décollage cu immédiatement après leur at- terrissage, afin d'amortir le vrombissement intense produit par de tels mo- teurs. A cette fine l'invention prévoit le montage de roues 76 et 78 à proxi- mité des extrémités opposées du silencieux 36, comme montré dans les Figs. 12 et 13. Les roues 78 peuvent être montées à pivotement, pour permettre de di- riger le silencieux lors du transport et de le placer convenablement par rap- port à un avion à réaction 54.
Un silencieux mobile de ce type peut être mis en place aisément à l'aide d'un petit châssis-moteur ou tracteur et être ain- si amené aisément dans la position de service voulue par rapport au flux d'é- jection d'un avion à réaction.
Afin d'étayer le silencieux 56, de façon qu'il résiste à la pous- sée exercée sur lui par le jet d'éjection 52, ce silencieux est munie sur deux cotés opposés, d'une paire d'états ou jambes 80 articulés par une ex- trémité aux cotés opposés du coude 62 par exempleo Lors du transport du si- lencieux les jambes 80 sont pliées contre les cotés du conduit 36, comme in- diqué en pointillé dans la Fig.12.
Lorsqu'elles agissent comme étaisles jambes 80 occupent la position en traits pleins montrés dans les Fige. 8 et 9, ces jambes pouvant être maintenues dans cette position par un moyen con- venable quelconque,, par exemple une paire de contre-fiches 82 pouvant être fixées par une extrémité aux extrémités extérieures des jambes 80 et., par exem- ple à l'élément 84 s'étendant depuis le coude 62 et supportant les roues 78,
Les extrémités extérieures des jambes 80 peuvent également être munies de béquilles de friction 86,
qui peuvent se caler sur le sol ou'toute autre surface de support sur laquelle le silencieux peut être disposée Les béquilles 86 sont reliées aux extrémités extérieures des jambes 80 par des tiges filetées ou tous autres moyens convenables permettant de rapprocher et d'éloigner ces béquilles par rapport à la surface du sol 88.
Les Fig. 14, 15 et 16 montrent une autre variante préférée d'un silencieux utilisant les panneaux 10 de la présente invention et convenant particulièrement pour les essais de moteurs à réaction et analogues,notam- ment lorsqu'il s'agit de vaincre la turbulence de l'air.
Comme montré en dé- tail dans les Figs.14-16 des dessins le chiffre de référence 110 indique gé- néralement un silencieux construit suivant l'invention et dont les éléments de construction principaux sont constitués par un silencieux à gaz d'éjection ou à haute température 11 et un silencieux 112 qui entoure le premier et for-
<Desc/Clms Page number 11>
me une chambre d'admission d'air généralement annulaire.Le silencieux d'ad- mission d'air 112 présente généralement la forme d'une cuvette et reçoit de manière concentrique une extrémité du silencieux à gaz 111,généralement tubu- laire. De préférence,,
l'écartement est tel que la distance entre la paroi d'extrémité 112a du silencieux 112 et l'extrémité intérieure du silencieux 111 est égale à la distance qui sépare les parois latérales de ces silencieux.
La paroi en bout du silencieux d'aspiration 112 présente un orifi- ce central 113 qui regoit un conduit d'adaptation 114 qui s'étend vers l'in- térieur dans l'ouverture- du silencieux à gaz 111 et qui s'étend vers l'ex- térieur pour être relié à la tuyère d'éjection d'un moteur à réaction ou ana- logue. L'adaptateur 114 peut recevoir la tuyère d'éjection directement ou être réuni à celle-ci par un conduit (non montré) lequel peut varier pour les dif- férents types et dimensions de tuyères d'éjection.
Un dispositif de refroidis- sement 115, qui ne fait pas partie de la présente invention,, enclave le pro- longement d'adaptation 114 à proximité de la surface externe de la paroi en bout du silencieux 112, et peut consister en une chemise d'eau annulaire pré- sentant sur sa face interne des perforations convenables pour projeter de l' eau dans les gaz d'éjection.
Le silencieux à gaz ou à haute température 111 présente une @ paroi extérieure tubulaire 116 qui peut être facilement formée en tôle. La paroi interne du silencieux de haute température 111 comporte une série de panneaux acoustiques absorbants 10 formant des angles entre eux et disposés d'une manière analogue à celle montrée dans les Figso 5 et 60
L'enveloppe 116 du silencieux de haute température s'étend au- delà des panneaux 118 vers la paroi en bout du silencieux 112 en forme de bo- cal,une ouverture d'extrémité évasée pour le silencieux 111 étant constituée par une série de plaques 124 disposées d'une manière périphérique et fixées à l'extrémité de l'enveloppe 116 et aux extrémités des panneaux 10 par soudu- re.
L'extrémité intérieure évasée du silencieux s'étend au-delà de l'extrrémi- té intérieure de-l'adaptateur 114, de sorte que les gaz venant du tube 114 sont introduits directement dans le silencieux de haute température 111.
Le silencieux d'aspiration 112 est fixé rigidement au silencieux 111 par une série de panneaux acoustiques 125 orientés longitudinalement et répartis dans le sens périphérique. Chacun des panneaux 125 est formé d'une manière analogue aux panneaux-10,, "sauf que les chambres de résonance 26 sont supprimées if et présente une structure rectangulaire' comprenant des profilés en U 126 complétés par des plaques perforées 125 entre lesquelles est dispo- sé un bourrage absorbant 128.
Le profilé en ? 126,orienté vers l'intérieur, de chaque panneau, est soudé à l'enveloppe 116 du silencieux 111, tandis que le U 126 disposé à 1'extérieur de ce panneau est monté à coulissement dans un U plus grand 129 soudé lui-même à la paroi 130 du silencieux 112, !fin- térieur" et "extérieur" s'entendant dans le sens radial par rapport à l'axe de l'enveloppe 116.
La paroi interne 130 du silencieux 112 est formée en une tôle perforée écartée vers l'intérieur par rapport à la paroi externe ou enveloppe 131. L'espace entre les parois 131 et 130 est rempli d'un bourrage absorbant ou d'insonorisation 132.On voit donc que les parois 130 et 131 et le bourra- ge 132 forment un ensemble d'absorption et de dissipation de son analogue aux panneaux 10.
A 1?extrémité ouverte du silencieux d'aspiration 112 en forme de bocal, la paroi externe 131 s'étend au-delà de la paroi interne 130,et un anneau tronconique en tôle 134 est soudé aux extrémités extérieures des pa- rois 130 et 1319 de façon à constituer une ouverture d'extrémité évaséeLe diamètre externe de- l'anneau 134 est plus grand que le diamètre externe du silencieux, afin de constituer un pavillon en vue de 11-aspiration de l'air, et il a été constaté qu'il était avantageux que la superficie délimitée par ce pavillon soit à peu près égale au double de la section comprise entre les silencieux 111 et 112,,
En considérant la description ci-dessus des éléments de construc-
<Desc/Clms Page number 12>
tion de l'invention et de leurs rapports réciproques, on verra qu'un effet d'aspiration est fourni par le courant de gaz d'éjection pénétrant dans le silencieux de haute température 111 par le tuyau d'adaptation 114, sous près- sion et à une vitesse relativement élevée. Ceci aura naturellement pour effet de former une zone de basse pression dans le silencieux d'aspiration 112, et l'air atmosphérique sera aspiré dans ce dernier à travers l'ouverture d'extré= mité évasée et l'anneau 134.
L'air se déplacera dans le silencieux d'aspirati- on 112 vers l'entrée du silencieux de haute température 111, où il se mélan- gera avec les gaz d'éjection,en refroidissant ceux-ci. Le courant d'air pé- nétrant dans le silencieux d'aspiration 112 est accompagné de bruits, mais ceux-ci sont dissipés par le système acoustique absorbant du silencieux 112 et les panneaux de support 125. Les bruits qui accompagnent le courant d'éjec- tion sont dissipés dans l'intérieur du silencieux de haute température 111.
Ce dernier peut présenter un coude (non montré ) en vue d'éjecter les gaz d'une manière ou dans une direction voulue quelconque l'ensemble 110 pouvant être monté sur une plate-forme transportable (non montrée)., de façon à pouvoir être transporté comme un tout d'un endroit à un autre. Par exemple, il peut être avantageux de soumettre un avion ou ses,moteurs à des essais au sol pendant que cet avion est garé sur une piste d'envol ou espace analogue, et l'ensemble 110 peut être amené vers l'avion de façon que l'adaptateur 114 soit relié à la tuyère d'éjection du moteur.
En établissant le projet du silencieux pour diverses installations, on devra faire varier certaines dimensions critiques suivant le genre d'ins- tallation et le moteur auquel le silencieux doit être rattaché. Une construc- tion de silencieux., que l'on peut considérer comme typique, comporte un silen- cieux de haute température 111 ayant un diamètre extérieur de 7 ft., un silen- cieux d'aspiration 112 d'un diamètre extérieur de 11 ft., sauf à l'ouverture évasée 134, où le diamètre est de 12 ft. On a constaté que le tube adaptateur 114 doit être inséré dans le silencieux de haute température 111 d'une distan- ce égale à un cinquième du diamètre interne du silencieux de haute températu- re,
Considérant ce qui précède, on peut affirmer que la présente in- vention permet d'établir un silencieux comprenant une série de nouveaux pan- neaux acoustiques disposés de façon à constituer une garniture interne pour un conduit dans lequel sont insuflés des gaz chauds ces gaz étant non seule- ment rendus silencieux, mais étant en outre sensiblement refroidis avant de s'échapper à l'atmosphère Un silencieux de ce type convient pour amortir le bruit produit par un courant de gaz de diverses espèces, notamment de ceux provenant du courant d'éjection d'un moteur à réaction.
Les panneaux absor- bants du silencieux sont à même d'absorber et de dissiper des bruits s'éten- dant sur une gamme relativement étendue- de fréquences et de longueurs d'onde.
Les matériaux entrant dans la construction du silencieux peuvent aisément résister aux températures relativement élevées développées dans le flux d'éjection de moteurs à réaction,, l'absorption et la dissipation du bruit produit par ce flux étant facilitées par la prévision de dispositifs d'arrosa- ge en vue de briser les ondes de choc entourant le flux d'éjection, de sorte que les ondes sonores peuvent être plus aisément absorbées et dissipées par le silencieux.. Ce dernier est en outre construit de manière à réduire le mou- vement en vrille, et donc la vitesse de gaz provenant du flux d'éjection de moteurs à réaction, et de façon que les ondes. sonores produites par ce flux soient en quelque sorte emprisonnéesde telle manière quelles soient plus aisément absorbées et dissipées par le silencieux.
Bien que l'invention ait été représentée et décrite sous sa for- me préférée et avec certains détails définis, il va de soi que cette inven- tion n'est pas limitée aux détails précis représentés et décrits ici, vu qu' elle peut être réalisée de plusieurs autres manières comprises dans le cadre de l'invention telle que revendiquée,, REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
ABSORBENT ACOUSTIC PANEL: AND DUCT FOR WAVE DAMPING
SOUNDS
The invention relates to a silencer of a construction suitable for damping the exhaust noise of jet engines or the like, while the engine or aircraft fitted therewith is being tested on the ground; it relates especially to a silencer suitable for operation on the plain, or for being added to a test cell of a factory. The invention also includes an acoustic or sound absorbing panel for absorbing sounds spanning a wide range of mixed frequencies and under conditions encountered at extremely high temperatures.
The development of jet engines such as turbo-reactors and rocket motors poses a number of problems concerning the construction of silencers capable of withstanding high temperatures and of damping the sounds produced by the ejection current of such engines. ,, problems which are not generally encountered when establishing conventional mufflers currently in use. In addition to the ejection current of reactors and other similar engines giving rise to a wide range of mixed frequencies, they occur at significantly higher temperatures than those which characterize exhaust jets of reciprocating and heavy engines. other conventional gasoline engines.
Common mufflers, as used to dampen the exhaust of automobile engines, are not subjected to temperatures of the same order as those inherent in the jet stream of jet enginesg so that the principle construction applied generally automotive type mufflers not suitable for jet engines or the like
The sound damping devices according to the inventions, while not being limited thereto, are particularly suitable for absorbing engine and exhaust noise from jet engines and the like, during tests carried out in an airframe. test or on the plain, and are designed to withstand high temperatures and extreme speeds of the ejection current.
<Desc / Clms Page number 2>
tion.
On this basis, the present invention aims to establish an improved silencer which can be used to dampen the noise of turbo-reactors or rocket-engines while the airplane is subjected to ground tests in a test cell of. a factory or on the plain; to establish an acoustic panel for such silencers and capable of absorbing sound over a wide frequency range., as well as to operate efficiently and without disturbance when arranged in a relatively high temperature ejection current; to establish a muffler duct constructed to support a series of such panels, so as to damp and dissipate noise, while being able to withstand the relatively high temperature of the gases introduced into the muffler;
to establish, more specifically, such a silencer capable of lowering the temperature of the stream of ejection gases ,. for example ;, introduced into the silencer, and to break the shock waves surrounding this stream of ejection gas, so as to allow easier absorption and dissipation of the sound waves produced by these ejection gases; to establish a silencer duct comprising a horizontal part terminating in an exhaust duct oriented vertically and comprising means which can be actuated in order to modify the direction of flow of the ejection gases, in order to bring it from the horizontal part to the vertical exhaust duct;
to construct the silencer duct so that it is movable this movable duct further comprising means for effectively anchoring it relative to the ejection nozzle of a jet engine, so as to oppose the thrust exerted on this duct by this exhaust jet; to establish -or silencer to dampen the exhaust noises of a jet engine or the like during the tests, this silencer being capable of sucking atmospheric air from a place far from the aircraft for the purpose of cool the exhaust gases and avoid disturbances during test operations.
Other objects of the invention will appear themselves or will be indicated in more detail below.
It emerges from the foregoing that the invention resides in the construction characteristics, the combination of the magnet and the arrangement of members, which will be explained by way of example in the construction described below and whose scope of application will be indicated in the appended claims.
In the drawings:
Fig.1 is a cross section of an acoustic panel forming part of the invention.
Fig.2 is a plan view of a panel similar to that of Fig.
1, but seen from below, part of a cover plate of this panel being broken off in order to show certain details of the panel, this Fig being drawn to a smaller scale than Fig.l.
Fig.3 is a side elevation of the panel of Fig.1, drawn to the same scale as that of Fig.2.
Fig.4 is a foreshortened side elevation of a cylindrical duct forming a silencer constructed in accordance with the invention.
Fig.5 is an end view of the silencer duct of Fig.4.
Figa6 is a fragmentary section, on a larger scale, of part of the duct of Figs. 4 and 5, this scale being larger than that
<Desc / Clms Page number 3>
EMI3.1
of these last figures so as to a. show in more detail some of the features of the construction.
Figo7 is a fragmentary side elevation of part of the pan-
EMI3.2
Acoustic panel of Figa39 showing some details thereof, on a larger scale than the latter figure.
EMI3.3
Fig.8 is a similar cross section? in Figtilg of a variant of the acoustic panel 'according to the invention.
Fig. 9 is a bottom view, on a smaller scale., Of the panel
EMI3.4
of Fig. 8. some elements being broken in order to show the details of the construction.
FigolO is a side elevation of the panel of Fig.9.
Figoll is a fragmentary side elevation of the cushioned panel
EMI3.5
sound source of Fig. 8. showing an expansion joint provided on the side of the panel frame ,,
EMI3.6
Figo12 is a top view showing the silencer duct of Fig.4. but on a smaller scale, this duct being mobile and being placed near the exhaust nozzle of a jet aircraft.
Figo13 is a side view of the arrangement of Fig.12.
EMI3.7
Fig. 14 is a fragmentary side view, with certain parts in vertical section, of a silencer constructed in accordance with the invention and showing the characteristics thereof for auxiliary air intake.
EMI3.8
Figol5 is a vertical section through the silencer of FigaLl, with some parts in elevation substantially as indicated by arrows 15-15 in Fig.14.
Figo16 is a perspective view of a section made on the silen-
EMI3.9
suction skirts which surrounds the exhaust gas silencer of Figsoll ,, and 15.
As shown in detail in these drawings, 10 generally indicates an embodiment of an acoustic panel according to the invention, intended to absorb sound waves directed against this panel and having a wide frequency range, to resist heat. at relatively high temperatures, and to significantly reduce the temperature of a directed gas stream
EMI3.10
against the panel surface.
As shown in Figs. 1-69 the panel 1a has a frame comprising a lateral U-profile 12 and profiles in?
EMI3.11
ends 14o The ends of said side and end 9s can be fixed to each other in a suitable manner, for example by welding., the hollows of these U's preferably opening outwards.
A perforated cover plate-16 extends over an open surface of the panel frame 1a with a marginal portion of this cover being attached to the wings of the side and end U's in any suitable manner, for example by means of a series of welding points
The cover plate 16 is considered to be the active face of the pan-
EMI3.12
neau 10 seen qU'elle-is arranged so as to be subjected to sound waves ,, in order to absorb.
This cover plate will also be subjected to the heat which accompanies these sound waves and must therefore be able to withstand relatively high temperatures. Therefore, when it comes to temperatures on the order of 4000 F (2200oG or so) the cover plate is preferably made of stainless steel of a thickness capable of resisting deformation when is subjected for example to the action of exhaust gas from a jet engine. When the sound absorber panel 10 is to be subjected to the action of gases of a lower temperature
EMI3.13
At 1000F (about 550C) galvanized steel, for example, can be used instead of stainless steel, to form cover plate 16.
When temperatures are considered significantly below 10000F (about 5500C), aluminum can be used to advantage for the cover plate.
<Desc / Clms Page number 4>
EMI4.1
shown in the different Figures> Bp'6eament in Fïgoile 2 and 6 the cover plate 16 has very thick perforations. in order to easily allow the transmission of certain sound frequencies through this
EMI4.2
plate. 1.
The opposite side of the cadee \ 1; 10 is also covered by cover plate 18, preferably perforated in a manner identical to that of plate 16 and made of a material similar to that of the latter.
The edges of the plate 18 can be attached to the wings of the side U's and
EMI4.3
extremes by welding or auttemellt1 tbu% somae for the fixing of the plate 16 to this frame.
The space between the plates 16 and 18 contains materials
EMI4.4
absorbent or soundproofing in various forms as well as additional material, as will be described in s-qit4- In the immediate vicinity of the internal surface of the plate 16 is a layer of fabric. heat resistant or a thin layer of entangled fibers 20, heat resistant. Sheet 20 may include entangled glass fibers or woven fabric.
EMI4.5
su fiberglass, or.a sheet of dyamiànteg fabric or even consist of a thin sheet of entangled dJ4miante fibers all for a purpose which will be described-ei-after.
To the sheet 20 is juxtaposed an absorbent or soundproof block 22 of porous mineral wool. This block is able to withstand high temperatures, such as those found in jet engine ejection gases. This block 22 is not only substantially rigid, but is preferably unperforated and is formed of mineral wool which provides natural impermeability.
The block 22 need not be able to withstand the maximum temperatures which occur in jet engines, since the exhaust gases of such engines rarely strike directly against the panel.
EMI4.6
However, the absorbent block 22 must be able to withstand relatively high-eastern temperatures. for example of the order of 2500 F (approximately 13550C). In the preferred construction the absorbent block 22 requires less than half of the space between the plates 16 and 18.
Between the absorbent block 22 and the plate 18 there is a layer 24 of mineral wool felt, preferably consisting of spun and felted wool, slightly compressible, this wool offering natural impermeability to moisture. The felt layer 24 must also be able to withstand relatively high temperatures, but need not necessarily withstand temperatures above those of the order of 1200 F.
EMI4.7
(Approximately 650 c) for example, when used in absorbent panels subjected to the action of jet engine ejection gases.
The panel 10 is provided near the cover 18 with a respnance chamber 26 formed by a transversely bent metal sheet 28, this sheet being joined by its side edges to the side edges of the plate 18. In the preferred construction, the panel 10 has a rectangular shape and the sheet 28 is curved transversely to the rectangular panel 10. Since the curved sheet 28 is only connected by its side edges to the plate 18, the remainder of the surface of this sheet is separated from the surface.
EMI4.8
plate 18 with a view to forming the aforementioned resonance chamber 26.
The spacing between the curved sheet 28 and the plate 18 can further be ensured by the provision, at a point intermediate the side edges of the sheet and of the plate of a spacer 30 in the form of a profile in? or other, fixed
EMI4.9
by its edges to the 3aas-rure surface of the sheet 28 and to the outer surface of the plate 18.
Between the side ribs 12 of the panel frame 10 extend several support members 32, which may be similar U-sections.
EMI4.10
to the end chords 140 The support D's are fixed at their ends, for example, to the inner surfaces of the side chords 12 by welding or otherwise. The plate 16 is fixed to the supports 32 by a series of spaced weld points, with a view to anchoring this glaze rigidly to said supports.
In the preferred embodiment of the invention, the plate 18 is fixed in the same way.
<Desc / Clms Page number 5>
EMI5.1
me wayi) to the supports 320 Thus, the plates 16 and 18 are divided into a series of contiguous zones which constitute diaphragms capable of vibrating transversely to the plane of the panel 10.
In order to prevent the panel 10 from denting or disengaging when it is mounted in the service position and subjected to the action of high temperature gas, the side member 12 of the panel is cut at a point between its ends by notches. transverse 34, which preferably completely section these frames or lateral U's
EMI5.2
raux i29 however that the continuity of the plates 16 18p which are rigidly joined to the lateral U's, acts to keep the sections separate
EMI5.3
lateral Uses in longitudinal alignment as shown in Fig.3o The lateral Uses 12 may optionally be provided with more than one notch 34 at points between their ends. The role of the notches 34 will be explained in more detail in after.
When it comes to using the panels 10 for the damping and dissipation of the noise produced by the ejection gases of a jet engine, for example, a series of panels is fitted. 10 edge to edge in a cylindrical duct 36. The latter is sufficiently long to be able to dissipate at least most of the noise which accompanies the ejection flow of a jet engine, which duct may be formed together. santing end to end a series of cylindrical sections 38 whose ends are joined for example by welding or by means of annular end flanges 40 joined together and fixed to the opposite ends of each duct section 38.
Starting from the interior surface of duct 36, a series of elongated, beam-shaped T-members 42 extend radially inwardly, the edge 44 of the web of T's 42 being secured to duct 36 by means. suitable any - by welding for example. The side parts of the wings 46 of the T's 42 extend in opposite directions and are oriented.
EMI5.4
tees at an angle to each other as shown in Figo6a to be able to engage with the inner faces of the side wings near an edge of the side channel 12 of the adjacent panels 10 when these are arranged in the conduit 360
A fixing plate 48 which has two sides forming an angle
EMI5.5
as shown in Figez can be joined to the wing 46 of each T /.,,9 permanently or removable,
and at some distance from this wing, in order to maintain the side edges of the plates 16 of the adjacent panels 10 when these are mounted in the duct 360. the engagement of the wings of the lateral U's 12 between each wing 46 and the fixing plate 48 is such as to allow limited sliding of the panels 10
EMI5.6
with respect to each other and with respect to the T's 1.,. o The duct 36 has a T 42 between each pair of adjacent panels 10 the spaces between
EMI5.7
the elements 42 and the side J's 12 of the panels 10 being preferably filled with mineral wool, in order to prevent easy transmission of heat through these spaces.
The curved sheet 28 of each panel, which delimits the resonance chamber 26, preferably has a contour conforming to that of the internal surface of the duct 36 and is slidably mounted with respect to this surface thus cooperating with the T's 42 in view of the subject-
EMI5.8
pulling the panels 10 inside the duct 36.
Since the plate 16 will be the first element of each panel to come into contact with the hot gases, these plates expand and their expansion occurs before any appreciable expansion of the plates 18 of the same panels. Therefore, in the absence of suitable means to prevent warping of the panels 10 as a result of an initial expansion of their plates 16p these panels would warp in the longitudinal direction. However, the lateral U's 12 of these panels are provided with notches. 34 oriented in the transverse direction of the U's, as described above, so that the expansion of the webs of the lateral U's 12 attached to the plate 16 is prevented or impeded in
EMI5.9
to a great extent.
In addition, the arrangement of said wings of the lateral U's 12 and of the edges of the plates 16 connected to these wings between the wings 46 and
<Desc / Clms Page number 6>
the fixing plates 48 of the T's 42, also prevents or counteracts any tendency of the panels 10 to dent or warp lengthwise as these panels are licked by the hot gases from the ejection stream 52.
Given the sliding mounting of the panels in the duct 36 using the T's 42, these panels can expand longitudinally by a limited amount inside the duct 36. Such mounting of the panels also facilitates their insertion. in the duct which is made by sliding panels in this duct from the inlet 50 and between the support T's 42. In order to properly complete the inlet 50 of the duct 36 and the outlet 60 of the duct outlet 58 after mounting panels 10 or panel segments in these ducts end plates 68 formed according to. The jigs of the ends of the panels 10, including the resonance chambers 26, are attached by welding or otherwise to the end ends of the panels 10 provided within the conduits 36 and 58.
When for any purpose it is desired to remove panels 10 from muffler 56 after they have been mounted therein in the above manner, this can be easily accomplished if provision is made for the T's 42 to be removably mounted in it. interior of the silencer., by removably fixing them to the shell of the silencer using stainless steel bolts passing through the elements 42 and this casing.
The above description refers to the plates 16 and 18 secured by welding or otherwise by their edges to the side and end T's of the panels 10; it also refers to supports 32 extending between the lateral U's of each panel, so as to divide the plates into several contiguous zones in the form of diaphragms, which are capable of vibrating independently when they are subjected to the action of sound waves.
The silencer according to the present invention will have to be made to measure "to suit each individual situation in which such a silencer is needed in order to provide diaphragm-shaped surfaces, capable of vibrating in the plates 16 and 18, these surfaces having suitable dimensions so as to be able to be vibrated easily by the sound waves or the shock waves which surround them, these vibrations then being transmitted to the absorbent blocks 22 and the layers 24 of mineral wool felt which are behind the various plates 16.
The dimensions of the surfaces in question vary according to the frequency and wavelength of the sound waves, the speed of the gases and the thickness of the plates 16 and 18.
The sound waves produced by an ejection current of a jet engine consist of a number of different frequencies and wavelengths. The relatively short waves of the high frequencies are driven against the vibrating diaphragm zones into which the plates 16 are divided, and are forced through the perforations of these plates into the interior of the absorbent blocks 22, and the felt layers 24. wool, which absorb these relatively short high-frequency waves.
Lower frequency and therefore longer wavelength sound waves and shock waves directly attack diaphragm areas of adjoining plates 16 and cause vibration to these areas. This vibration is absorbed by the absorbent blocks 22 and the wool felt layers 24 arranged behind these blocks. Sound waves which could completely penetrate the entire thickness of the panels between the plates 16 and 18 would cause the vibration of the panels. vibrating diaphragm zones of the plates 18 or would pass through the perforations of the latter, to then dissipate in the resonance chambers 26 of the panels 10.
The essentially rigid construction of each panel and the relatively rigid mounting of the panels in the ducts means that the vibrating zones of the plates 16 and 18 easily lend themselves to effective vibration to dissipate sound waves, in addition to the vibration. causes some of these waves to pass through the perforations of the plates 16, so that the vibrations of the latter, as well as the sound waves which pass through them, are easily absorbed by the soundproofing blocks
<Desc / Clms Page number 7>
22 and layers 24 of mineral wool felt provided behind the plates 16. Further, the entire construction is such that it readily withstands the relatively high temperatures to which the muffler is subjected.
The sheets 20 of heat resistant fabric or entangled fibers, sheets disposed directly behind the plates 16, serve to prevent particles detached from the absorbent blocks 22 or layers 24 of mineral wool felt from passing through. the interior of the panels 10 towards the corridor constituting the silencer 56 in the event that these blocks or layers of felt are more or less fragmented as a result of the vibrations of the aforementioned zones of the plates 16, vibrations acting against these blocks and layers of felt.
The gases from the ejection stream 52 which enter the mouth of the duct 36 are cooled to some extent by the pulling effect of atmospheric air rushing into the duct 36. This cooling effect is still further. improved by the provision of a sprinkler system constituted by several annular tubes 70, preferably of stainless steel, perforated at regular intervals over their entire length, these perforations being oriented radially with respect to each tube and towards the center of the ring formed by it. A series of rings 70 are arranged at regular intervals in the interior of the duct 36,
as clearly shown in Figs. 4 and 5. The rings 70 are connected by tubes 72, the outer end of the end tube 72 being connectable to a suitable source of water supply, preferably under pressure.
When the water arrives from the tubes 72 to the perforations of the annular tubes 70, a series of water jets 74 move towards each other so as to cut off the flow of ejection gas entering the jet conduits. thus fulfilling the double role of gas cooling and, simultaneously, of splitting the sound waves surrounding the exhaust current.
A large part of the water jets will be instantaneously vaporized as a result of the relatively high temperatures of the ejection stream and the vapor atmosphere thus produced will tend to dampen the sound waves of the ejector stream, acting further so as to break up the shock waves surrounding this current
In addition, the jet stream of a jet engine tends to spin.
If such a spiral current were to strike an internal cylindrical surface in conduit 36, this current would tend to graze that internal surface and to a lesser extent would have the ability to direct gases and sound waves to their absorption and their dissipation by the panels 10. However, the shape of the internal surface of the duct 36 is polygonal in cross section, this thanks to the edge-to-edge arrangement of the series of panels 10 which are essentially flat,
longitudinally disposed within the casing of duct 36. The dihedral angle between each pair of contiguous rows of panels 10 determines recesses in which the spiraling ejection gases are somehow trapped and slowed down. in their spiral motion, so that the spiral gases strike a somewhat irregular surface.
The contact of the spiral gas streams with the surfaces which define the dihedral angles therefore tends to retard and break up the spiral movement of the gases, so that the latter move through the interior of the conduit 36 at a speed sufficiently low to allow their easy dissipation or absorption by the panels 10 in the various ways described above.
Figs 8 and 11 show a variant of the panel 10 shown, in Figs. previous ones. In this variant, the panel 10 is formed? as before, so as to present side frame members 12, perforated cover plates 16 and 18 and a curved sheet 28 which determines a resonance chamber 26 behind the plate 18.
In the interior, starting from the plate 16, this panel comprises, like the first variant, a layer or sheet 20 of fabric or of amine fibers or of glass fibers or other similar suitable material, resistant. in the heat. The main purpose of sheet 20 is, as in the first variant,
<Desc / Clms Page number 8>
reducing the temperature of an inward flow of gas through plate 16 and providing a cover layer to hold the other fillers in place.
In immediate contact with the other surface of the sheet 20 is a relatively dense metal flake filling 23. These spangles which can be formed from a metal such as copper, stainless steel
EMI8.1
dable., metal monel or brass or copper, or the like-99servent to absorb the vibrations of the plate 18 and to dampen the translational vibrations of sound waves by dissipating the sounds by a frictional resistance. Metal flake infill 23 is heat resistant and cooperates with foil 20 to further reduce the temperature of a gas stream directed against plate 16.
An intermediate perforated metal plate 25 is arranged next to the infill 23 on the opposite face of the sheet 200 The plate 25 is fixed at its periphery to the side chords 12 and to the end chords 14, and is disposed between superimposed cross members 13 and can be welded or riveted to them. The plate 25 is perforated for the same reasons as the plate 16 and its thickness, its dimensions and the number of its perforations determine the resonance and sound absorption qualities of the plate.
Plate 25 is not subjected to the extreme temperatures to which plate 16 is subjected and may therefore be formed of galvanized sheet or other material having similar heat resistance characteristics.
An absorbent filling 27 of mineral wool., Or the like., Less tightly packed than the metallic flakes, is disposed near the surface of the plate 25 situated opposite the filling 23. The mineral wool 27 resists the coating. heat, but its main purpose is to dissipate and absorb sound waves. Thanks to the porous nature of mineral wool, the filling 27, acting by frictional contact, converts a large part of the kinetic energy of the sound waves into thermal energy. The filling 27 also absorbs the vibrations of the plate 25 caused by the sound waves and the shock which strike this plate.
It can therefore be seen that, in the variant of the panel 10 shown in Figs. 8 to 11, three units of multiple resonators are provided, each unit comprising a perforated plate and the closed resonant space located behind it. has a large open area consisting of
EMI8.2
by the perforations9 and therefore allows the passage of high frequency sound waves for their absorption by the associated stuffing. All the sound waves passing through the first stuffing are not absorbed by it, but some of them strike the next perforated plate so as to make it vibrate, certain waves passing through the perforations of this plate.
The jams also provide walls of shock to the plates, which are struck and made to vibrate by sound waves of high frequency.
EMI8.3
these lower. The band of frequencies that each set or one has. killed by a plate and its associated resonator will be able to absorb, is limited by the dimensions and number of perforations, the thickness of the plate, the depth of the resonator and the type of absorbent padding it contains.
EMI8.4
By varying the above factors which determine the efficiency and width of the frequency band for each unit or assembly of which the panel 10 is made, one can essentially determine the total waveband of the panel. 10.
As a typical example of a construction which has been found to be able to dissipate sound over a relatively wide frequency band,
EMI8.5
the following dimensions were applied (1 ss 1 iaaah = 254 cm) Plate 16 -stainless steel, American gauge 14 "spaced 2" from plate 24 provided with perforations of O1L, .Qfl distance between centers 0) 218n "Plate 25 - American 22 gauge galvanized steel, 3 "spacing $ 1 perforations of 0.09011, distance between Os axes, 125" t.
Plate 18 - galvanized steel, American 20 gauge, 3 "apart
EMI8.6
of the axis of Insulation covering 28 perforations of 0, rl08n, 9 distance in-
<Desc / Clms Page number 9>
be axes 0.1875 ".
Cover plate 28 - American gauge galvanized steel 16.
Panel area - 8 ft. x 3ft. (1 ft. = 0.3048m)
The frequency band of panel 10 is approximately three times that of each unit, as these units are coupled in a manner analogous to that practiced in the coupling of band pass filters used in other acoustic devices.
The variant panel 10 which)) in the preferred embodiment comprises the heat-resistant sheet 20, can be used in installations subject to relatively high temperatures)) as has been explained in connection with the panel 10 which follows. to be described and as shown in Figs. 5 and 60
It is obviously necessary for the panels to remain in a fixed position and not to deform when subjected to heat; therefore and as described above, expansion joints 34 are provided at intervals along the side members 12. The joints 34 consist of notches made in the frame members 12 to allow expansion of those. -this.
In the embodiment of Fig. 11, the spaced ends of the sections of the frames 12 are supported near the joints 34 by means of plates 39 welded to the underside of the upper flange 12a of a section of the U-profile. The plate 39 extends into the other section)) where it engages sliding on the underside of the upper wing of the ceini-cio Thus)) the frame remains rigid and does not cannot deform at any of the expansion joints 34.
A preferred example of a silencer, generally designated 56 and using a duct 36, is shown in Figs. 12 and 13. The duct 36 has a mouth 50 through which the ejection jet 52 of a jet aircraft. - 54 is introduced into the silencer 56 comprising a horizontal duct 36 and an outlet duct 58 joined to it. The outlet duct preferably extends at right angles to the duct 36, the vertical outlet duct 58 terminating in an outlet 60. An elbow 62 connects the duct 36 to the outlet duct 58.
The duct 36, the elbow 62 and the outlet duct 58 are lined internally with panels or segments of panels 10 arranged edge to edge and end to end while the assembly of the silencer 56 is lined internally with absorbent panels capable of absorbing and absorbing. dissipate the sounds produced by the ejection current 52 of a jet engine of a jet aircraft 54.
To facilitate the passage of the ejection gases 52 from the horizontal direction which they follow in the duct 36 to the vertical direction which they follow in the outlet duct 589, a series of spaced deflectors 64 mounted in the elbow are provided. 62 so as to extend transversely therein, parallel to each other. The deflectors 64 are arranged so as to cooperate with each other and to deflect the gas stream, so that it passes from the substantially entirely horizontal direction which it follows in the duct 369 in the vertical direction, and in determining the escape of this current to the atmosphere through the outlet 60 of the vertical duct 58.
In order to further facilitate the damping action of the silencer 58, the outlet duct 58 is provided with a series of soundproofing or absorbent panels 66 which extend transversely to the outlet duct 58 and are attached at their ends to the. side walls of this outlet duct in any suitable manner. The different panels 66 are similar in structure to the panels 10 and are spaced apart from each other, as clearly shown in Fig. 12.
The longitudinal cavity determined by the plates 16 of the panels assembled in the duct 36 has a diameter at least several times greater than that of the ejection flow 52 which enters through the mouth 50 into the duct 36. This mouth is of preference located concentrically to this
<Desc / Clms Page number 10>
flux. The flow enters the duct 36 with great velocity and therefore exerts a very pronounced pulling effect by sucking atmospheric air into the mouth 50 of the duct, which air surrounds the flow 52 and therefore serves to a large extent as a buffer or insulating envelope between the jet 52 and the plates 16 of the panels 10, at least as regards the panels near the mouth 50.
Contact of the relatively cold atmospheric air with the high temperature ejection gases 52 immediately greatly reduces the temperature of these gases for a relatively short distance within the conduit 36. Nevertheless, panels 10 are subjected to relatively high temperatures, notwithstanding the cooling effect produced by the suction of atmospheric air around the exhaust gases 52.
Devices such as the silencer 56 described above can be used in many different installations which require the damping of sounds accompanied by relatively high temperatures. For example, such silencers can be employed with extremely satisfactory results in testing jet engines mounted on a fixed test station and operating for test purposes. The silencers 56 can be mounted fixed., So that their mouth 50 is located near the ejection flow of a jet engine and concentrically with this flow., So as to satisfactorily dampen the noise of ejection., and to reduce the temperatures of this stream before it is evacuated to the atmosphere.
A silencer of the type described above can also be used to dampen the noise of jet engines of planes, for example on an aerodrome, before their take-off or immediately after their landing, in order to dampen the roar. intense produced by such engines. To this end, the invention provides for the mounting of wheels 76 and 78 near the opposite ends of the silencer 36, as shown in Figs. 12 and 13. The wheels 78 can be pivotally mounted, to allow the silencer to be steered during transport and conveniently positioned in relation to a jet aircraft 54.
A mobile silencer of this type can be easily set up with the aid of a small motor chassis or tractor and thus be easily brought into the desired operating position with respect to the ejection flow of an engine. jet plane.
In order to support the silencer 56, so that it resists the thrust exerted on it by the ejection jet 52, this silencer is provided on two opposite sides with a pair of states or articulated legs 80. by an end at the opposite sides of the elbow 62 for example o When transporting the silencer the legs 80 are bent against the sides of the duct 36, as shown in dotted lines in Fig.12.
When acting as props the legs 80 occupy the position in solid lines shown in Figs. 8 and 9, these legs being able to be maintained in this position by any suitable means, for example a pair of struts 82 capable of being fixed at one end to the outer ends of the legs 80 and, for example to element 84 extending from elbow 62 and supporting wheels 78,
The outer ends of the legs 80 can also be provided with friction crutches 86,
which can be wedged on the ground or any other support surface on which the silencer can be placed The crutches 86 are connected to the outer ends of the legs 80 by threaded rods or any other suitable means making it possible to bring these crutches together and away relative to the ground surface 88.
Figs. 14, 15 and 16 show another preferred variant of a silencer employing the panels 10 of the present invention and particularly suitable for testing jet engines and the like, particularly when it comes to overcoming the turbulence of the air. 'air.
As shown in detail in Figs. 14-16 of the drawings, the reference numeral 110 generally indicates a silencer constructed in accordance with the invention and the main constructional elements of which are constituted by an exhaust gas silencer or a silencer. high temperature 11 and a silencer 112 which surrounds the first and for-
<Desc / Clms Page number 11>
A generally annular air intake chamber. The air intake muffler 112 is generally cup-shaped and concentrically receives one end of the generally tubular gas muffler 111. Preferably,
the spacing is such that the distance between the end wall 112a of the silencer 112 and the inner end of the silencer 111 is equal to the distance which separates the side walls of these silencers.
The end wall of the suction silencer 112 has a central orifice 113 which receives an adaptation duct 114 which extends inwardly into the opening of the gas silencer 111 and which extends outwards to be connected to the ejection nozzle of a jet engine or the like. Adapter 114 may receive the ejection nozzle directly or be joined thereto by a conduit (not shown) which may vary for different types and sizes of ejection nozzles.
A cooling device 115, which does not form part of the present invention, encloses the adapter extension 114 near the outer surface of the end wall of the muffler 112, and may consist of a jacket. Annular water having on its internal face suitable perforations for projecting water into the ejection gases.
The gas or high temperature silencer 111 has a tubular outer wall 116 which can be easily formed from sheet metal. The inner wall of the high temperature silencer 111 has a series of sound absorbing panels 10 forming angles between them and arranged in a manner analogous to that shown in Figs 5 and 60.
The high temperature muffler shell 116 extends past the panels 118 to the end wall of the box-shaped muffler 112, a flared end opening for the muffler 111 being formed by a series of plates. 124 arranged in a peripheral manner and fixed to the end of the casing 116 and to the ends of the panels 10 by welding.
The flared inner end of the muffler extends beyond the inner end of the adapter 114, so that gases from the tube 114 are introduced directly into the high temperature muffler 111.
The suction silencer 112 is rigidly fixed to the silencer 111 by a series of acoustic panels 125 oriented longitudinally and distributed in the peripheral direction. Each of the panels 125 is formed in a manner analogous to the panels 10, except that the resonance chambers 26 are omitted if and present a rectangular structure comprising U-sections 126 completed by perforated plates 125 between which is arranged. - se an absorbent padding 128.
The profile in? 126, facing inward, of each panel is welded to the shell 116 of the silencer 111, while the U 126 disposed outside this panel is slidably mounted in a larger U 129 welded itself to the wall 130 of the silencer 112, the end "and" outside "being understood in a radial direction with respect to the axis of the casing 116.
The internal wall 130 of the silencer 112 is formed from a perforated sheet spaced inwardly with respect to the external wall or envelope 131. The space between the walls 131 and 130 is filled with an absorbent or soundproofing filling 132. It can therefore be seen that the walls 130 and 131 and the filling 132 form an assembly for absorbing and dissipating its analogue to the panels 10.
At the open end of the jar-shaped suction silencer 112, the outer wall 131 extends beyond the inner wall 130, and a frustoconical sheet metal ring 134 is welded to the outer ends of the walls 130 and 1319 so as to constitute a flared end opening The outer diameter of the ring 134 is larger than the outer diameter of the silencer, in order to constitute a horn for the purpose of 11-suction of air, and it has been found that it was advantageous for the area delimited by this pavilion to be approximately equal to twice the section between the silencers 111 and 112 ,,
Considering the above description of the construction elements
<Desc / Clms Page number 12>
tion of the invention and their reciprocal relationships, it will be seen that a suction effect is provided by the stream of ejection gas entering the high temperature silencer 111 through the adapter pipe 114, under pressure and at a relatively high speed. This will naturally have the effect of forming a low pressure zone in the suction silencer 112, and atmospheric air will be drawn into the latter through the flared end opening and the ring 134.
The air will move through the suction silencer 112 to the inlet of the high temperature silencer 111, where it will mix with the exhaust gases, cooling the latter. The air flow entering the suction silencer 112 is accompanied by noises, but these are dissipated by the sound absorbing system of the silencer 112 and the support panels 125. The noises which accompany the exhaust current - tion are dissipated into the interior of the high temperature silencer 111.
The latter may have an elbow (not shown) for ejecting the gases in any desired manner or direction, the assembly 110 being mountable on a transportable platform (not shown), so as to be able to to be transported as a whole from one place to another. For example, it may be advantageous to subject an airplane or its engines to ground tests while that airplane is parked on a runway or the like, and the assembly 110 can be brought towards the airplane in such a manner. that the adapter 114 is connected to the engine ejection nozzle.
When designing the silencer for various installations, certain critical dimensions will have to be varied depending on the type of installation and the engine to which the silencer is to be attached. A silencer construction., Which can be considered typical, includes a high temperature silencer 111 having an outer diameter of 7 ft., A suction silencer 112 having an outer diameter of 11. ft., except at the flare opening 134, where the diameter is 12 ft. It has been found that the adapter tube 114 must be inserted into the high temperature silencer 111 at a distance equal to one fifth of the internal diameter of the high temperature silencer,
Considering the foregoing, it can be said that the present invention makes it possible to establish a silencer comprising a series of new acoustic panels arranged so as to constitute an internal lining for a duct into which hot gases are blown, these gases being. not only silenced, but furthermore being substantially cooled before escaping to the atmosphere. A silencer of this type is suitable for damping the noise produced by a stream of gases of various kinds, especially those from the gas stream. ejection of a jet engine.
The muffler's absorbent panels are able to absorb and dissipate noise spanning a relatively wide range of frequencies and wavelengths.
The materials used in the construction of the silencer can easily withstand the relatively high temperatures developed in the jet engine ejection stream, the absorption and dissipation of noise produced by this stream being facilitated by the provision of sprinkler devices. - ge in order to break up the shock waves surrounding the ejection flow, so that the sound waves can be more easily absorbed and dissipated by the silencer. The latter is furthermore constructed in such a way as to reduce motion by spin, and therefore the speed of gas coming from the jet engine ejection stream, and so that waves. sound produced by this flow are somehow trapped in such a way that they are more easily absorbed and dissipated by the silencer.
Although the invention has been shown and described in its preferred form and with certain defined details, it goes without saying that this invention is not limited to the precise details shown and described herein, as it may be. carried out in several other ways included within the scope of the invention as claimed, CLAIMS.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.