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La présente invention concerne la suppression du bruit audible à basse fréquence provenant de l'échap- pement de n'importe quel type de moteur à réaction, en particulier d'un moteur à réaction d'aéronef.
Etant donné qu'un moteur à réaction d'aéronef moderne produit une énergie de' bruit équivalent approxi- mativement à 200 CV et que ce bruit gêne les conversa- tions à une distance d'au moins 900 mètres du moteur, il est évident qu'on doit prendre des mesures pour régler la création du bruit provenant du moteur à réaction. On a conçu dans la présente invention un dispositif grâce auquel on peut régler la formation du bruit, en amenant le bruit créé dans une gamme prédominante de fréquences élevées ce qui fait qu'il ne gêne pas le personnel des aérodromes et la population se trouvant à leur voisinage.
Dans l'appareil conforme à la présente inven- tion, on ne diminue pas l'intensité du bruit déjà créé, mais on règle la création du bruit en faisant passer l'échappement du moteur par de nombreux petits ajutages au lieu de le faire passer par une seule grande tuyère.
On obtient, par suite, que le bruit soit créé dans une gamme prédominante de fréquences élevées et non dans une gamme de basses fréquences. Les gammes des basses fré- quences déterminent des bruits désagréables, tandis que les gammes des fréquences élevées déterminent un bruit dont l'intensité est moins audible.
La présente invention a pour objet - d'empêcher la création d'un bruit audible ou de régler la création du bruit audible pendant le fonc- tionnement au sol des moteurs à. réaction d'aéronefs ainsi que pendant leur fonctionnement en vol ;
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- de régler la création du bruit provenant d'un moteur à réaction d'un aéronef, en faisant en sorte que les gaz dtéchappement du moteur soient déchargés par plu- sieurs petits ajutages disposés dans les bords de fuites d'aubes creuses radiales qui peuvent être rappelées de manière à constituer le cône de queue du moteur;
- un appareil de suppression du bruit qui ne gêne pas la poussée engendrée par un moteur à réaction d'un aéronef pendant son fonctionnement en vol et au sol, qui n'augmente pas anormalement le diamètre du moteur et qui, en fait, ne l'augmente pas dans certains modes de réalisation, qui ntexige pas de dispositifs d'étanchéité ou de soupapes, qui/ne crée pas de trainées, et qui est construit de manière que les parties du moteur qui ne comprennent pas les éléments du dispositif de suppression - du bruit présentent une ouverture plus petite pour les gaz d'échappement pendant un fonctionnement normal par rapport au fonctionnement avec l'appareil de suppression du bruit lorsqu'il est en action.
On va maintenant décrire l'invention en se ré- férant au dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une coupe transversale d'un turbo-réacteur typique comportant le dispositif conforme à l'invention qui est illustré en traits pleins dans sa position de rappel et en traits mixtes dans sa position active; - la figure 2 est une coupe transversale d'un mode de réalisation de l'invention, les aubes du disposi- tif de suppression du bruit étant illustrées en position de rappel sur la moitié supérieure de la figure et en position active sur sa¯moitié inférieure; - la figure 3 est une coupe partielle arrière d mode de réalisation illustré sur la figure 2 ;
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- la figure 4 est une coupe faire par 4-4 de la figure 2;
- la figure 5 est une coupe transversale d'un autre mode de réalisation du dispositif de suppression du bruit, et elle illustre les aubes de suppression du bui en position de rappel sur la moitié supérieure de cette figure et en position active sur sa moitié infé- rieure ; - la figure 6 est une vue partielle arrière du mode de réalisation illustré sur la figure 5 ; - la figure 7 est une vue en perspective des aubes adjacentes àe suppression du bruit du type repré- senté¯sur les figures 5 et 6; - les figures 8 et 9 sont des coupes transver- sales d'un autre mode encore de réalisation, qui est constitué par plusieurs aubes groupées intérieurement et montées comme illustré sur la figure 8 et par plusieurs aubes groupées extérieurement et montées comme illustré sur la figure 9, les figures 9 et 2 représentant le même agencement ;
- le figure 10 est une vue faite par 10-10 de la figure 8; - la figure 11 est une vue arrière du mode de réalisation représenté sur les figures 8 et 9; - la figure 12 est une vue en perspective de l'aube montée extérieurement, illustré sur les figures 8 et 11.
Un a illustré sur la figure 1 un moteur à réac- tion 10 d'aéronef qui comporte une admission d'air 12, une section de compresseur 14; une section de chambre de combustion 16, une section de turbine 18 et une section 20 de sortie des gaz d'échappement ou conduit de queue.
On remarquera que le moteur comporte plusieurs aubes
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creuses 22 du type à pales et dont chacune comporte un seul trou 24 à son extrémité avant et plusieurs petits trous ou ajutages 26 dans son bord de fuite. Les aubes 22 sont représentées groupées dans leur position inacti- ve (en traits pleins) de manière à constituer le cône de .queue du moteur en combinaison avec un corps intérieur mobile 28. Ces aubes sont également représentées en traits mixtes dans leur position active, ou de suppres- sion du bruit. Lorsque les aubes 22 sont dans leur posi- tion active, le corps intérieur 28 a été amené en avant, comme illustré sur la figure 2.
L'air entre dans le moteur 10 par l'admission d'air 12 et il est comprimé en passant par la section de compresseur 14. Il est alors chauffé en passant par la section de chambre de combustion 16, grâce à la combus- tion produite dans des chambres de combustion 30. Le car- burant pénètre dans ces dernières en passant par un col- lecteur de carburant 32'et des ajutages de carburant 34.
Des bougies d'allumage 36 enflamment dans les chambres de combustion 30 le carburant atomisé émis par les ajuta- ges de carburant 34. En sortant de la section 16 de chambre de combustion, l'air chaud passe par ia turbine 18 et est ensuite déchargé par le passage des gaz qui est formé par le conduit de queue 20 et le corps intérieur 28, Quand les aubes 22 sont dans leur position de rappel de manière à être groupées en aval du corps intérieur 28 pour en constituer un prolongement conique, les gaz d'échap pemet passent par le conduit d'échappement 38 qui est dé- limité par le conduit de queue 20 et le corps intérieur 28, et qui est concentrique au conduit de queue 20 dans lequel il est logé. On laisse les gaz d'échappement pas+ ser par le conduit d'échappement 38 quand on ne désire pas supprimer le bruit.
La décharge des gaz d'chappeemes
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par la grande tuyère ou conduit d'échappement 38 détermi- ne un bruit à basse fréquence. Quand on désire supprimer le bruit, on fait pivoter les aubes 22 radialement vers l'extérieur pour les amener dans leur position d'épanouis- sement, ce qui les fait s'étendre dans le passage des gaz, ou au droit de celui-ci, qui est formé par.le conduit de queue 20 et le corps intérieur 28, et s'étendre radiale- ment vers l'extérieur du conduit de queue 20.
Les trous ou ouvertures relativement grands 24 des bords avant des aubes 22 interceptent le passage des gaz ou sont placés sur leur trajet, et ils font passer les gaz d'échappement par les aubes ou pales creuses. 22 et les déchargent par les séries de trous, ajutages ou ouvertures relativement petits 26 des bords de fuite des aubes 22. De ce fait, le bruit créé par le sillage du moteur à réaction est amené dans une gamre prédominante de fréquences élevées.
Quand les aubes 22 sont dans leur pisition de rappel (moitié supérieure de la figure 2), le corps intérieur axialement mobile 2$ a été amené vers l'arrière sur des galets 40 qui sont montés sur des axes 41 et qui portent contre un élément de support 43. Un cône de queue lisse est formé par les nombreuses aubes rappelées 22 qui sont groupées de manière à constituer un cône juste en aval du corps intérieur 28.
On remarquera que le trou 24 'du bord ayant de chaque aube 22 n'estpas masqué quand celles-ci sont rap- pelées, car cela ne semble pas nécessaire étant donné qu'il n'y a pas de chute de pression notable au droit du trou d'admission 24 e des trous de sortie 26 de chaque aube.
Lorsque les aubes 22 sont dans leur position de rappel, l'écoulement des gaz d'échappement se fait par le passage de gaz forme tre le conduit de queue 2D et
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le corps intérieur 28, par le conduit d'échappement 39.
On remarquera que le conduit de queue 20 comporte des dentelures, cuvettes ou parties creuses 42 orientées vers l'intérieur, qui butent contre le corps intérieur 28, ou qui viennent très près de celui-ci, à divers emplace- ments autour de la périphérie intérieure du conduit de queue 20, comme clairement illustré sur la figure 3. Ces nombreuses cuvettes 42, qui sont¯progressivement orien- tées vers l'intérieur, servent à obturer le passage des gaz d'échappement entre les aubes creuses adjacentes 22 quand elles sont dans leur position d'épanouissement, comme illustré sur la partie inférieure des figures 2 et 3.
Si cette région n'était pas obturée, on n'obtiendrait pas l'effet optimum du passage des gaz d'échappement par les ajutages 26, du fait que les segments en forme de pâté formés entre les aubes creuses adjacentes 22 quand elles sont épanouies présenteraient de grandes zones d'ajutages à partir desquelles s'écouleraient les gaz d'échappement, et il se créerait un bruit à basse fréquence. Il est né- cessaire, pour éviter une traînée, que les cuvettes 42 soient régulièrement évasées vers l'extérieur ou en amont, de manière qu'elles se raccordent progressivement et ré- gulièrement au conduit de queue 20 par leure/extrémités avant.
Bien qu'on puisse rendre les cuvettes 42 orien- tées vers l'intérieur solidaires du conduit de queue 20 en utilisant pour les former la tôle qui constitue ce conduit, on peut également les réaliser sous forme d'élé- ments distincts fixés à celui-ci.
On peut voir sur la figure 3 que pendant un fonctionnement normal en vol, c'est-à-dire un fonctionne- ment n'assurant pas le silcence, les gaz d'échappement du moteur passent par les nombreuses ouvertures 38 qui sont
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pratiquées entre le corps intérieur 28 et le cône de queue
20 et qui sont délimitées par les cuvéttes adjacentes 42 orientées vers l'intérieur. Cet agencement constitue, du fait de la présence des cuvettes 42 orientées vers l'inté- rieur, une sortie des gaz d'échappement symétrique mais interrompue ou discontinue. C'est l'inverse de la con- ception habituelle d'une sortie de gaz d'échappement qui présente une région d'échappement continue formée entre ' deux éléments concentriques de section transversale cir- culaire.
La moitié inférieure des-figures 2 et 3 repré- sente les aubes creuses 22 de suppression du bruit dans leur position d'épanouissement ou d'utilisation. Lors- qu'elles sont dans cette position, les gaz d'échappement passent entre le conduit de queue 20 et le corps inté- rieur 28 qui se trouve à ce moment en avant ou en amont de la position qu'il occupait quand les aubes étaient dans leur position de rappee. ces gaz pénètrent alors dans les trous 24 des bords avant des aubes 22 et on peut faire tourner sensiblement radialement vers l'extérieur en faisant pmvoter des ailettes 44 et, après avoir tra- versé les aubes creuses 22, les gaz d'échappement sont évacués vers l'arrière à l'atmosphère par les nombreux ajutages 26 orientés vers l'arrière qui sont prévus sur les bords de fuite des aubes 22.
Comme clairement repré- senté sur la partie inférieure de la figure 3, étant don- né que les cuvettes 42. orientées vers l'intérieur obturent les régions situées entre les aubes 22, la totalité des gaz d'échappement passe nécessairement à travers ces au- bes et ensuite par les trous de faible section ou ajuta- ges 26. Du fait que les gaz sont déchargés par de nom- breux petits ajutages au lieu d'un seul ajutage, le bruit créé par les gaz d'échappement déchargés devient en majéu-.
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re partie compris dans une gamme de hautes fréquences inaudibles au lieu de se trouver compris dans une gamme de basses fréquences prédominantes.
Il est important que le fonctionnement silen- cieux soit sans effet sur la poussée du moteur 10 en vol normal. C'est pourquoi on choisit le nombre et les dimen- sions des aubes 22 et des ajutages 26 de manière que les caractéristiques d'écoulement des gaz par le conduit de sortie 38 soient les mêmes que par les ajutages ou trous 26.
On a prévu, pour former des passages destinés à des fluides d'actionnement mis sous pression, un élé- ment fixe 48, qui peut être cylindrique, et un élément fixe 50, qui est également cylindrique et qui est disposé concentriquement dans celui-ci. Un joint 51 assure l'é- tanchéité du fluide contenu dans l'élément 50. Ce der- nier comporte à son extrémité arrière une paroi cylindri- que, ou piston, hydraulique 52. Si l'on désire faire prendre aux nombreuses aubes creuses 22 leur position de suppression du bruit ou d'épanouissement dans le sens radial, comme illustré sur la partie inférieure des figu- res 2 et 3, on envoie un fluide sous pression, par exemple de l'air comprimé provenant de la section de compresseur 14 du moteur 10, par le passage formé entre les éléments fixes 48 et 50, pour le diriger dans un compartiment hy- draulique 54.
L'air comprimé exerce son action contre la face 56 d'un cylindre hydraulique mobile 58, ce qui amène celui-ci à la limite de gauche de sa course dans la posi- tion représentée sur la moitié inférieure de la figure 2.
Etant donné que l'ensemble hydraulique ou pneumatique constitué par le cylindre 58 et son piston est fermement fixé au corps intérieur 28, le déplacement de ce cylindre vers la gauche provoque le déplacement du corps intérieur 28 vers la gauche, ou vers l'avant, de telle manière que
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ce dernier est amené dans une position limite à gauche, ou en avant, illustrée sur la figure 2, en même temps que toutes les aubes 22 qui pivotent autour d'axes d'arti- culation fixes 60 et d'axes d'articulation mobiles 62 et 64. Les axes d'articulation mobiles 64 relient chaque aube 22 au corps intérieur 28 de manière que le déplace- ment de celui-ci vers l'evant ou en amont, fasse pivoter l'aube 22 radialement vers l'extérieur pour prendre la position illustrée sur la moitié inférieure des figures 2 et 3.
On remarquera que lorsque les aubes 22- sont dans cette position d'épanouissement et que le corps intérieur 28 est dans sa position en amont ou en avant, le passage de gaz formé entre ce corps et le conduit de queue 20 présente une dimension radiale Ro supérieure à la dimen- sion radiale Rr du passage de gaz quand les nombreuses aubes de suppression du bruit sont rappelées vers l'in- térieur pour être groupées et pour former le cône de queue avec le corps intérieur 28.
Pour rappeler unifor- mémént les aubes 22, on n'envoie plus l'air provenant du compresseur dans le compartiment hydraulique 54, mais on renvoie par l'élément fixe 50 dans un compartiment hydraulique 66, ce qui déplace vers l'arrière un cylin- dre hydraulique 68 pour amener vers la droite le cylin- dre hydraulique 58 et le corps intérieur 28 de manière à leur faire prendre la position illustrée sur la moitié supérieure des figures 2 et 3.
Le déplacement de ce corps intérieur, qui est provoqué par le déplacement du cylindre hydraulique 58 et le pivotement produit aux axes d'articulation 60,62 et 64, fait pivoter radialement vers l'intérieur et vers l'arrière les aubes creuses 22 de suppression du bruit pour les grouper dans une dispo- sition conique comme illustré sur la moitié supérieure des figures 2 et 3.
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Lorsque les aubes se trouvent dans une position de rappel ou de non suppression du bruit, dans le mode de réalisation illustré sur les figures 5 à 7, les gaz d'échappement passent entre un conduit de queue 20' et un corps intérieur 28' qui est fixe et qui s'arrête près du conduit de queue 20'; Les nombreuses aubes creuses 22' de suppression du bruit sont groupées dans une dispo- sition conique en aval du corps intérieur 28', de manière à constituer le cône de queue du moteur et à agir en même temps que le 'conduit de queue 20', pour former un conduit continu 38' de sortie des gaz d'échappement entre les aubes 22' et l'orifice de sortie 79 du conduit de queue 20'.
La forme particulière des aubes creuses 22' de suppression du bruit détermine un conduit ou ajutage 38' d'échappement des gaz relativement petit et proba- blement supersonique, qui est destiné à être utilisé dans un fonctionnement en vol ou en fonctionnement sans suppression du bruit. Les aubes creuses 22' comportent les nombreux trous ou ajutages 26' dans leur bord de uite et la grande ouverture unique 24' dans leur bord avant ou d'attaque.
On a illustré sur la moitié supé- rieure de la figure 5 plusieurs volets articulés 80 qui peuvent pivoter par rapport au corps intérieur 28' sur des axes d'articulation 102, ces volets pouvant buter l'un contre l'autre, ou se trouver mutuellement dans une position d'étanchéité, et s'étendant contre les bords avant des aubes creuses 22', de manière à obturer les trous 24' des bords avant de ces aubes, ce qui fait qu'il ne passe pas de gaz d'échappement à travers celles-ci quand elles sont dans leur position de rappel pu de non suppression du bruit. Si on laissait les gaz d'échappe- ment passer à travers ces aubes à partir de la région à pression élevée dans laquelle sont disposés les trous 24
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'on compromettrait le rendement du moteur à réaction.
Dans la moitié supérieure de la figure 5, les auves 22' sont représentées dans une position de groupe- ment en aval du corps intérieur 28', où elles constituent un prolongement de celui-ci, sous une forme conique d'a- bord divergente et ensuite convergente. La section trans- versale longitudinale des aubes 22' a grossièrement la forme d'un triangle dont le bord da fuite 81 constitue la base et dont le bord avant de l'aube constitue les deux côtés 83 et 85 de part et d'autre du sommet 87.
Pour faire passer les aubes creuses 22' simul- tanément de-leur position de rappel, ou position où elles constituent le cône de queue, illustrée sur la moitié supérieure des figures 5 et 6, à leur position active ou position de suppression du bruit illustrée sur la moi- tié inférieure,de ces figures, il faut que ces aubes pi- votent radialement vers l'extérieur en même temps qu'el- les sont amenées en arrière ou en aval.
La moitié infé- rieure des figures 5 et 6 représente 'les aubes creuses
22' dans leur position active dans laquelle les gaz d'é- chappement passent entre lecône de queue 20' et le corps intérieur 28' par les ouvertures ou trous 24' des bords avant des aubes et ensuite par ces dernières pour être déchargés vers l'arrière par les nombreux petits .trous ou ajutages 26' qui dirigent le jet de gaz en aval pour déterminer une propulsion par poussée. Dans ce mode de réalisation, on donne aux aubes 22' une forme telle qu'elles butent presque les unes contre les autres dans leur position d'épanouissement, ce qui simplifie le pro- blème qui consiste à ménager un espace entre elles.
Dans ce mode ±le réalisation, un volet d'étanchéité 82 qui fait partie intégrante de l'aube 22' assure l'étanchéité entre
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les aubes adjacentes quand elles sont dans leur position d'épanouissement, ce qui empêche les gaz d'échappement d'être déchargés par les zones comprises entre les aubes adjacentes. Du fuit des faibles dimensions du volet d'étanchéité 82, le problème de la traînée que pose son utilisation est négligeable, c'est pourquoi il s'étend pratiquement dans le sens radial.
On a illustré sur la figure 5 le mécanisme de commande 93, qui déplace simultanément toutes les aubes 22' et qui est constitué par une tige creuse ou cylindre 84 auquel sont articulées des biellettes (ou bras) 86 elles-mêmes articulées en 92 aux bords de fuite respectifs des aubes creuses 22'. L'élément fixe 84 porte un flasque annulaire 88 qui s'étend sensiblement radialement à par- tir de celui-ci pour porter contre la surface intérieure d'un cylindre hydraulique ou pneumatique axialement mobi- le 90, en formant avec celui-ci des compartiments 98 et 104 pouvant être soumis à une pression hydraulique ou pneumatique.
Chaque aube 22' est articulée en 96 à un ens emble cylindrique d'étanchéité 94 qui fait saillie à partir du cylindre mobile 90 ou en fait partie intégrante, Lorsqu'on envoie un fluide sous pression élevée, tel que de l'air, à partir de la section de compresseur 14 dans une chambre 98, le cylindre 90 est déplacé vers la droite ou en arrière et, du fait qu'il est relié intégralement à l'ensemble ou cylindre d'étanchéité 94, il le déplace avec lui. Le déplacement du cylindre 90 vers l'arrière ou vers la droite a pour effet d'amener les aubes 22' de leur position de rappel illustrée sur la moitié supérieu- re des figures 5 et 6 à leur position active du d'épanouis, sement illustrée sur la moitié inférieure de ces figures.
Ce changement de position est déterminé par un pivotement
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simultané des aubes 22' autour de leur axe d'articulation 96 disposé sur le cylindre d'étanchéité 94 et autour de leur axe d'articulation 92 disposé sur les biellettes de liaison 86 qui pivotent de leur côté autour de l'ensemble fixe 84 sur des axes d'articulation respectifs 100. Quand le cylindre mobile 90 atteint sa position limite de 'droite ou arrière, les aubes 22' se trouvent dans leur position d'épanouissement; les nombreux volets 80 ont pivoté au- tour d'axes d'articulation respectifs 102 qui les arti,cu- lent au corps intérieur 28' et ils sont venus reposer contre le cylindre d'étanchéité 94 ou bien contre une butée quelconque.
Lorsque les aubes 22' sont ainsi épa- nouies, les gaz d'échappement les traversent et passent par les petits trous ou ajutages 26' ce qui supprime le btuit, comme décrit précédemment.
Pour amener simultanément les aubes 22' à leur position inactive ou position de cône de queue, illustrée sur la moitié supérieure des figures 5 'et 6, on introduit un fluide sous pression dans la chambre 104 du cylindre 90 pour l'amener dans sa position limite à gauche ou en amont et il entraîne avec lui le cylindre d'étanchéité 94. On obtient un déplacement simultané des aubes 22' vers l'intérieur et vers l'avant, du fait du déplacement des axes d'articulation 96 vers l'avant et du déplacement radial des axes d'articulation 92 vers l'extérieur, à me-' sure que les biellettes ou tiges de liaison 86 pivotent autour de leurs axes d'articulation 100 disposés sur l'élément fixe 84.
En raison de ce mouvement angulaire, tous les volets 80 sont déplacés radialement vers l'exté- rieur le long des bords respectifs 85 des aubes creuses 22' jusqu'à ce qu'ils butent pour recouvrir les nombreux trous 24' des bords avant respectifs de ces aubes et qu'ils portent l'un contre l'autre pour assurer l'étan-
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chéité.
A titre de comparaison, pour démontrer que le conduit continu 38' d'échappement des gaz présente radia- lement une section plus petite, on remarquera que la di- mension radiale de ce conduit continu qui constitue une section utile quand les aubes sot dans leur position inactive de rappel est égal à Rr", tandis que la dimen- sion radiale du conduit par laquelle les gaz d'échappe- ment passent pour parvenir dans les aubes creuses 22' quand elles sont dans leur position active est égale à Ro' (figure 2). Cette différence de dimension radiale est désirable, du fait que le mécanisme de suppression du bruit est destiné à fonctionner sans nuire à la poussée du moteur.
Pour obtenir ce résultat, il faut que la poussée créée par les gaz d'échappement passant par le conduit de sortie 38' pendant le fonctionnement bruyant soit égale à la poussée créée lorsqu'on fait passer les gaz d'échappement par les nombreux petits ajutages 26' pendant le fonctionnement silencieux.
La dimension radiale plus importante Ro';du conduit de sortie envoyant les gaz d'échappement dans les aubes creuses 22' est nécessaire, du fait que l'ouverture d'échappement constituée par les trous 24' n'est pas circonférentiellement continue comme le conduit de sor- tie 38'.
En outre, quand le mécanisme de suppression du bruit est dans sa position de rappel, la section du con- duit ou tuyère 38' d'échappement correspond aux exigen- ces du moteur d'une façon telle que la vitesse des gaz d'échappement augmente jusqu'à une.valeur supersonique à l'étranglement de la tuyère (section la plus faible).
Si les gaz d'échappement étaient amenés dans les aubes 22 de suppression du bruit à une vitesse supersonique, il en résulterait une pression susceptible de provoquer
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des dégâts et des pertes de la poussée du moteur. Pour empêcher les pertes de poussée, on augmente la section du passage des gaz Rr' à Ro', et l'on diminue ainsi la vi- tesse. des gaz pour réduire les pertes de poussée en lais- sant les gaz tourner plus régulièrement à l'intérieur des aubes 22'. C'est en vue de la poussée qu'on augmente la vitesse des gaz d'échappement lorsqu'ils passent par les petits trous ou ajutages 26' qui les envoient en aval pendant le fonctionnement silencieux.
La figure 7 illustre plus clairement comment les gaz d'échappement passent par les trous 24' du bord avant des aubes 22' et ensuite à travers ces aubes pour être déchargés vers l'arrière par les nombreux trous ou ajuta- ges 26'.
On a représenté sur les figures 8, 9 et 11 un autre mode de réalisation de la présente invention dans lequel on utilise des dispositifs de suppression du bruit comprenant des aubes creuses internes et externes. La figure 9 illustre un moteur à réaction 10 comportant un conduit de queue convergent 20", un corps intérieur 28" et un fuseau de moteur.110. Des aubes creuses 22" peuvent être commandées et peuvent fonctionner de la même maniè- re que les aubes décrites précédemment à propos de la fi- gure 2. Les aubes 22" peuvent pivoter radialement vers l'extérieur dans le.conduit de sortie 38" des gaz d'échap- pement de manière à s'étendre radialement au delà du con- duit de queue 20" et du fuseau de moteur 110.
Les aubes 22" comportent de nombreux petits trous, ouvertures ou ajutages 26" dans leur bord de fuite et une seule ouver- ture ou trou 24" dans leur bord avant.
On se rappellera qu'il était nécessaire dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, de pré- voir des cuvettes 42 orientées vers l'intérieur pour obtu- rer les régions de la sortie des gaz d'échappement con
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prises entre les aubes creuses 22 quand celles-ci étaient dans leur position d'épanouissement ou position active.
Cette précaution était nécessaire pour amener les gaz d'échappement à passer par les nombreux trous ou ajutages 26. Dans l'agencement illustré sur les figures 8, 9 et 11 (voir figure 8), on utilise plusieurs aubes creuses externes 112 qui sont articulées en 114 de manière à pivo- ter autour de la sortie 79' du conduit de queue 20" et qui sont commandées par des ensembles appropriés quelcon- ques, tels que des'ensembles pivotants 116 à cylindre et piston hydrauliques ou pneumatiques, qui sont disposés à l'extérieur du conduit de queue 20" et du fuseau de mo- teur 110 et qui comportent respectivement des tiges de commande 118 articulées en 120 aux aubes creuses respec- tives 112.
Lorsqu'on envoie de l'air comprimé ou tout autre fluide sous pression sur une face ou l'autre du piston 117, qui est logé dans le cylindre 116, la force créée fait pivoter la tige 118 et l'aube creuse associée 112 soit vers l'avant soit vers l'arrière. Comme illus- tré sur la moitié supérieure de la figure 8 et sur la figure 11, les aubes 112 sont dans leur position d'épanouis sement ou de suppression du bruit.
Sur la moitié infé- rieure de la figure 8, ces aubes sont dans leur position de rappel ou en avant, qui est la position inactive, dans laquelle elles s'étendent longitudinalement contre le conduit de queue 20" ou contre le fuseau de moteur 110 Les aubes 112 sont réparties alternativement entre les aubes 22" et elles comportent des segments 122 en forme de pâté qui butent contre les faces adjacentes 124 et 126 des aubes 22" et qui comportent une ouverture 128 ménagée dans un bord avant, grâce à quoi lorsqu'elles sont épanouies comme illustré sur les figures 8 (moitié supérieure) et 11, les gaz d'échappement passent par
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l'ouverture d'échappement formée par le conduit de queue 20"" et le corps intérieur 28";
ils passent ensuite par l'ouverture 128 du bord avant des aubes 112 et par ces dernières pour être déchargés vers l'arrière par les nom- breux petits trous ou ajutages 130 du bord de fuite des aubes 112. En examinant la figure 8, on voit que le fu- seau du moteur 110 fait saillie au delà de l'ouverture de sortie 79' du conduit de queue 20" de manière à former avec celle-ci une tuyère d'échappement convergente-diver- gente quand les aubes sont dans leur position de rappel ou inactive. On peut voir que la surface 119 du fuseau' 110 s'écarté radialement vers l'extérieur du conduit de sortie 38".
Grâce à l'utilisation du mode de réalisation illustré sur les figures 8, 9 et 11, non seulement la section du conduit de sortie 38" est obturée et ne laisse pas passer l'écoulement normal des gaz, de sorte que la totalité des gaz d'échappement est amenée à passer par les nombreux petits trous ou ajutages 26" ou 130, mais encore la totalité du conduit de sortie 38" des.gaz d'é- chappement est utilisée effectivement pendant le fonction- nement silencieux. En outre, quand les aubes 112 et 22" sont dans leur position de rappel ou de non suppression du bruit, on obtient un conduit 38" d'échappement des gaz continu et probablement supersonique du type à tuyère convergente ou convergente-divergente pour le vol en croi- sière ou vol normal.
On va maintenant se référer à la figure 8 où l'o peut voir que, bien que le fuseau 110 enferme le conduit de queue 20", des aubes externes rétractables 112 sont logées en position de rappel dans ce fuseau. Lorsqu'une force dirigée vers l'avant est appliquée aux aubes 112 par les tiges de liaison 118 par suite de la mise sous
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pression fluide appropriée des ensembles 116 commandant les aubes, de manière à rappeler celles-ci, on remarque- ra que les segments'122 en forme de pâté des aubes 112 stajugtent étroitement dans des ouvertures 132 en forme de pâté du fuseau 110 ce qui bloque les gaz d'échappement et assure une sortie d'échappement lisse pour les gaz du moteur 10.
Des volets pivotants 134 servent à enfermer les aubes 122 quand celles-ci sont dans leuosition de rappel. Ces volets sont illustrés sur la figure 10 en section transversale et ils sont constitués par deux en- sembles pivotants 136 et 138 qui comportent respective- ment des bases 140 et 142 faisant partie intégrante dtélé- ments courbes 144 et 146 et pivotant respectivement au- tour d'axes d'articulation !48 et 150.
En cours de fonc- tionnement, quand les aubes creuses 112 sont entrainées en rotation de manière à venir dans leur position inacti- ve ou rappelée, leurs bords avant se rapprochent et com- priment les bases 140 et 142, ce qui les fait pivoter autour des axes d'articulation 148 et 150, grâce à quoi les volets 134 se referment autour des aubes rappelées
112, comme illustré sur la figure 10.
Les bases 140 et 142 ne sont prévues qu'à l'extrémité avant des portes 134. Quand les aubes 112 doivent pivoter pour venir dans leur position active, un déplacement provoqué en avant par les tiges de liaison 118 est transformé en un mouve- ment de rotation de ces aubes, pour faire cesser la pres- sion contre les ensembles 140 et 142 et appliquer une pression similaire aux ensembles 144 et 146 pour les ou- vrir et laisser les aubes venir dans leur position acti- ve. Ici encore, on remarquera que les gaz d'échappement du moteur sont amenés à passer par de nombreuses petites
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ouvertures, ce qui crée un bruit à haute fréquence pré- dominante.
En outre, comme décrit précédemment, les ca- ractéristiques d'écoulement total par le conduit d'échap- pement 38"sont les mêmes que celles de l'écoulement par les ouvertures 130 et 26". En raison du déplacement du corps intérieur 28", le conduit d'échappement des gaz 38" du type convergent-divergent présente une section relati- vement faible pendant le vol normal quand les gaz d'échap- pement peuvent avoir une vitesse supersonique, tandis qu'on obtient pendant le fonctionnement silencieux un con- duit donnant une vitesse plus faible pour diminuer les pertes de poussée en faisant tourner les gaz d'échappé- ment à l'intérieur des aubes 22" et 112.
On se rappelle- ra que, bien que la structure et le fonctionnement des aubes 22" illustrées sur la figure 9 ne soient pas néces- sairement limités de cette manière, ils peuvent être iden tiques à la structure et au fonctionnement des aubes re- présentées sur la figura 2.
On devra noter qu'on peut utiliser dans tous les modes de réalisation des aubes pivotantes placées à l'admission des aubes creuses pour faciliter la rotation des gaz d'échappement.
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The present invention relates to the suppression of audible low frequency noise from the exhaust of any type of jet engine, in particular an aircraft jet engine.
Since a modern aircraft jet engine produces noise energy equivalent to approximately 200 HP and this noise interferes with conversation at a distance of at least 900 meters from the engine, it is evident that Steps must be taken to control the creation of noise from the jet engine. A device has been devised in the present invention by which the noise formation can be regulated, bringing the noise created into a predominantly high frequency range so that it does not bother aerodrome personnel and the population in the vicinity. their neighborhood.
In the apparatus according to the present invention, the intensity of the noise already created is not reduced, but the creation of the noise is regulated by passing the engine exhaust through numerous small nozzles instead of passing it. by a single large nozzle.
The result is that the noise is created in a predominantly high frequency range and not in a low frequency range. The low frequency ranges determine unpleasant noises, while the higher frequency ranges determine noise that is less audible.
The object of the present invention is to prevent the creation of audible noise or to control the creation of audible noise during ground operation of the engines. reaction of aircraft as well as during their operation in flight;
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- to control the creation of noise coming from an aircraft jet engine, by causing the engine exhaust gases to be discharged through several small nozzles disposed in the leaking edges of radial hollow blades which can be recalled so as to constitute the tail cone of the engine;
- a noise suppression device which does not interfere with the thrust generated by a jet engine of an aircraft during operation in flight and on the ground, which does not abnormally increase the diameter of the engine and which, in fact, does not 'not increase in some embodiments, which do not require seals or valves, which / does not create trails, and which is constructed so that parts of the engine which do not include suppressor elements - noise have a smaller opening for the exhaust gases during normal operation compared to operation with the noise canceling device when in action.
The invention will now be described with reference to the appended drawing, in which: FIG. 1 is a cross section of a typical turbo-reactor comprising the device according to the invention which is illustrated in solid lines in its recall position and in phantom in its active position; FIG. 2 is a cross section of an embodiment of the invention, the vanes of the noise suppression device being illustrated in the return position on the upper half of the figure and in the active position on its half. lower; - Figure 3 is a partial rear section of the embodiment illustrated in Figure 2;
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- Figure 4 is a section taken through 4-4 of Figure 2;
- Figure 5 is a cross section of another embodiment of the noise suppression device, and it illustrates the bui suppression vanes in the return position on the upper half of this figure and in the active position on its lower half - higher; - Figure 6 is a partial rear view of the embodiment illustrated in Figure 5; Figure 7 is a perspective view of adjacent noise canceling vanes of the type shown in Figures 5 and 6; - Figures 8 and 9 are cross-sections of yet another embodiment, which consists of several blades grouped internally and mounted as illustrated in Figure 8 and by several blades grouped externally and mounted as illustrated in Figure 9, Figures 9 and 2 showing the same arrangement;
- Figure 10 is a view taken through 10-10 of Figure 8; - Figure 11 is a rear view of the embodiment shown in Figures 8 and 9; - Figure 12 is a perspective view of the blade mounted externally, illustrated in Figures 8 and 11.
An aircraft jet engine 10 is illustrated in Figure 1 which has an air intake 12, a compressor section 14; a combustion chamber section 16, a turbine section 18 and an exhaust gas outlet section 20 or tail duct.
Note that the engine has several blades
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hollow 22 of the blade type and each of which has a single hole 24 at its front end and several small holes or nozzles 26 in its trailing edge. The blades 22 are shown grouped in their inactive position (in solid lines) so as to constitute the tail cone of the engine in combination with a movable inner body 28. These blades are also shown in phantom in their active position, or noise suppression. When the vanes 22 are in their active position, the inner body 28 has been brought forward, as shown in Figure 2.
The air enters the engine 10 through the air intake 12 and is compressed through the compressor section 14. It is then heated through the combustion chamber section 16 by the combustion. produced in combustion chambers 30. Fuel enters the latter through a fuel manifold 32 'and fuel nozzles 34.
Spark plugs 36 ignite in the combustion chambers 30 the atomized fuel emitted from the fuel nozzles 34. Exiting the combustion chamber section 16, the hot air passes through the turbine 18 and is then discharged. by the passage of the gases which is formed by the tail duct 20 and the inner body 28, When the vanes 22 are in their return position so as to be grouped downstream of the inner body 28 to form a conical extension thereof, the gases The exhaust passes through the exhaust duct 38 which is bounded by the tail duct 20 and the inner body 28, and which is concentric with the tail duct 20 in which it is housed. The exhaust gases are left not + ser through the exhaust duct 38 when it is not desired to suppress the noise.
The discharge of exhaust gases
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through the large nozzle or exhaust duct 38 determines low frequency noise. When it is desired to suppress the noise, the vanes 22 are pivoted radially outwards to bring them into their expansion position, which causes them to extend into the gas passage, or in line with the latter. , which is formed by the tail duct 20 and the inner body 28, and extend radially outward from the tail duct 20.
The relatively large holes or openings 24 in the leading edges of the vanes 22 intercept the passage of the gases or are placed in their path, and they pass the exhaust gases through the vanes or hollow blades. 22 and discharge them through the series of relatively small holes, nozzles or openings 26 of the trailing edges of the vanes 22. As a result, the noise created by the wake of the jet engine is brought into a predominantly high frequency range.
When the vanes 22 are in their return position (upper half of Figure 2), the axially movable inner body 2 $ has been brought rearward on rollers 40 which are mounted on pins 41 and which bear against an element support 43. A smooth tail cone is formed by the many biased vanes 22 which are grouped so as to form a cone just downstream of the inner body 28.
It will be noted that the hole 24 'of the edge having of each vane 22 is not masked when these are recalled, because this does not seem necessary since there is no noticeable drop in pressure at the right. from the inlet hole 24 e from the outlet holes 26 of each blade.
When the vanes 22 are in their return position, the flow of the exhaust gases takes place through the gas passage formed as the tail duct 2D and
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the inner body 28, via the exhaust duct 39.
It will be noted that the tail duct 20 has inwardly oriented indentations, cups or hollow portions 42 which abut against, or come very close to, the inner body 28 at various locations around the periphery. interior of the tail duct 20, as clearly illustrated in FIG. 3. These numerous bowls 42, which are gradually oriented inward, serve to block the passage of the exhaust gases between the adjacent hollow vanes 22 when they are are in their expansion position, as illustrated in the lower part of Figures 2 and 3.
If this region were not closed, the optimum effect of the passage of the exhaust gases through the nozzles 26 would not be obtained because the pate-shaped segments formed between the adjacent hollow vanes 22 when they are open would have large areas of nozzles from which the exhaust gases would flow, and low frequency noise would be created. It is necessary, in order to avoid drag, for the cups 42 to be regularly flared outwards or upstream, so that they are gradually and regularly connected to the tail duct 20 by their front ends.
Although the inwardly oriented cups 42 can be made integral with the tail duct 20 by using the sheet metal which constitutes this duct to form them, they can also be made in the form of separate elements attached to that duct. -this.
It can be seen in FIG. 3 that during normal flight operation, that is to say operation not ensuring silence, the engine exhaust gases pass through the numerous openings 38 which are
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made between the inner body 28 and the tail cone
20 and which are delimited by the adjacent cuvettes 42 oriented inwards. This arrangement constitutes, due to the presence of the cups 42 oriented inwardly, a symmetrical but interrupted or discontinuous exhaust gas outlet. This is the reverse of the usual design of an exhaust gas outlet which has a continuous exhaust region formed between two concentric members of circular cross section.
The lower half of Figures 2 and 3 shows the hollow noise suppression vanes 22 in their open or use position. When in this position, the exhaust gases pass between the tail duct 20 and the inner body 28 which is at this moment ahead or upstream of the position it occupied when the vanes. were in their rapping position. these gases then enter the holes 24 of the leading edges of the vanes 22 and it is possible to rotate substantially radially outwards by causing the vanes 44 to vote and, after passing through the hollow vanes 22, the exhaust gases are discharged. rearward to the atmosphere by the numerous rearward facing nozzles 26 which are provided on the trailing edges of the vanes 22.
As clearly shown in the lower part of Fig. 3, since the inwardly facing cups 42 seal off the regions between the vanes 22, all of the exhaust gas necessarily passes through them. - bes and then through the small section holes or nozzles 26. As the gases are discharged through many small nozzles instead of a single nozzle, the noise created by the discharged exhaust gases becomes majeu-.
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re part included in a range of inaudible high frequencies instead of being included in a predominantly low frequency range.
It is important that the quiet operation has no effect on the thrust of the engine 10 in normal flight. This is why the number and dimensions of the vanes 22 and of the nozzles 26 are chosen so that the gas flow characteristics through the outlet duct 38 are the same as through the nozzles or holes 26.
To form passages for pressurized actuating fluids, a fixed element 48, which may be cylindrical, and a fixed element 50, which is also cylindrical and which is concentrically disposed therein, are provided. . A seal 51 seals the fluid contained in the element 50. The latter comprises at its rear end a cylindrical wall, or piston, hydraulic 52. If it is desired to make the many hollow vanes take on 22 their position of noise suppression or radial expansion, as illustrated in the lower part of Figures 2 and 3, a pressurized fluid, for example compressed air, is supplied from the compressor section. 14 of the motor 10, by the passage formed between the fixed elements 48 and 50, to direct it into a hydraulic compartment 54.
The compressed air exerts its action against the face 56 of a movable hydraulic cylinder 58, which brings the latter to the left limit of its stroke in the position shown in the lower half of FIG. 2.
Since the hydraulic or pneumatic assembly constituted by the cylinder 58 and its piston is firmly fixed to the inner body 28, the movement of this cylinder to the left causes the movement of the inner body 28 to the left, or to the front, as such manner that
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the latter is brought to a limit position to the left, or to the front, illustrated in figure 2, together with all the vanes 22 which pivot about fixed articulation axes 60 and movable articulation axes 62 and 64. The movable hinge pins 64 connect each vane 22 to the inner body 28 so that the movement of the latter upstream or upstream causes the vane 22 to pivot radially outwards to take the position shown on the lower half of Figures 2 and 3.
It will be noted that when the vanes 22- are in this expansion position and the inner body 28 is in its upstream or forward position, the gas passage formed between this body and the tail duct 20 has a radial dimension Ro greater than the radial dimension Rr of the gas passage when the many noise suppression vanes are biased inward to be grouped and to form the tail cone with the inner body 28.
To uniformly recall the vanes 22, the air coming from the compressor is no longer sent into the hydraulic compartment 54, but the fixed element 50 is returned to a hydraulic compartment 66, which moves a cylinder backwards. - hydraulic dre 68 to bring the hydraulic cylinder 58 and the inner body 28 to the right so as to make them assume the position illustrated in the upper half of Figures 2 and 3.
The movement of this inner body, which is caused by the movement of the hydraulic cylinder 58 and the pivoting produced at the articulation pins 60, 62 and 64, causes the hollow vanes 22 to pivot radially inward and backward. noise to group them into a conical arrangement as shown in the upper half of Figures 2 and 3.
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When the vanes are in a return or non-noise canceling position, in the embodiment illustrated in Figures 5 to 7, the exhaust gases pass between a tail duct 20 'and an inner body 28' which is fixed and which stops near the tail duct 20 '; The numerous noise suppression hollow vanes 22 'are grouped in a conical arrangement downstream of the inner body 28', so as to constitute the tail cone of the engine and to act simultaneously with the 'tail duct 20'. , to form a continuous exhaust gas outlet duct 38 'between the vanes 22' and the outlet orifice 79 of the tail duct 20 '.
The particular shape of the hollow noise suppression vanes 22 'determines a relatively small and possibly supersonic gas exhaust duct or nozzle 38' which is intended for use in in-flight or non-noise canceling operation. . The hollow vanes 22 'have the numerous holes or nozzles 26' in their uite edge and the single large opening 24 'in their leading or leading edge.
Illustrated in the upper half of Figure 5 are several articulated flaps 80 which can pivot relative to the inner body 28 'on articulation pins 102, these flaps may abut against each other, or be located mutually in a sealing position, and extending against the leading edges of the hollow vanes 22 ', so as to seal the holes 24' of the leading edges of these vanes, so that no gas can pass from exhaust through these when they are in their return position or non-noise suppression. If the exhaust gases were allowed to pass through these vanes from the high pressure region in which the holes 24 are located
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'the efficiency of the jet engine would be compromised.
In the upper half of FIG. 5, the louvers 22 'are shown in a grouping position downstream of the inner body 28', where they constitute an extension of the latter, in a conical shape of divergent edge. and then convergent. The longitudinal transverse section of the blades 22 'has roughly the shape of a triangle of which the trailing edge 81 constitutes the base and of which the front edge of the blade constitutes the two sides 83 and 85 on either side of the blade. top 87.
To move the hollow vanes 22 'simultaneously from their return position, or position where they constitute the tail cone, shown in the upper half of Figures 5 and 6, to their active position or noise canceling position shown on the lower half of these figures, these blades must pivot radially outward at the same time as they are brought back or downstream.
The lower half of Figures 5 and 6 represents the hollow vanes
22 'in their active position in which the exhaust gases pass between the tail cone 20' and the inner body 28 'through the openings or holes 24' of the leading edges of the vanes and then through the latter to be discharged towards the blade. rear by the many small holes or nozzles 26 'which direct the jet of gas downstream to provide thrust propulsion. In this embodiment, the vanes 22 'are given a shape such that they almost abut against each other in their expansion position, which simplifies the problem of leaving a space between them.
In this embodiment, a sealing flap 82 which is an integral part of the blade 22 'provides the seal between
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the adjacent vanes when they are in their expansion position, which prevents the exhaust gases from being discharged through the areas between the adjacent vanes. Due to the small dimensions of the sealing flap 82, the problem of the drag posed by its use is negligible, which is why it extends practically in the radial direction.
Is illustrated in Figure 5 the control mechanism 93, which simultaneously moves all the blades 22 'and which is constituted by a hollow rod or cylinder 84 which are articulated rods (or arms) 86 themselves articulated in 92 at the edges. respective leakage hollow vanes 22 '. The fixed element 84 carries an annular flange 88 which extends substantially radially from it to bear against the interior surface of an axially movable hydraulic or pneumatic cylinder 90, forming therewith compartments 98 and 104 which can be subjected to hydraulic or pneumatic pressure.
Each vane 22 'is hinged at 96 to a cylindrical sealing assembly 94 which protrudes from or is an integral part of the movable cylinder 90, when a high pressure fluid, such as air, is sent to it. from the compressor section 14 in a chamber 98, the cylinder 90 is moved to the right or back and, because it is integrally connected to the seal assembly or cylinder 94, it moves with it. The displacement of the cylinder 90 backwards or to the right has the effect of bringing the vanes 22 'from their return position illustrated on the upper half of FIGS. 5 and 6 to their active position of the fan. illustrated on the lower half of these figures.
This change of position is determined by a pivoting
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simultaneous of the blades 22 'around their articulation axis 96 arranged on the sealing cylinder 94 and around their articulation axis 92 arranged on the connecting rods 86 which pivot on their side around the fixed assembly 84 on respective hinge pins 100. When the movable cylinder 90 reaches its right or rear limit position, the vanes 22 'are in their expansion position; the numerous flaps 80 have pivoted about respective hinge pins 102 which articulate them to the inner body 28 'and they have come to rest against the sealing cylinder 94 or else against any stop.
When the vanes 22 'are thus flattened, the exhaust gases pass through them and pass through the small holes or nozzles 26' which eliminates the noise, as described previously.
To simultaneously bring the vanes 22 'to their inactive position or tail cone position, illustrated in the upper half of Figures 5' and 6, a pressurized fluid is introduced into the chamber 104 of the cylinder 90 to bring it into its position. limit on the left or upstream and it drives with it the sealing cylinder 94. A simultaneous movement of the blades 22 'inward and forward is obtained, due to the movement of the articulation pins 96 towards the front. forward and radial displacement of the hinge pins 92 outwardly, as the connecting rods or rods 86 pivot about their hinge pins 100 disposed on the fixed element 84.
Due to this angular movement, all of the flaps 80 are moved radially outward along the respective edges 85 of the hollow vanes 22 'until they abut to cover the many holes 24' of the respective leading edges. of these blades and that they bear against each other to ensure the sealing.
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cheesy.
By way of comparison, to demonstrate that the continuous gas exhaust duct 38 'radially has a smaller section, it will be noted that the radial dimension of this continuous duct which constitutes a useful section when the vanes are in their position. inactive return position is equal to Rr ", while the radial dimension of the duct through which the exhaust gases pass to reach the hollow vanes 22 'when they are in their active position is equal to Ro' ( Figure 2) This difference in radial dimension is desirable because the noise suppression mechanism is intended to operate without interfering with engine thrust.
To achieve this result, the thrust created by the exhaust gases passing through the outlet duct 38 'during noisy operation must equal the thrust created when the exhaust gases are passed through the many small nozzles. 26 'during silent operation.
The larger radial dimension Ro '; of the outlet duct sending the exhaust gases into the hollow vanes 22' is necessary, since the exhaust opening formed by the holes 24 'is not circumferentially continuous as the 38 'outlet duct.
Further, when the noise canceling mechanism is in its return position, the section of the exhaust duct or nozzle 38 'corresponds to the requirements of the engine in such a way that the velocity of the exhaust gases. increases to a supersonic value at the throttle of the nozzle (smallest section).
If the exhaust gases were passed through the noise-canceling vanes 22 at supersonic speed, a pressure would result which could cause
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damage and loss of engine thrust. To prevent losses of thrust, the cross section of the passage of the gases Rr 'to Ro' is increased, and the speed is thus reduced. gases to reduce thrust losses by letting the gases rotate more evenly inside the vanes 22 '. It is in view of the thrust that the speed of the exhaust gases is increased as they pass through the small holes or nozzles 26 'which send them downstream during silent operation.
Figure 7 illustrates more clearly how the exhaust gases pass through the holes 24 'of the leading edge of the vanes 22' and then through these vanes to be discharged rearwardly through the numerous holes or nozzles 26 '.
Another embodiment of the present invention is shown in FIGS. 8, 9 and 11, in which noise suppression devices comprising internal and external hollow vanes are used. FIG. 9 illustrates a jet engine 10 having a converging tail duct 20 ", an inner body 28" and an engine spindle. 110. Hollow vanes 22 "can be ordered and can function in the same way as the vanes previously described in connection with Figure 2. The vanes 22" can pivot radially outward in the outlet duct 38 ". exhaust gases so as to extend radially beyond tail pipe 20 "and engine spindle 110.
The vanes 22 "have many small holes, openings or nozzles 26" in their trailing edge and a single opening or hole 24 "in their leading edge.
It will be recalled that it was necessary in the embodiment shown in FIG. 2 to provide inwardly facing bowls 42 to seal off the regions of the exhaust gas outlet con.
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taken between the hollow vanes 22 when the latter were in their opening position or active position.
This precaution was necessary to cause the exhaust gases to pass through the numerous holes or nozzles 26. In the arrangement illustrated in Figures 8, 9 and 11 (see Figure 8), several external hollow vanes 112 are used which are hinged. at 114 so as to pivot about the outlet 79 'of the tail duct 20 "and which are controlled by any suitable assemblies, such as hydraulic or pneumatic cylinder and piston pivot assemblies 116, which are arranged outside the tail duct 20 "and the engine spindle 110 and which respectively comprise control rods 118 articulated at 120 to the respective hollow vanes 112.
When compressed air or other pressurized fluid is sent to either side of piston 117, which is housed in cylinder 116, the force created rotates rod 118 and the associated hollow vane 112 either forward or backward. As shown in the top half of Figure 8 and in Figure 11, the vanes 112 are in their fanout or noise canceling position.
In the lower half of Figure 8, these vanes are in their return or forward position, which is the inactive position, in which they extend longitudinally against the tail duct 20 "or against the engine spindle 110. The vanes 112 are distributed alternately between the vanes 22 "and they comprise segments 122 in the form of a pie which abut against the adjacent faces 124 and 126 of the vanes 22" and which have an opening 128 formed in a front edge, whereby when 'they are spread as illustrated in Figures 8 (upper half) and 11, the exhaust gases pass through
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the exhaust opening formed by the tail duct 20 "" and the inner body 28 ";
they then pass through the opening 128 of the leading edge of the vanes 112 and through the latter to be discharged rearwardly through the many small holes or nozzles 130 of the trailing edge of the vanes 112. By examining FIG. 8, one can see sees that the engine nozzle 110 protrudes beyond the outlet opening 79 'of the tail duct 20 "so as to form therewith a converging-diverging exhaust nozzle when the vanes are in. their returned or inactive position. It can be seen that the surface 119 of the spindle 110 deviates radially outwards from the outlet duct 38 ".
Thanks to the use of the embodiment illustrated in FIGS. 8, 9 and 11, not only is the section of the outlet duct 38 "closed and does not allow the normal flow of the gases to pass, so that all of the gases exhaust is passed through the many small holes or nozzles 26 "or 130, but still the entire exhaust gas outlet 38" is actually used during silent operation. when the vanes 112 and 22 "are in their return or non-noise canceling position, a continuous and probably supersonic gas exhaust duct 38" of the converging or converging-diverging nozzle type is obtained for the cross flight. normal or normal flight.
Reference will now be made to FIG. 8 where 0 can see that, although the spindle 110 encloses the tail duct 20 ", retractable outer vanes 112 are housed in the return position in this spindle. When a directed force forward is applied to the vanes 112 by the connecting rods 118 as a result of the setting under
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appropriate fluid pressure of the assemblies 116 controlling the vanes, so as to recall these, it will be noted that the pad-shaped segments '122 of the vanes 112 stay tightly in the pad-shaped apertures 132 of the spindle 110 which block the exhaust gases and ensures a smooth exhaust outlet for the engine gases 10.
Pivoting flaps 134 serve to enclose the vanes 122 when the latter are in their return position. These shutters are illustrated in FIG. 10 in cross section and they are constituted by two pivoting assemblies 136 and 138 which respectively comprise bases 140 and 142 forming an integral part of curved elements 144 and 146 and respectively pivoting around them. hinge pins! 48 and 150.
During operation, when the hollow vanes 112 are rotated so as to come into their inactive or recalled position, their leading edges come closer and compress the bases 140 and 142, which causes them to pivot around. articulation axes 148 and 150, whereby the flaps 134 close around the recalled vanes
112, as shown in figure 10.
The bases 140 and 142 are only provided at the front end of the doors 134. When the vanes 112 have to pivot to come into their active position, a forward movement caused by the link rods 118 is transformed into a movement. of rotation of these vanes, to stop pressure against assemblies 140 and 142 and apply similar pressure to assemblies 144 and 146 to open them and allow the vanes to come into their active position. Here again, it will be noted that the engine exhaust gases have to pass through many small
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openings, which creates a predominantly high frequency noise.
Further, as previously described, the characteristics of total flow through exhaust duct 38 "are the same as those of flow through openings 130 and 26". Due to the displacement of the inner body 28 ", the converging-diverging type gas exhaust duct 38" has a relatively small cross section during normal flight when the exhaust gases can have supersonic velocity, while a conduit giving a lower speed is obtained during silent operation to reduce the thrust losses by rotating the exhaust gases inside the vanes 22 "and 112.
It will be remembered that although the structure and operation of the vanes 22 "illustrated in FIG. 9 are not necessarily limited in this way, they may be identical to the structure and operation of the vanes shown. on figure 2.
It should be noted that in all embodiments, pivoting vanes placed at the inlet of the hollow vanes can be used to facilitate the rotation of the exhaust gases.
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