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Cette invention a trait à une méthode et un dispositif réduisant le bruit provoqué par de l'air animé d'une grande vitesse relative par rapport à des surfaces rigides et a trait plus spécialement à une méthode et un dispositif destinés à réduire le bruit de l'air dans un véhicule tel qu'une automobile se déplaçant à grande vitesse.
Quand un véhicule se déplace à grande vitesse, il se crée un mouve- ment relatif de l'air par rapport à ce véhicule que, pour plus de simplicité, on appellera ci-après le mouvement de l'air le long du véhicule.
D'une manière expérimentale, le demandeur a trouvé que quand le vé- hicule se meut à grande vitesse, l'air se meut vers l'arrière d'abord le long du pare-brise puis de là le long des portions longitudinales de la carrosserie et que, quand cet air rencontre les diverses surfaces saillantes situées vers l'avant de ces portions longitudinales de la carrosserie ( telles que les gouttières recueillant la pluie ou les parties moulées du pare-brise) ou du simple fait de l'instabilité naturelle bien connue en aérodynamique, il se crée une mince nappe d'air à haute turbulence au voisinage immédiat de la carrosserie.
Quand cette mince nappe heurte une surface oblique par rapport au mouvement de cette nappe, telle qu'un volet de ventilation ouvert, il se crée du bruit qui est transmis à l'intérieur du véhicule. Le demandeur a aussi trouvé que l'énergie acousique ou le bruit créé décroît en même temps que l'énergie de la turbulence et en même temps que la vitesse moyenne du courant d'air, dans lé cas envisagé d'une couche d'air de grande turbulence.
On sait que l'air à l'intérieur de cette mince couche se meut en for- mant un ensemble de petits tourbillons distribués au hasard.
La plus grande partie du bruit provoqué par l'écoulement de l'air est dû au choc de cette mince couche contre les volets de ventilation disposés vers l'avant de la porte avant du véhicule quand ces volets sont suffisamment ouverts.
Cette mince couche d'air très turbulent peut être considérée comme une couche limite de décollent parce que à la surface externe de cette couche l'air se meut à grande vitesse par rapport à l'air et à la carrosserie qui se trouvent à la surface interne de cette couche.
L'invention a pour objet un dispositif nouveau et perfectionné, sim-, ple et bon marché pour réduire le bruit provoqué par le mouvement rapide de l'air par rapport auxsurfaces substantiellement rigides contre lesquelles il se heurte.
L'invention a encore pour objet un accessoire nouveau destiné à tre fixé sur une automobile pour réduire le bruit que fait normalement l'air quand elle se déplace rapidement, cet accessoire interceptant la mince couche d',air de grande turbulence au voisinage de l'avant de l'automobile et la faisant s' écarter de la carrosserie.
L'invention a encore pour objet une nouvelle méthode perfectionnée pour réduire le bruit de l'air quand un véhicule se meut à grande vitesse et consistant à intercepter les filets d'air au voisinage immédiat des parties longi- tudinales de la carrosserie vers l'avant du véhicule et à dévier ces filets d' air vers l'extérieur pour réduire la quantité d'air de grande vitesse et de grande turbulence qui vient frapper les irrégularités de la carrosserie telles que les volets de ventilation.
De toutes manières, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit .illustrée par les dessins ci-joints :
La figure 1 est une vue en élévation d'une partie de l'avant d'une automobile munie du dispositif selon l'invention.
La figure 2 est une coupe détaillée selon 2-2 de la figure 1.
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La figure 3 est une coupe analogue à la figure 2 de la carrosserie et du volet de ventilation et montrant l'écoulement normal de l'air le long des irrégularités de la carrosserie quand le véhicule se déplace rapidement et qu'il n'est pas muni du dispositif selon l'invention.
La figure 4 est analogue à la figure 3 mais montre la circulation de l'air le long des irrégularités de la carrosserie du véhicule muni du dispositif selon l'invention.
La figure 5 est un graphique montrant la variation de la vitesse de l'air le long de la carrosserie en fonction de la distance à cette carrosserie quand le véhicule est muni du dispositif selon l'invention.
La figure 6 est une vue en perspective montrant des détails d'une portion du dispositif selon 3,'invention.
Une application de la présente invention a trait à des véhicules se déplaçant rapidement dans l'air.
On sait que quand.un tel véhicule se meut il se crée un mouvement re- latif très rapide de l'air- par rapport aux surfaces substantiellement rigides du véhicule.
Une automobile du type connu 10 est munie d'un pare-brise 11 fixé au cadre 12 du véhicule au moyen d'une pièce 13 moulée. Les parties du cadre voisines du paré-brise 11 peuvent constituer le montant de la porte. La carrosse- rie du véhicule peut comprendre la porte avant qui comporte, d'une manière connue, un volet de ventilation 15 pouvant pivoter vers l'extérieur. On notera que la partie arrière 15a du volet 15 peut saillir de la surface extérieure de la porte
14 dans la limite du pivotement normal du volet et constituer de ce fait une des irrégularités des parties généralement longitudinales de la carrosserie du véhi- cule.
Une réalisation de la présente invention, illustrée par les dessins ci-joints est décrite ci-après.
L'invention telle que montrée, comprend un plateau 16 de forme al- longée, non perforé, substantiellement rigide destiné à être monté à l'extrémité avant des parties longitudinales de la carrosserie, généralement dans un plan vertical oblique par rapport à la direction du mouvement du véhicule. Des moyens 'sont prévus pour fixer le. plateau 16 au bord avant de la porte avant et dans 1' exemple illustré, ces moyens sont une partie 17 du plateau 16 formant pince et qui présente des renforcements 19 empêchant la-flexion de cette partie par rap- port au plateau 16.
L'extrémité de la partie 17 est repliée sur elle-même de manière à former une paire de mâchoires venant se fixer de chaque côté du rebord avant 14a de la porte 14. Sous la patte 17 se trouve une cale en caoutchouc 18 qui protège la peinture du rebord 14a et augmente l'adhérence entre ce rebord et la patte de fixation 17. Cette dernière pièce est repliée de telle sorte qu'elle s'ouvre lé- gèrement, d'une manière élastique, quand on la met en place en forçant, au dessus de la cale 18 et du rebord 14a. C'est cela qui assure la fixation entre le pla- teau 16 et le rebord 14a. La patte 17 est construite de manière que le plateau
16 occupe une position saillante par rapport à la carrosserie.
Le plateau 16 est d'une longueur suffisante pour créer une zone d' air de vitesse relative faible, qui enveloppe à peu près toutes les irrégularités telles que le volet 15. Le plateau 16 non perforé saille suffisamment par rapport à la carrosserie pair que la surface extérieure de cette zone d'air de faible vi- tesse enferme la partie arrière 15a du volet 15 qaùnd il est ouvert de- manière habituelle.
Comme il apparaît sur la figure 3, l'air s'écoule normalement le long du pare-brise 11 et de là vers l'arrière, selon la flèche a le long des parties
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longitudinales de la carrosserie en formant une mince couche limite de décollement de grande turbulence à cause de l'instabilité naturelle bien connue à l'inté- rieur de la couche limite quand le nombre de Reynolds est élevé et aussi de la perturbation provoquée par la pièce moulée 13. Après cela la couche 20 heurte une surface oblique par rapport à l'écoulement de l'air telle que le volet de ven- tilation 15.
Cette mince couche en heurtant le volet 15, donne naissance à du bruit qui se transmet à l'intérieur du véhicule; figure 4, où le dispositif anti- bruit comprenant le plateau non perforé 16 est fixé au bord avant de la porte avant 14 du véhicule, le mouvement vers l'arrière dans la direction de la flèche a de la couche mince de grande turbulence est gêné au voisinage immédiat des par- ties longitudinales de la carrosserie et est dévié vers l'extérieur.
La couche mince de grande turbulence numérotée 21 sur la figure 4 se trouve au voisinage immédiat du bord externe du plateau non perforé 16 et s'étend vers l'arrière dans la direction de.la flèche a, étant ainsi écarté légèrement des parties longitudinales de la carrosserie. De plus, du fait de la présence du plateau 16 il se forme entre ces parties longitudinales de la carrosserie et la mince couche 21, derrière le plateau 16, une couche 22 d'air turbulent ayant une énergie bien moindre que celle de la couche 21 et dont l'épaisseur est voisine de la largeur du plateau 16.
L'air dans cette couche 22 forme des tourbillons 22a relativement plus larges que les petits..; tourbillons 21a de la couche 21 et, fait important, l'énergie de ces tourbillons 22a est bien moindre que celle des petits tourbil- lons. Or, comme le bruit provoqué par le heurt d'une couche d'air turbulent con- tre une surface ou une irrégularité dans une surface augmente avec l'énergie de la turbulence incidente et avec la vitesse de l'écoulement moyen auquel se superpose la turbulence, le heurt de l'air de la couche 22 contre les irrégula- rités telles que le volet 15 des parties longitudinales de la carrosserie, ne donnera naissance qu'à un faible bruit.
De plus, comme la couche mince 21 d'air turbulent est déviée, vers l'extérieur par le plateau 16 et ne rencontre plus les irrégularités telles que le volet 15, cette couche n'engendre plus de bruit.
Le graphique de la figure 5 aide à comprendre la nature de l'écou- lement moyen de l'air directement en arrière du plateau non perforé et au voi- sinage de la carrosserie. La vitesse à l'intérieur de cette couche turbulente peut être considérée comme la somme de deux vecteurs vitesse : la vitesse moyen- ne et un vecteur d'une amplitude donnée et dont la direction est répartie au hasard. On peut considérer que cette vitesse représente une fluctuation autour de cette vitesse moyenne.
On voit sur cette figure 5 que la vitesse d'écoulement de l'air à une distance assez grande de la carrosserie est représentée par la ligne à peu près horizontale b. La vitesse en arrière du plateau 16, au voisinage de la car- rosserie est représentée par la ligne c de pente relativement faible. Des études de l'écoulement d'air montrent même que, par endroits, la ligne c peut avoir de légères inclinaisons de sens contraire, c'est-à-dire que l'écoulement d'air peut changer de sens tout en restant très faible en valeur absolue. Au voisinage du bord externe du plateau 16 la vitesse de l'air change très rapidement dans la couche 21 et a un gradient très élevé comme indiqué par la forte pente de la lig- ne d.
On voit donc qu'au fur et à mesure qu'on s'écarte de la carrosserie, la vitesse augmente graduellement derrière le plateau non perforé 16 et qu'au niveau du bord externe de ce plateau la vitesse s'acoroît brusquement jusqu'à la valeur de la vitesse de l'air très écarté de la carrosserie.
En se référant à la figure 4 on verra que selon les différentes mar- ques et les différents modèles de voitures, les volets de ventilation sont plus ou moins grands de sorte que le bord arrière 15a de certaines de ces marques ou
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modèles peut aller au delà de la couche 21 d'air turbulent. De sorte que selon les dimensions relatives du volet et du plateau 16 la couche 21 pourra, dans certains cas, heurter la partie externe 15a du volet 15. Dans.le cas où le pla- teau 16 permet à la couche mince turbulente 21 de frapper le bord arrière 15a du volet 15 la diminution de bruit provoquée par le plateau 16 sera moindre que dans le cas de la figure 4 où le plateau 16 empêche absolument la couche 21 de frapper le volet 15.
Cependant, même si la couche 21 frappe le bord arrière du volet, cet air quittera rapidement le volet sans engendrer un bruit notable qui serait transmis à l'intérieur du véhicule.
Normalement, le volet de la figure 4 ne fera jamais avec la carros- serie un angle supérieur à 60 - 75 degrés. De sorte que, normalement, le bord externe du volet ne viendra pas rencontrer @ @ @che 21 d'air turbulent.
On a ainsi réalisé un nouveau @ 709 sitif perfectionné bon marché, destiné à être fixé'sur un véhicule et réd t substantiellement la quantité de bruit engendré par l'air qui se meut rapi@ ment vers l'arrière du véhicule, ceci étant fait en interceptant la mince couche d'air très turbulent qui s'écoule normalement le long de la carrosserie et en la faisant dévier vers l'extérieur à une distance suffisamment grande de cette carrosserie et des irrégularités qu' elle présente en créant ainsi une couche plus épaisse d'air au voisinage de la carrosserie ayant une énergie de turbulence moindre.
On a également trouvé une nouvelle méthode pour réduire le bruit'de l'air transmis à l'intérieur d'un vé- hicule animé d'une grande vitesse, méthode consistant à régler l'écoulement le long du véhicule de l'air qui a une grande capacité d'engendrer du bruit de maniè- re à réduire considérablement le bruit effectivement engendré.
REVENDICATIONS. l. Dispositif réducteur de bruit destiné à être utilisé avec un véhicule animé d'une grande vitesse ayant des parties de carrosserie s'étendant longitudinalement comprenant des fenêtres et également des irrégqlarités telles que des volets de ventilation pivotants vers l'extérieur provoquant la formation d'une mince couche d'air de grande turbulence, comprenant un plateau de forme allongée, non perforé, ayant des moyens de fixation, adapté à être fixé au véhi- cule à l'avant desdites fenêtres et irrégularités de la carrosserie.
Ledit pla- teau. saillant par rapport à la carrosserie étant dans une position oblique de manière. à écarter la mince couche susdite de la carrosserie et de ses irrégula- rités et ainsj impêcher la formation de bruit par cette couche et créer une autre couche d'air turbulent derrière le plateau et au voisinage de la carrosserie ayant une énergie et une vitesse moyenne moindres que celles de la première cou- che.
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