EP1380027B1 - Panneau d'attenuation acoustique comportant une couche resistive a composante structurale renforcee - Google Patents

Panneau d'attenuation acoustique comportant une couche resistive a composante structurale renforcee Download PDF

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EP1380027B1
EP1380027B1 EP02738201A EP02738201A EP1380027B1 EP 1380027 B1 EP1380027 B1 EP 1380027B1 EP 02738201 A EP02738201 A EP 02738201A EP 02738201 A EP02738201 A EP 02738201A EP 1380027 B1 EP1380027 B1 EP 1380027B1
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EP
European Patent Office
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holes
layer
attenuation panel
acoustic attenuation
panel according
Prior art date
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EP02738201A
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German (de)
English (en)
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EP1380027A1 (fr
Inventor
Alain Porte
Jacques Lalane
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Airbus Operations SAS
Original Assignee
Airbus Operations SAS
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/162—Selection of materials
    • G10K11/168—Plural layers of different materials, e.g. sandwiches

Definitions

  • the present invention relates to acoustic attenuation panels, in particular panels intended to be mounted in the nacelle walls of aircraft turbojets, in reactor housings, in ducts to be soundproofed and, in general , panels combining good properties both acoustic and structural strength.
  • this type of panel incorporates a cellular core, such as a honeycomb structure flanked, incident sound wave side, an acoustic damping layer and, on the opposite side, a rear reflector.
  • a cellular core such as a honeycomb structure flanked, incident sound wave side, an acoustic damping layer and, on the opposite side, a rear reflector.
  • the acoustic damping layer is a porous structure dissipative role, that is to say, partially transforming the acoustic energy of the sound wave passing through heat.
  • This porous structure may be, for example, a metal fabric or a fabric of carbon fibers whose weaving makes it possible to fulfill its dissipative function.
  • acoustic panels in front of, for example in the case of panels equipping nacelles of turbojet engines also have sufficient structural properties to notably receive and transfer the aerodynamic forces, inertial and those related to the maintenance of the nacelle, to the structural links nacelle / motor, it is necessary to give the acoustic damping layer structural properties.
  • the invention aims more precisely panels of the latter type, that is to say having a resistive layer structural component facing the incident sound wave, but also applies to panels whose resistive layer has a component structural interposed between the dissipative component and the honeycomb structure.
  • the structure of the panel according to EP 0 911 803 has the disadvantage of a resistive layer formed of two superposed metal layers, namely a fabric and a sheet.
  • the metal used to make the metal fabric is preferably stainless steel, while the structural layer is aluminum foil.
  • the use of two metals of different structure induces corrosion by the appearance of a galvanic couple.
  • the density, although low, of the metals used substantially increases the mass of the acoustic panel.
  • sandwich type acoustic attenuation panels having an acoustically resistive layer formed of a non-metallic pierced sheet used alone or in combination with a porous layer.
  • these sheets are generally made of plastics with high temperature resistance or fiber-reinforced plastics, especially graphite.
  • these sheets metallic or non-metallic combining structural and acoustic characteristics, all have circular perforations, aligned or substantially staggered.
  • the present invention aims precisely to overcome these disadvantages.
  • the subject of the invention is an acoustic attenuation panel according to claim 1.
  • the smallest dimension of the holes is greater than or equal to 0.5 mm and the largest dimension is greater than or equal to 1.5 times the smallest.
  • the largest dimension of the holes is parallel to the direction of the main efforts to be supported.
  • the largest dimension of holes is parallel to the longitudinal axis of the motor and the holes are distributed in alignments both parallel to said axis of the motor and orthogonal to the latter.
  • the perforated structural layer consists of mineral or organic fibers, natural or synthetic, impregnated with a polymerized thermosetting or thermoplastic resin.
  • the fibers may be unidirectional and parallel in particular to said direction of main efforts.
  • the fibers may also be in the form of a fabric or a stack of fabrics whose weft or warp threads are parallel to said direction of main efforts.
  • the shape of the holes is selected from the group consisting of rectangular, oblong, hexagonal shapes.
  • the panels produced in accordance with the invention have the essential advantage that the thus perforated structural layer offers, compared with a perforated structural layer of the prior art and with an even open surface area, a better distributed material between the holes. that is to say, grouped according to one and / or the other of the two preferred axes defined respectively by the largest dimension and the smallest dimension of the holes.
  • said inter-hole material is grouped into wider strips or corridors between the hole alignments, thus allowing a more efficient transfer of forces, via said strips, to the structures surrounding the panels.
  • Such an improvement in the transfer of forces can be obtained by maintaining an open area ratio of the structural layer adapted to the desired acoustic attenuation conditions, while minimizing the thickness of said structural layer.
  • the particular shape and arrangement of the perforated holes make it possible to best preserve the continuity of the fibers, in particular to the right of said strips or inter-perforations corridors, thus ensuring a better transfer of efforts.
  • FIG. 1 diagrammatically shows a sandwich structure of the acoustic attenuation panel according to the invention, comprising a cellular central structure 1 flanked, on one side, by an acoustically resistive layer 2 called before, formed of two components , and on the other side, a layer 3, said rear, forming a total reflector.
  • the cellular central structure 1 is formed, in the embodiment shown, of a single layer of honeycomb type. Of course, several layers of honeycomb separated by septa may be provided, in the known manner, to form several superimposed resonators.
  • the resistive layer 2 is said before in that it is in contact with the aerodynamic flow or the gaseous medium in which the sound waves to be damped move.
  • the layer 2 comprises a so-called structural component 2a, responsible for transferring the mechanical, aerodynamic and inertial forces to the crankcase, in the case of the use of such a panel for upholstering for example the outer wall delimiting the fan duct. a turbojet.
  • This structural layer 2a directly in contact with said aerodynamic flow also has an acoustic role because it must pass the sound waves towards the resonator (s) and, for this purpose, is pierced with openings or holes 4, of shape and distributions in accordance with the invention.
  • the second component 2b of the resistive layer is interposed between the structural layer 2a and the cellular layer 1 and formed in the known manner of a layer of breathable material, for example a fabric or a superposition of metal fabrics formed of stainless steel wire, or one or more carbon fiber fabrics.
  • a layer of breathable material for example a fabric or a superposition of metal fabrics formed of stainless steel wire, or one or more carbon fiber fabrics.
  • the rear layer 3 is for example and also in the known manner, a non-perforated aluminum foil.
  • the structural layer 2a is formed of a rigid or semi-rigid sheet material, which may be a metal, such as aluminum or stainless steel, a composite material, such as a plastic material with a high temperature resistance or a plastic material reinforced with fibers, in particular graphite, or a composite material consisting of mineral or organic fibers, natural or synthetic, impregnated with a polymerized thermosetting or thermoplastic resin.
  • a rigid or semi-rigid sheet material which may be a metal, such as aluminum or stainless steel, a composite material, such as a plastic material with a high temperature resistance or a plastic material reinforced with fibers, in particular graphite, or a composite material consisting of mineral or organic fibers, natural or synthetic, impregnated with a polymerized thermosetting or thermoplastic resin.
  • the layer 2a is unique or well formed by the superposition of several layers of strips such as those shown in FIG.
  • the layer 2a is identically pierced with identical, rectangular holes 4 aligned in both the lengthwise direction and the widthwise direction.
  • the two superimposed components 2a, 2b are schematically represented in plan view.
  • the holes 4 have a length to width ratio of 2 and their longitudinal axis is parallel to the direction 5 of passage of the main forces to be supported by the panel.
  • This direction 5 corresponds, for a turbojet for example, to the axis of the engine, which exerts its thrust, as well as during the reverse thrust, along its axis.
  • FIG. 3 shows in comparison a conventional two-component resistive layer 2'a, 2'b corresponding to components 2a, 2b of the invention.
  • the component 2'a is made of the same material as the component 2a, has the same surface as the latter and same total open area, the openings being constituted by a regular distribution of circular holes 4 'equidistant from each other and aligned to both following the direction 5 ' counterpart of the direction 5 of Figure 2 and in a direction 6 'perpendicular to the direction 5' and homologous to the direction 6 of Figure 2.
  • the gap 7 between two rows of holes 4 is greater than the interval 7 'between two homologous alignments of holes. 4 'and in the component 2a, the sum of the intervals 7 (including the outer intervals) is greater than the sum of the intervals 7' of the component 2'a.
  • the total width of material that is to say the sum of the intervals 7, available to transfer the forces in the direction 5, is very substantially greater than the corresponding total width of material in the component 2'a.
  • the component 2a according to the invention therefore has a better mechanical strength in the direction 5.
  • the direction 5 is also that of the aerodynamic flow in a motor, the holes 4 are also aligned in the direction of this flow in the air inlet duct, which minimizes the aerodynamic drag.
  • the perforation of the layer 2a gives the acoustic attenuation panels fitted to the air intakes of turbojets a better passage of the main forces, mechanical, aerodynamic and inertial, while maintaining a surface ratio open adapted to said panels, while minimizing the thickness of said structural layer 2a.
  • the perforation according to the invention of the structural layer 2a is particularly advantageous in the case where said layer 2a is made from fibers, for example carbon, glass or "Kevlar", pre-impregnated with a suitable resin.
  • the component 2a is constituted from a unidirectional fiber ply parallel to the direction 5 of the main forces, the fibers in the corridors between the alignments in the direction 5 of the holes 4 will not be cut during the perforations and thus ensure a transfer of effort to the maximum of their capacity.
  • the weft and warp threads of the fabric or fabrics are advantageously arranged parallel to the directions 5 and 6 so as to have the least fiber cut during the perforation of the holes 4, both parallel to the direction 5 and parallel to the direction 6.
  • the perforation of the holes 4 is carried out by any appropriate means, for example by punching, all the holes 4 of a band being perforated in a single pass with the aid of a multi-punch press.
  • the perforations are made for example on rectangular strips of dimensions appropriate to those of the panel to be made, flat, regardless of the nature of the constituent material. The strips will then be put in place according to the type of panel to be made.
  • the composite material In the case of fibers pre-impregnated with resin, the composite material will be consolidated by polymerization of the resin, before being perforated.
  • the direction of the main efforts (5) of course depends on the type of panel to achieve and its destination. Those skilled in the art will know in each case to determine this direction and to adapt the alignment of the holes 4.
  • the ratio between length and width of the holes 4 is obviously variable. Preferably, it will be greater than or equal to 2.
  • the alignment of the holes 4 may be only in one direction, the direction 5 for example as illustrated in Figure 4 in which the distribution of said holes 4 in the component 2 "is substantially staggered.
  • the shape of the perforated holes in the structural layer according to the invention may vary insofar as this shape lends itself to the realization of a passage opening having two main perpendicular axes, one of which is substantially more long than the other so as to allow the structural layer a better passage of the efforts along one or other of the two aforementioned axes.
  • Figures 5 and 6 illustrate two further embodiments of elongated holes.
  • the component 2 "'has holes 4" distributed as the rectangular holes 4 of Figure 2 and oblong, including rectangular with rounded ends.
  • the component 2 IV has 4 "holes distributed as those of Figure 5 and also oblong shape, namely rectangular with tips ends, or hexagonal.
  • the elongated shape of the holes combined with an alignment of all the holes in the direction of their elongation makes it possible, with respect to circular holes and with the same opening ratio, to obtain a structural layer ensuring better transfer of forces in the direction of the greatest length of the elongated holes, regardless of the desired opening rate.

Description

  • La présente invention a trait aux panneaux d'atténuation acoustique, notamment à des panneaux destinés à être montés dans des parois de nacelles de turboréacteurs d'aéronefs, dans des carters de réacteurs, dans des conduits devant être insonorisés et, d'une manière générale, à des panneaux combinant de bonnes propriétés à la fois acoustiques et de résistance structurale.
  • Dans la pratique, ce type de panneau intègre une âme alvéolaire, telle qu'une structure en nid d'abeilles flanquée, côté onde sonore incidente, d'une couche d'amortissement acoustique et, du côté opposé, d'un réflecteur arrière.
  • La couche d'amortissement acoustique est une structure poreuse à rôle dissipatif, c'est-à-dire transformant partiellement l'énergie acoustique de l'onde sonore la traversant en chaleur.
  • Cette structure poreuse peut être, par exemple, un tissu métallique ou un tissu de fibres de carbone dont le tissage permet de remplir sa fonction dissipatrice.
  • Ces panneaux acoustiques devant, par exemple dans le cas de panneaux équipant des nacelles de turboréacteurs, également avoir des propriétés structurales suffisantes pour notamment recevoir et transférer les efforts aérodynamiques, inertiels et ceux liés à la maintenance de la nacelle, vers les liaisons structurales nacelle / moteur, il est nécessaire de conférer à la couche d'amortissement acoustique des propriétés structurales.
  • A cette fin on a déjà proposé de réaliser une couche d'amortissement acoustique à deux composantes superposées, l'une structurale et l'autre poreuse et dissipatrice, la composante structurale étant, soit disposée entre la structure alvéolaire et la composante dissipatrice, comme illustré par le brevet GB 2 130 963 , soit déposée au contact avec l'onde sonore incidente, comme illustré par le document EP 0 911 803 .
  • L'invention vise plus précisément des panneaux de ce dernier type, c'est-à-dire comportant une couche résistive à composante structurale tournée vers l'onde sonore incidente, mais s'applique également à des panneaux dont la couche résistive comporte une composante structurale interposée entre la composante dissipatrice et la structure alvéolaire.
  • La structure du panneau selon EP 0 911 803 présente l'inconvénient d'une couche résistive formée de deux couches superposées métalliques, à savoir un tissu et une feuille. Le métal utilisé pour réaliser le tissu métallique est préférentiellement de l'acier inoxydable, tandis que la couche structurale est une feuille d'aluminium. Outre le fait que le collage métal-métal demande une technique particulière qui ne donne pas entière satisfaction, l'utilisation des deux métaux de structure différente induit une corrosion par l'apparition d'un couple galvanique. De plus, la densité, bien que faible, des métaux utilisés augmente sensiblement la masse du panneau acoustique.
  • Les documents DE 29,500,207 U1 , US 6,276,964 B1 et GB 1,369,285 dévoilent également une structure d'atténuation acoustique.
  • L'utilisation des matériaux composites pour réaliser de telles couches dissipatrices ou structurales est bien connue et permet de réaliser un panneau acoustique plus léger qu'un panneau acoustique utilisant du métal tout en conservant audit panneau ses caractéristiques structurales et acoustiques.
  • Il existe une abondante littérature décrivant des panneaux d'atténuation acoustique du type sandwich comportant une couche acoustiquement résistive formée d'une feuille non-métallique percée utilisée seule ou en association avec une couche poreuse. Toutefois, ces feuilles sont généralement constituées de matières plastiques à haute tenue aux températures ou de matières plastiques renforcées de fibres, notamment de graphite.
  • Par ailleurs, ces feuilles, métalliques ou non-métalliques alliant caractéristiques structurales et acoustiques, comportent toutes des perforations circulaires, alignées ou sensiblement en quinconce.
  • Pour conserver un taux de surface ouverte permettant un bon amortissement acoustique, il est nécessaire de perforer la couche structurale du nombre adéquat d'orifices. Par conséquent, ladite couche est fragilisée, d'une part, par l'enlèvement de matière auquel il est procédé et, d'autre part, par la disposition des orifices. En effet, la matière restante entre deux orifices ne permet pas à ladite couche structurale de supporter le transfert des efforts mécaniques, aérodynamiques et inertiels vers le carter moteur. Afin de pallier ce problème, il est alors nécessaire de renforcer ladite couche en augmentant son épaisseur ou de diminuer ledit taux de surface ouverte, ce qui pénalise la qualité d'amortissement acoustique dudit panneau.
  • D'autre part, dans le cas d'une disposition des orifices de perforation en quinconce, l'utilisation de matériaux composites tels qu'une nappe de carbone n'est pas appropriée. En effet, les fibres dudit matériau sont cassées par l'enlèvement de matière et leur discontinuité ne permet pas le passage des efforts cités plus haut. Pour cette raison, il est nécessaire d'augmenter l'épaisseur de ladite couche structurale, au détriment de sa masse.
  • De plus, la forme des orifices, leur distribution symétrique dans les couches structurales du type ci-dessus leur confèrent une tenue mécanique isotropique qui ne tient nullement compte de la répartition des efforts que doit supporter le panneau acoustique. Ces efforts étant plus importants dans le sens longitudinal que dans le sens radial, on est donc conduit à réaliser un panneau ayant une épaisseur adéquate au passage des efforts longitudinaux mais sur-dimensionné pour le passage des efforts radiaux.
  • La présente invention vise précisément à pallier ces inconvénients.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un panneau d'atténuation acoustique conformement à la revendication 1.
  • De préférence, la plus petite dimension des trous est supérieure ou égale à 0,5 mm et la plus grande dimension est supérieure ou égale à 1,5 fois la plus petite.
  • Avantageusement, la plus grande dimension des trous est parallèle à la direction des efforts principaux à supporter.
  • Dans une application de l'invention à la réalisation de panneaux devant tapisser des parois de nacelles de turboréacteurs, la plus grande dimension des trous est parallèle à l'axe longitudinal du moteur et les trous sont distribués suivant des alignements à la fois parallèles audit axe du moteur et orthogonaux à ce dernier.
  • Suivant un mode de réalisation, la couche structurale perforée est constituée de fibres minérales ou organiques, naturelles ou synthétiques, imprégnées d'une résine thermodurcissable ou thermoplastique, polymérisée.
  • Les fibres peuvent être unidirectionnelles et parallèles notamment à ladite direction des efforts principaux.
  • Les fibres peuvent être également sous forme d'un tissu ou d'un empilage de tissus dont les fils de trame ou de chaîne sont parallèles à ladite direction des efforts principaux.
  • La forme des trous est choisie dans le groupe comprenant les formes rectangulaires, oblongues, hexagonales.
  • Les panneaux réalisés conformément à l'invention présentent l'avantage essentiel que la couche structurale ainsi perforée offre, par rapport à une couche structurale perforée de l'art antérieur et à taux de surface ouverte égal, une matière entre les trous mieux distribuée, c'est-à-dire regroupée suivant l'un et/ou l'autre des deux axes privilégiés définis respectivement par la plus grande dimension et la plus petite dimension des trous.
  • En d'autres termes, ladite matière entre trous est regroupée en bandes ou couloirs plus larges entre les alignements de trous, permettant ainsi un transfert plus efficace des efforts, via lesdites bandes, en direction des structures environnant les panneaux.
  • Une telle amélioration du transfert des efforts peut être obtenue en conservant un taux de surface ouverte de la couche structurale adapté aux conditions d'atténuation acoustiques recherchées et, ce, tout en minimisant l'épaisseur de ladite couche structurale.
  • De plus, dans le cas d'une couche structurale réalisée en matériau composite et plus précisément à l'aide de fibres pré-imprégnées d'une résine, la forme et disposition particulière des trous perforés permettent de préserver au mieux la continuité des fibres, notamment au droit desdits bandes ou couloirs inter-perforations, assurant ainsi un meilleur transfert des efforts.
  • D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de modes de réalisation de panneaux selon l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective partielle d'un panneau d'atténuation acoustique selon l'invention ;
    • la figure 2 illustre un premier mode de réalisation d'une couche structurale de panneau selon l'invention ;
    • la figure 3 représente une couche structurale conventionnelle à perforations circulaires ;
    • la figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation ;
    • la figure 5 illustre un troisième mode de réalisation d'une couche structurale de panneau selon l'invention, et
    • la figure 6 illustre un quatrième mode de réalisation.
  • Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une structure sandwich du panneau d'atténuation acoustique selon l'invention, comprenant une structure centrale alvéolaire 1 flanquée, d'un côté, d'une couche acoustiquement résistive 2 dite avant, formée de deux composants, et de l'autre côté, d'une couche 3, dite arrière, formant un réflecteur total.
  • La structure centrale alvéolaire 1 est formée, dans le mode de réalisation représenté, d'une couche unique de type nid d'abeilles. Bien entendu, plusieurs couches de nid d'abeilles séparées par des septums peuvent être prévus, à la manière connue, pour constituer plusieurs résonateurs superposés.
  • La couche résistive 2 est dite avant en ce qu'elle est au contact de l'écoulement aérodynamique ou du milieu gazeux dans lequel se déplacent les ondes sonores à amortir.
  • La couche 2 comprend une composante dite structurale 2a, chargée de transférer les efforts mécaniques, aérodynamiques et inertiels vers le carter moteur, dans le cas de l'utilisation d'un tel panneau pour tapisser par exemple la paroi externe délimitant le canal de soufflante d'un turboréacteur. Cette couche structurale 2a directement en contact avec ledit écoulement aérodynamique, a également un rôle acoustique car elle doit laisser passer les ondes sonores en direction du ou des résonateurs et, à cet effet, est percée d'ouvertures ou trous 4, de forme et distributions particulières conformément à l'invention.
  • La deuxième composante 2b de la couche résistive est interposée entre la couche structurale 2a et la couche alvéolaire 1 et constituée à la manière connue d'une couche de matériau perméable à l'air, par exemple un tissu ou une superposition de tissus métalliques formés de fils d'acier inoxydables, ou bien un ou plusieurs tissus de fibres de carbone.
  • La couche arrière 3 est par exemple et également à la manière connue, une feuille métallique d'aluminium non-perforée.
  • La couche structurale 2a est formée d'un matériau en feuille rigide ou semi-rigide, qui peut être un métal, tel que l'aluminium ou l'acier inoxydable, un matériau composite, tel qu'une matière plastique à haute tenue en température ou une matière plastique renforcée de fibres, notamment de graphite, ou encore un matériau composite constitué de fibres minérales ou organiques, naturelles ou synthétiques, imprégnées d'une résine thermodurcissable ou thermoplastique, polymérisée.
  • La couche 2a est unique ou bien formée par la superposition de plusieurs couches de bandes telles que celles représentées sur la figure 1.
  • La couche 2a est percée identiquement de trous 4 identiques, rectangulaires et alignés à la fois dans le sens de la longueur et dans le sens de la largeur.
  • Sur la figure 2, on a représenté schématiquement en vue de dessus les deux composantes superposées 2a, 2b.
  • Les trous 4 ont un rapport longueur sur largeur de 2 et leur axe longitudinal est parallèle à la direction 5 de passage des efforts principaux à supporter par le panneau.
  • Cette direction 5 correspond, pour un turboréacteur par exemple, à l'axe du moteur, lequel exerce sa poussée, ainsi que lors de l'inversion poussée, suivant son axe.
  • Sur la figure 3, on a représenté en comparaison une couche résistive conventionnelle à deux composantes 2'a, 2'b correspondant aux composantes 2a, 2b de l'invention.
  • La composante 2'a est réalisée dans le même matériau que la composante 2a, a même surface que cette dernière et même surface ouverte totale, les ouvertures étant constituées par une distribution régulière de trous circulaires 4' à équidistance les uns des autres et alignés à la fois suivant la direction 5' homologue de la direction 5 de la figure 2 et suivant une direction 6' perpendiculaire à la direction 5' et homologue de la direction 6 de la figure 2.
  • Comme on peut l'observer en examinant comparativement attentivement les figures 2 et 3, dans le sens de la largeur des rectangles 4, l'intervalle 7 entre deux alignements de trous 4 est supérieur à l'intervalle 7' entre deux alignements homologues de trous 4' et, dans la composante 2a, la somme des intervalles 7 (y compris les intervalles extérieurs) est supérieure à la somme des intervalles 7' de la composante 2'a. Autrement dit, dans la composante 2a, la largeur totale de matière, c'est-à-dire ladite somme des intervalles 7, disponible pour transférer les efforts dans la direction 5, est très sensiblement supérieure à la largeur totale de matière correspondante dans la composante 2'a.
  • La composante 2a selon l'invention a donc une meilleure tenue mécanique dans la direction 5.
  • Il en est de même dans la direction 6, dite radiale, correspondant à l'axe radial du moteur. La somme des intervalles 8 est très sensiblement supérieure à celle des intervalles homologues 8' de la composante 2'a.
  • Il est important de souligner à nouveau que l'amélioration de la tenue mécanique, à savoir un meilleur transfert des efforts selon les directions 5, 6 est obtenu avec une couche structurale 2a identique à la couche conventionnelle 2'a pour ce qui concerne la nature du matériau constitutif de la couche et le taux d'ouverture, c'est-à-dire la surface totale perforée.
  • Il est à noter que la direction 5 étant également celle de l'écoulement aérodynamique dans un moteur, les trous 4 sont également alignés dans le sens de cet écoulement dans le conduit d'entrée d'air, ce qui minimise la traînée aérodynamique.
  • Ainsi, non seulement la perforation de la couche 2a conformément à l'invention confère aux panneaux d'atténuation acoustique équipant des entrées d'air de turboréacteurs un meilleur passage des efforts principaux, mécaniques, aérodynamiques et inertiels, tout en conservant un taux de surface ouverte adapté auxdits panneaux, tout en minimisant l'épaisseur de ladite couche structurale 2a.
  • Il est à noter que la perforation selon l'invention de la couche structurale 2a est particulièrement intéressante dans le cas où ladite couche 2a est constituée à partir de fibres, par exemple de carbone, de verre ou de "Kevlar", pré-imprégnées d'une résine appropriée.
  • Lorsque par exemple la composante 2a est constituée à partir d'une nappe de fibres unidirectionnelles parallèles à la direction 5 des efforts principaux, les fibres se trouvant dans les couloirs entre les alignements selon la direction 5 des trous 4 ne seront pas coupées lors de la réalisation des perforations et assureront ainsi un transfert des efforts au maximum de leur capacité.
  • Ces mêmes fibres non coupées seraient en nombre bien moins important dans le cas d'une composante telle que 2'a, réalisée à partir de fibres unidirectionnelles parallèles à la direction 5' du fait de la valeur inférieure de la somme des intervalles 7' en comparaison avec les intervalles 7.
  • Dans le cas de la réalisation de la composante 2a à partir d'un ou plusieurs tissus superposés de fibres pré-imprégnées, les fils de trame et de chaîne du ou des tissus sont avantageusement disposés parallèlement aux directions 5 et 6 en sorte d'avoir le moins de fibres coupées lors de la perforation des trous 4, à la fois parallèlement à la direction 5 et parallèlement à la direction 6.
  • La perforation des trous 4 est réalisée par tous moyens appropriés, par exemple par poinçonnage, tous les trous 4 d'une bande étant perforés en une seule passe à l'aide d'une presse à poinçons multiples.
  • Les perforations sont réalisées par exemple sur des bandes rectangulaires de dimensions appropriées à celles du panneau à réaliser, à plat, quelle que soit la nature du matériau constitutif. Les bandes seront ensuite mises en place selon le type de panneau à réaliser.
  • Dans le cas de fibres pré-imprégnées de résine, le matériau composite sera consolidé par polymérisation de la résine, avant d'être perforé.
  • La direction des efforts principaux (5) dépend bien entendu du type de panneau à réaliser et de sa destination. L'homme du métier- saura dans chaque cas déterminer cette direction et adapter l'alignement des trous 4.
  • L'assemblage des diverses couches constitutives (1, 2 et 3) du panneau est réalisé à l'aide de techniques conventionnelles.
  • Le rapport entre longueur et largeur des trous 4 est évidemment variable. De préférence, il sera supérieur ou égal à 2.
  • Par ailleurs, l'alignement des trous 4 peut n'être que dans une seule direction, la direction 5 par exemple comme illustré par la figure 4 sur laquelle la distribution desdits trous 4 dans la composante 2"a est sensiblement en quinconce.
  • Non seulement les dimensions mais également la forme des trous perforés dans la couche structurale selon l'invention peuvent varier dans la mesure où cette forme se prête à la réalisation d'une ouverture de passage présentant deux axes perpendiculaires principaux dont l'un est sensiblement plus long que l'autre en sorte de permettre à la couche structurale un meilleur passage des efforts suivant l'un ou l'autre des deux axes susdits. A cet effet, on peut jouer non seulement sur la forme et le rapport entre longueur et largeur de tels trous allongés, mais également sur l'alignement suivant une ou plusieurs directions desdits trous ainsi que sur leur espacement mutuel, identique ou non, régulier ou non.
  • Les figures 5 et 6 illustrent deux autres modes de réalisation de trous allongés.
  • Sur la figure 5, la composante 2"'a comporte des trous 4" distribués comme les trous rectangulaires 4 de la figure 2 et de forme oblongue, notamment rectangulaire avec des extrémités arrondies.
  • Sur la figure 6, la composante 2IVa comporte des trous 4"' distribués comme ceux de la figure 5 et de forme également oblongue, à savoir rectangulaire avec des extrémités en pointes, ou hexagonale.
  • Il est à noter que les divers modes de réalisation décrits ci-dessus de la couche structurale s'appliquent également à des panneaux dans lesquels ladite couche structurale est, à l'inverse des illustrations données par les figures 1 à 6, interposée entre la couche alvéolaire (1) et la couche poreuse dissipatrice (2b).
  • D'une manière générale, la forme allongée des trous conjuguée à un alignement de tous les trous suivant la direction de leur allongement permet, par rapport à des trous circulaires et à taux d'ouverture identique, d'obtenir une couche structurale assurant un meilleur transfert des efforts dans la direction de la plus grande longueur des trous allongés, et, ce, quel que soit le taux d'ouverture recherché.

Claims (8)

  1. Panneau d'atténuation acoustique comprenant au moins une couche de structure alvéolaire (1) flanquée, d'un côté, d'une couche résistive (2) composée d'au moins une couche poreuse (2b) et d'au moins une couche structurale perforée (2a), et, de l'autre côté, d'une couche formant réflecteur total (3), dans lequel
    ladite couche structurale (2a) est percée de trous (4) identiques et non-circulaires présentant chacun sa plus grande dimension et sa plus petite dimension suivant respectivement deux axes perpendiculaires,
    lesdits trous sont alignés suivant au moins la direction de leur allongement, caractérisé en ce que
    - la plus grande dimension des trous (4, 4", 4'") est parallèle à la direction des efforts principaux à supporter,
    - le matériau de ladite couche structurale (2a, 2"a, 2"'a, 2IVa) est choisi dans le groupe comprenant les matériaux composites constitués de fibres minérales ou organiques, naturelles ou synthétiques, imprégnées d'une résine thermodurcissable ou thermoplastique, polymérisée,
    - le matériau de la couche structurale (2a, 2", 2"'a, 2IVa) comprenant des fibres unidirectionnelles parallèles à la plus grande dimension (5) des trous (4, 4", 4"') ou un ou plusieurs tissus dont les fils de trame ou de chaîne sont disposés suivant respectivement le plus grande dimension et la plus petite dimension desdits trous (4, 4", 4"').
  2. Panneau d'atténuation acoustique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la plus petite dimension des trous (4) est supérieure ou égale à 0,5 mm et la plus grande dimension est supérieure ou égale à 1,5 fois la plus petite.
  3. Panneau d'atténuation acoustique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits trous sont choisis dans le groupe comprenant les trous rectangulaires (4), les trous oblongs, notamment à extrémité arrondies (4") ou en pointes (4"') et les trous hexagonaux.
  4. Panneau d'atténuation acoustique suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les trous (4, 4", 4"') sont alignés suivant deux directions (5, 6) perpendiculaires.
  5. Panneau d'atténuation acoustique suivant l'une des revendications 1 à 4, plus particulièrement destiné à équiper la paroi de la nacelle d'un turboréacteur, caractérisé en ce que la plus grande dimension des trous (4, 4", 4'") est parallèle à l'axe longitudinal (5) du moteur.
  6. Panneau d'atténuation acoustique suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites fibres sont choisies dans le groupe comprenant les fibres de carbone, de verre ou de Kevlar.
  7. Panneau d'atténuation acoustique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le matériau de la couche structurale (2a, 2"'a, 2IVa) comprend un ou plusieurs tissus dont les fils de trame et de chaîne sont disposés suivant respectivement le plus grande dimension et la plus petite dimension desdits trous (4, 4", 4"').
  8. Panneau d'atténuation acoustique suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite couche poreuse (2b) est interposée entre ladite couche alvéolaire (1) et ladite couche structurale (2a).
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