FR2482663A1

FR2482663A1 - Revetement d'isolation acoustique a couches multiples

Info

Publication number: FR2482663A1
Application number: FR8108469A
Authority: FR
Inventors: John David Harvey
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1980-05-17
Filing date: 1981-04-28
Publication date: 1981-11-20
Also published as: FR2482663B1; GB2076049B; US4410065A; GB2076049A

Abstract

LE REVETEMENT SELON L'INVENTION DESTINE A UNE CONDUITE D'ECOULEMENT COMPORTE UNE COUCHE 7 D'ABSORPTION SONIQUE SUR LAQUELLE EST FIXEE UNE COUCHE PERFOREE 5. CETTE DERNIERE EST RECOUVERTE PAR UNE COUCHE PERFOREE 3 FORMANT LA PAROI DE LA CONDUITE ET LES DEUX COUCHES 3 ET 5 SONT MOBILES L'UNE PAR RAPPORT A L'AUTRE POUR MODIFIER L'IMPEDANCE ACOUSTIQUE SUIVANT QUE LES PERFORATIONS DES COUCHES RESPECTIVES SONT ALIGNEES OU NON. CELA PERMET DE MODIFIER L'IMPEDANCE ACOUSTIQUE DE LA PAROI DE LA CONDUITE QUI PEUT ETRE LE CARENAGE D'ENTREE D'AIR D'UN TURBOREACTEUR AERONAUTIQUE A DOUBLE-FLUX.

Description

- t4282663 Revêtement d'isolation acoustique à couches multiples

La présente invention se rapporte d'une façon géné-

rale aux revêtements d'isolation acoustique à couches mul-

tiples pour des conduites d'écoulement de machines à cir-

culation de fluide, et concerne plus particulièrement un revêtement d'isolation acoustique permettant de faire va-

rier l'impédance acoustique de la paroi de la conduite.

Ces machines à circulation de fluide peuvent être en par-

ticulier des moteurs à turbines à gaz, ou des modèles, ou des bancs d'essai utilisés pour le développement de ces

moteurs.

L'un des problèmes posés par la conception des revêtements d'isolation acoustique pour des moteurs à

turbines à gaz réside dans le fait que les caractéristi-

ques des bruits et de l'écoulement gazeux dans les condui-

tes varient largement dans la plage de fonctionnement du moteur. Par exemple, à l'entrée d'air et dans la tuyère

d'éjection d'un turboréacteur aéronautique, ces caracté-

ristiques changent considérablement entre les niveaux de

puissance au décollageau passage en croisière et à l'ap-

proche/atterrissage, et une solution idéale serait d'adap-

ter l'impédance acoustique du carénage formant la face du revêtement d'isolation acoustique aux caractéristiques qui prédominent à chaque niveau de puissance afin d'obtenir une réduction maximale des bruits. Les caractéristiques changent également entre les parties amont et aval du

carénage, à chaque niveau de puissance.

LTes caractéristiques considérées sont l'intensité des bruits, leurs fréquences et leur mode de propagation ainsi que la vitesse de l'écoulement gazeux sur la face

du revêtement d'isolation.

Les revêtements d'isolation acoustique courants,

tels que ceux utilisés pour les carénages des turboréac-

teurs aéronautiques, comportent généralement une couche extérieure poreuse ou perforée formant au moins en partie la paroi périphérique du carénage; cette couche extérieure recouvre une couche d'absorption sonique consistant en une

structure aérée résonnante ou en une matière massive ab-

sorbant les sons. La réalisation d'un tel revêtement d'iso-

lation doit être un compromis entre les impératifs contra-

dictoires des différents niveaux de puissance du moteur, ou elle doit être telle que l'efficacité du revêtement

d'isolation soit optimale à un niveau de puissance parti-

culièrement gênant, par exemple au décollage.

Dans le cadre de la présente description, l'ex-

pression "perforée" se rapportant à des couches ne doit pas être considérée comme désignant simplement des couches

ou des feuilles de métal ou autres matières homogènes com-

portant des perforations (c'est-à-dire des petits trous)

qui y sont formées à un stade ou un autre de la fabrica-

tion, car elle désigne également des'couches de fibres tissées ou feutrées, par exemple des feuilles de résine

renforcées par des fibres ou des feuilles de fibres métal-

liques frittées qui contiennent des trous.

L'invention apporte un moyen mécanique simple et commode par lequel l'impédance acoustique du revêtement d'isolation acoustique peut être changée pour répondre aux conditions qui prévalent dans la conduite d'écoulement et, bien qu'elle s'applique particulièrement à des moteurs à

turbines à gaz installés dans des aéronefs à usage commer-

cial, elle peut aussi s'appliquer à des modèles de ces mo-

teurs et à des bancs d'essai qui leur sont destinés pen-

dant des programmes de recherche et de développement, dans

le but d'optimiser la conception des revêtements d'isola-

tion acoustique pour ces moteurs.

Selon l'invention, un revêtement d'isolation acous-

tique pour une conduite d'écoulement dans une machine à circulation de fluide, par exemple un moteur à turbine à gaz, comporte une couche extérieure perforée agencée pour

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former au moins une partie d'une paroi de la conduite d'écoulement, cette couche extérieure perforée recouvrant une autre couche perforée et ces couches étant mobiles

l'une par rapport à l'autre, c'est-à-dire pouvant coulis-

ser en contact ou sans contact l'une par rapport à l'autre

afin de modifier l'impédance acoustique de la paroi.

L'écartement des perforations d'une couche peut

être différent de celui des perforations de l'autre cou-

che de manière que dans au moins une position déter-

minée des couches, l'une par rapport à l'autre, l'impé-

dance acoustique de la paroi dela conduite ne soit pas

uniforme sur l'étendue du revêtement d'isolation acousti-

que. Les perforations peuvent former des distributions

orthogonales ou non sur l'étendue des couches, et les per-

forations de ces distributions peuvent être espacées uni-

formément ou non les unes des autres.

Les effets de ces variations d'écartement des perforations peuvent être calculés afin que. l'impédance

acoustique de la paroi de la conduite ne soit pas uni-

forme suivant la longueur de cette conduite,pour tenir compte des caractéristiques variables des bruits et de l'écoulement suivant la longueur de la conduite. En plus ou à la place de l'impédance acoustique non uniforme dans la direction de la longueur-de la conduite, une impédance

non uniforme peut aussi être obtenue suivant la périphé-

rie de la conduite afin d'absorber ou de réfléchir pré-

férentiellement des bruits reçus par des-parties prédé-

terminées de la paroi.

Dans le but d'absorber des bruits qui se pro-

pagent le long de la conduite dans un mode en spirale, les perforations peuvent être espacées de manière que dans au moins une position déterminée des couches l'une par rapport à l'autre, des régions d'impédance minimale

forment une distribution hélicoidale suivant la périphé-

rie de la conduite afin de correspondre au moins partiel-

lement à la distribution de réception des bruits sur la

paroi de cette conduite.

Le mouvement relatif entre les couches peut se

faire par un mouvement limité de l'une d'entre elles sui-

vant la périphérie de la conduite, par exemple par une ro- tation relative autour d'un axe commun, autour duquel les couches sont disposées concentriquement. Un autre moyen de produire le mouvement relatif consiste à déplacer l'une des

couches de la conduite dans la direction longitudinale.

Dans un mode de réalisation de l'invention, la

couche extérieure est mobile par rapport à la couche sous-

jacente qui est fixée sur une couche fixe d'absorption sonique. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la couche extérieure est fixe et l'autre couche est mobile par rapport à elle, cette autre couche étant fixée sur une couche mobile d'absorption sonique qui recouvre une couche

fixe d'absorption sonique. Des couches supplémentaires per-

méables aux sons sont fixées de préférence sur les couches fixe et mobile d'absorption sonique respectivement pour former une cloison entre les couches- d'absorption sonique

Les couches formant cloison peuvent comporter des perfora-

tions de manière que lorsque la couché mobile d'absorption

sonique est déplacée par rapport à la couche fixe d'absorp-

tion sonique, l'impédance acoustique de la cloison soit modifiée.

Les couches fixes et/ou mobiles d'absorption so-

nique peuvent consister en des structures aérées résonnan-

tes et/ou en des matières massives absorbant les sons.

Dans une variante, la couche fixe d'absorption

sonique est une structure aérée résonnante dont la fréquen-

ce résonnante n'est pas uniforme suivant la longueur du

revêtement, ce résultat étant obtenu par exemple en utili-

sant une structure cellulaire à nids d'abeilles dans la-

quelle la profondeur des cellules n'est pas uniforme. De Ze82663 préférence, la fréquence de résonance peut varier suivant la longueur de la conduite pour tenir compte des variations

de fréquence prédominantes suivant cette longueur.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion apparaîtront au cours de la description quiva suivre

faite en regard du dessin annexé à titre d'exemples nulle-

ment limitatifset sur lequel:

La Figure 1 est une coupe longitudinale d'un revête-

ment d'isolation acoustique selon l'invention, comprenant une seule couche d'absorption sonique,

la Figure 2 est une coupe longitudinale d'une va-

riante du mode de réalisation de la Figure 1, et la Figure 3 est une coupe longitudinale d'un mode

de réalisation de l'invention utilisant deux couches d'ab-

sorption sonique.

Selon la Figure 1, un revêtement 1 d'isolation acous-

tique à couches multiples pour une conduite d'écoulement, par exemple le carénage d'entrée d'air d'un turboréacteur aéronautique à double flux, comporte une couche extérieure

3 perforée formant la paroi périphérique du carénage et re-

couvrant une autre couche perforée 5. La couche 5 est fixée sur une couche 7 d'absorption sonique et la recouvrez cette

couche d'absorption se présentant sous la forme d'une struc-

ture aérée résonnante constituée par des cellules 9 à nids d'abeilles de type courant. Les cellules 9 en nids

d'abeilles sont adossées sur une couche étanche 11, à sa-

voir le carénage de structure, et elles y sont fixées.

Bien entendu, la couche 7 et la couche 5 sont fixes par rapport au carénage 11 mais, dans le but de permettre

des variations de l'impédance acoustique de la paroi du ca-

rénage selon l'invention, la couche extérieure 3 est mobile

par rapport à la couche 5, c'est-à-dire qu'elle peut coulis-

ser sans contact avec cette dernière. Une modification de l'impédance acoustique est ainsi obtenue en modifiant le degré de couplage acoustique entre la couche 7 d'absorption sonique et le carénage, c'est-à-dire en modifiant le degré avec lequel les perforations 13 et 15 des couches 3 et 5 sont alignées entre elles et par conséquent, également

la facilité avec laquelle les sons ou les ondes de choc at-

teignantla couche 3 peuvent exciter la résonance des cel- lules 9 en nids d'abeilles. Les écartements des perforations 13, 15 des couches 3 et 5 sont choisis de manière que dans différentes positions déterminées de la couche mobile 3 par rapport à la couche fixe 5, la paroi du carénage formée par

les couches, ou certaines parties déterminées de ce caré-

nage possèdent une impédance acoustique qui convient aux

conditions dans le carénage au moment o des positions dé-

terminées sont établies.

Un exemple simple sera décrit pour-illustrer ce principe. Il sera supposé que le revêtement 1 d'isolation

acoustique est installé sur le carénage d'entrée du compres-

seur d'un turboréacteur aéronautique à double-flux, à fort taux de dilution. Dans les conditions de décollage, quand la vitesse du courant d'air sur la paroi du carénage est élevée, une basse impédance acoustique est souhaitable;

quand l'aéronef atterrit le débit par le compresseur est ré-

duit par rapport au décollage et par conséquent, la vitesse du courant d'air sur la paroi du carénage est également faible, ce qui impose une haute impédance acoustique pour une absorption optimale des bruits; dans des conditions de

passage en régime de croisière après le décollage, la vi-

tesse du courant d'air est moyenne et une impédance acous-

tique moyenne est souhaitable. Il est possible d'obtenir ces

trois valeurs d'impédance acoustique en prévoyant dans cha-

que couche 3 et 5 des perforations dont les dimensions sont les mêmes et avec une distribution régulière d'écartement sur les deux couches (ce qui n'est pas le cas de la Figure 1). Dans une première position déterminée de la couche 3, choisie pendant le décollage, les perforations de cette

couche 3 sont alignées avec celles de la couche 5 et l'im-

pédance acoustique de la paroi du carénage est minimale.

Dans une seconde position déterminée de la couche 3, choi-

sie pendant les manoeuvres d'atterrissage, les perforations de la couche 3 sont alignées avec les points milieu entre les perforations de la couche 5, et l'impédance acoustique de la paroi du carénage est maximale. Dans une troisième position de la couche 3, intermédiaire entre les première

et seconde positions et choisie dans des conditions de pas-

sage en régime de croisière, les perforations de la couche 3

sont moins décalées par rapport aux perforations de la cou-

che 5 que dans la seconde position et l'impédance acousti-

que de la paroi du carénage est alors intermédiaire.

Dans l'exemple ci-dessus, les dimensions et les

écartements des perforations dans les couches 3 et 5 res-

pectives sont identiques et par conséquent, dans chaque position de la couche 3, l'impédance acoustique de la paroi du carénage est uniforme sur toute l'étendue du revêtement d'isolation acoustique. Mais pour différentes raisons qui

seront mentionnées par la suite, il est souhaitable de pou-

voir choisir des positions de la couche 3 pour lesquelles l'impédance acoustique de la paroi du carénage n'est pas uniforme sur toute l'étendue du revêtement. Ce résultat peut être obtenu si les perforations d'une couche-sont espacées différemment de celles de l'autre couche, comme dans le cas

des perforations 13 et 15 de la Figure 1.

Par exemple, pendant le décollage avec un turbo-

réacteur à double-flux à fort rapport de dilution, les ca-

ractéristiques de débit varient de façon appréciable suivant la longueur du carénage d'entrée d'air et il serait donc souhaitable Selon l'invention que les impédances acoustiques

des parties amont et aval des revêtements d'isolation acous-

tique constituant la paroi du carénage d'entrée soient différentes. Etant donné que les plus grandes vitesses de l'air apparaissent dans les sections les plus étroites du

carénages l'impédance acoustique de la paroi dans ces sec-

tions doit être plus basse que celle de la paroi plus proche de l'entrée. Ce résultat peut être obtenu par exemple en réalisant chaque couche 3 et 5 avec des perforations de

même dimensions et la même porosité que l'autre(la "porosi-

té" est le rapport entre la surface ouverte d'une couche et la surface pleine), mais de manière que l'espacement des trous,bien qu'identique dans les deux couches dans la direc- tion périphérique, soit légèrement- plus grand ou plus petit

dans une couche que dans l'autre, dans la direction longi-

tudinale. Ainsi, quand la couche 3 est positionnée de ma-

nière que les rangées de perforations dans les parties aval des couches soient alignées ou presque entre elles, donnant une faible impédance acoustique, les rangées de perforation dans les parties amont des couches sont décalées les unes par rapport aux autres, donnant une plus forte impédance acoustique. Bien entendu, la position de la couche 3 peut être modifiée pour tenir compte des différentes conditions

de niveau de puissance en régime de croisière et à l'at-

terrissage.

Le champ de pression acoustique développé par un com-

presseur à courant axial dans un turboréacteur aéronautique

à double-flux peut être considéré comme contenant des dis-

tributions de pression tournantes (modes tournants) qui sont produits par action mutuelle entre le compresseur et la

structure fixe qui suit, par exemple les entretoises suppor-

tant le moteur ou les ailettes de guidage d'éjection. Ces modes se propagent à partir du compresseur vers l'entrée d'air, en spirale ou de façon hélicoïdale. Certains modes à haute fréquence s'atténuent naturellement et rapidement

dans le carénage et sont également absorbés de façon satis-

faisante par des revêtements d'isolation acoustique courants, mais d'autres modes d'ordres inférieurs sont effectivement transmis vers l'ouverture d'entrée et rayonnent des bruits gênants vers le champ lointain, l'effet directionnel et l'intensité des bruits étant fonction du type de mode de propagation. Le Brevet des Etats Unis-d'Amérique No 3 937 190 montre que des revêtements segmentés d'isolation acoustique

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(dans lesquels des bandeslongitudinales de matière d'ab-

sorption sonique sont espacées angulairement suivant la pé-

riphérie de la paroi ou dans lesquelles ces bandes sont

alternées suivant la périphérie avec d'autres bandes d'ab-

sorption sonique d'impédance acoustique différente) sont efficaces pour diffuser l'énergie acoustique dans les modes tournants et pour augmenter la proportion des modes à haute fréquence d'atténuation rapide. Il montre également comment

des revêtements segmentés d'isolation acoustique longitudi-

1o naux (c'est-à-dire axiaux), dans lesquels des bandes péri-

phériques de matière d'absorption sonique sont espacées dans la direction longitudinale suivant la longueur de la paroi ou dans lesquelles des bandes sont alternées avec d'autres bandes d'absorption sonique d'impédance acoustique

différente augmentent l'atténuation en assurant des réfle-

xions répétées en présentant une structure périphérique qui fonctionne en "filtrant" les sons. Ce Brevet décrit également des configurations d'impédance acoustique en damiers'. Il apparait facilement que l'invention offre un moyen grâce auquel ces traitements acoustiques segmentés périphériques ou longitudinaux peuvent être réalisés, les distributions des perforations dans la feuille mobile et la feuille fixe étant telles quelles produisent, quand la

couche mobile est déplacée jusqu'à une position prédétermi-

née, des bandes Pêériphériques ou longitudinales d'impédance

acoustique faibles dans lesquelles les trous des deux cou-

ches sont alignés ou presque alignés entre eux, alternées

avec des bandes de haute impédance acoustique dans lesquel-

les les trous ne sont pas alignés. L'invention permet aussi

de réaliser une distribution en damiers d'une manière simi-

laire. Le Brevet des Etats Unis d'Amérique No 4 104 002

décrit une conduite acoustique avec un revêtement d'isola-

tion acoustique segmenté dans lequel des bandes de matière d'absorption sonique espacées suivant la circonférence, sont disposées en hélice autour de la surface extérieure de la conduite et ont pour effet de diffuser l'énergie

acoustique dans les modes tournants et d'augmenter la pro-

portion des modes d'atténuation rapide. Dans ce cas égale-

ment l'invention offre en moyen de réaliser une telle dis- position, les distributions de perforation étant telles que dans une position prédéterminée de la feuille mobile,

des bandes en hélice de faible impédance acoustique al-

ternent avec des bandes en hélice de haute impédance acous-

tique.

Selon les deux Brevets mentionnés ci-dessus, les différentes formes de revêtements d'isolation acoustique

segmentés sont fixes en position et leurs impédances acous-

tiques ne peuvent être modifiées pour répondre aux diffé-

rentes conditions du moteur; leur réalisation est donc op-

timisée pour obtenir une atténuation maximale des modes tournants dans des conditions particulièrement gênantes du moteur, mais dans d'autres conditions qui ne peuvent être qu'un peu moins gênantes, les revêtements d'isolation ne fonctionnent pas dans leurs conditions de conception et ne sont donc pas efficaces. L'invention contribue à résoudre

ce problème car elle permet de modifier l'impédance acousti-

que du revêtement d'isolation pour tenir compte des condi-

tions variables du moteur, permettant ainsi au revêtement d'isolation acoustique d'assurer une bonne atténuation dans

toutes les conditions ou au moins dans plus d'une seule con-

dition. Par exemple, le pas d'hélice dans les modes de bruits tournants changent avec la vitesse de rotation du compresseur et pour tenir compte de ceci, le pas des bandes en hélice de faible et de haute impédance acoustique peut être changé en modifiant la position de la couche mobile pour l'adapter à la distribution d'incidence des bruits sur la paroi du carénage. Dans le but de déterminer les configurations des perforations dans la feuille fixe et la feuille mobile, qui sont nécessaires pour produire des variations souhaitées 1 1

d'impédance acoustique du revêtement d'isolation acousti-

que (c'est-à-dire les variations dues aux changements de position de la feuille mobile et des variations par rapport -. aux directions longitudinales et périphériques du revêtement)

*5;il y a lieu de se reporter au principe des franges de moiré.

Selon ce principe, si une feuille transparente sur laquelle est-tracé un réseau de lignes, est placée sur une autre fëeuille portant également un réseau de lignes incliné par

rapport à la première feuille et/ou avec un écartement dif-

M0 férent, des franges répétitives sont formées, dont les carac-

téristiques dépendent de la nature de la différence d'écarte-

ment entre les réseaux et de l'importance de l'inclinaison.

Il faut noter que dans le contexte de l'invention, les fran-

ges répétitives résultent d'une interférence "mécanique" ou !5 'visuelle" entre les réseaux et non pas d'une interférence entre des ondes lumineuses comme cela se produit quand les

lignes des-réseaux sont très proches les unes des autres.

En-appliqanit le principe des franges de moiré à

l'inventionh l'une'-s-.couches perforées, par exemple la -

- couche mobile, peut comporter une distribution de perfora-

tions dans laquelle par exemple des rangées longitudinales i,;!.atérales de trous définissent un réseau quadrillé. Si la

couche fixe comporte un réseau de trous avec le même écarte-

ment longitudinal entre les trous que dans la couche mobile mais avec un écartement latéral entre les trous supérieur

ou inférieur à celui de la couche mobile, des bandes longi-

tudinaies de basse impédance-acoustique dans lesquelles les t:'ou. tl oiut a ignés ou presque alignés entre eux alternent

axec des bandes longitudinales de haute impédance acousti-

t30 que dans lesquelles les trous ne sont pas alignés. D'une façon similaire, si l'écartement latéral des trous de la couche fixe est le même que celui de la couche mobile, mais

-si l'écartement longitudinal est différent, des bandes laté-

rales de haute et basse impédance acoustique sont produites.

Une distribution en damiers de surfaces de haute et basse

impédance acoustique est produite si les écartements laté-

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raux et longitudinaux de la couche fixe sont légèrement

différents de ceux de la couche mobile.

Selon le paragraphe précédent, les rangées de trous des deux couches sont longitudinales et latérales par rapport à un cadre commun de référence. Mais si les

trous des deux couches sont disposés en un réseau orthogo-

nal et que le réseau par exemple de la couche fixe est in-

cliné par rapport à celui de la couche mobile tandis que

l'écartement des trous de la couche fixe est différent de-

-celui de la couche mobile, des bandes alternées de haute

et de basse impédance acoustique sont formées dans une direc-

* tion diagonale du réseau de la couche mobile. Etant donné

que les couches sont installées sur une conduite, il appa-

rait que l'invention permet de produire facilement des ban-

des en hélice de haute-et de basse impédance acoustique

autour de la paroi de la -conduite.

Les surfaces en bandes ou en damiers, alternati-

vement de haute et de basse impédance acoustique changent de position sur le revêtement d'isolation acoustique quand la position de la couche mobile change, et cette propriété

permet de modifier la distribution d'impédance sur le re-

vêtement d'isolation pour l'adapter aux distributions so-

nores dans le carénage lorsqu'elle s changent avec les condi-

tions du moteur, par exemple la vitesse du compresseur,

afin d'optimiser l'atténuation des bruits.

Il faut noter qu'une variation appropriée de

l'écartement dans la distribution des trous, dans la direc-

tion axiale du carénage, permet de combiner les dist:ribu-

tions en bandes ou en damiers d'impédance acoustique, avec des distributions dans lesquelles l'impédance acoustique varie suivant la longueur du carénage de manière à tenir compte des conditions différentes de bruits et de courant

d'air suivant la longueur, comme cela a déjà été indiqué.

Il est également possible d'incorporer plusieurs distributions différentes des trous sur une même couche de manière que par le repositionnement de la couche mobile 2 s. 2663 une distribution d'impédances acoustiques en bandes soit changée par exemple en une distribution en damiers, ou même

en une impédance uniforme ou progressive axialement.

Il n'est pas nécessaire que les dimensions des perfo-

rations soient toutes les mêmes et il est aussi possible

d'utiliser des distributions non orthogonales de ces perfora-

tions.

Pour en revenir aux dessins, la Figure 2 repré-

sente une variante de l'invention dans laquelle la profon-

deur des cellules en nids d'abeilles 20 formant la structure aérée résonnante n'est pas uniforme, ces cellules étant plus

profondes à une extrémité du revêtement d'isolation acousti-

que qu'à l'autre extrémité, de sorte que la fréquence de ré-

sonance de ce revêtement varie suivant la longueur du caréna-

ge. Etant donné que l'impédance acoustique totale d'un reve-

tement d'isolation acoustique aéré et résonnant dépend de la profondeur de l'espace d'airainsi que des propriétés de la

couche extérieure, cette disposition donne une plus large pos-

sibilité de modifier les valeurs d'impédances acoustiques du

revêtement d'isolation pour tenir compte des conditions va-

riables suivant la longueur du carénage. La variation de pro-

fondeur des cellules 20 permet aussi d'atténuer une plus lar-

ge bande de fréquences, les cellules les moins profondes

étant placées plus près de l'entrée de carénage afin d'atté-

nuer les fréquences plus élevées résultant.de la rupture des modes de fréquences les plus basses dans des positions du carénage plus éloignées de l'entrée. Comme dans le cas de la Figure 1, la couche supérieure extérieure 22 est mobile par rapport à la couche 24 sous-jacente qui est fixée sur les

parois des cellules en nids d'abeilles.

La Figure 3 illustre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel une couche de profondeur uniforme de cellules en nids d'abeilles 30 destinées à absorber les

basses fréquences supportent une couche perforée fixe 32.

(Cette couche peut aussi avoir une profondeur non uniforme

de la même manière que selon la Figure 2). La couche supé-

rieure-34 est également fixe mais, entre ces deux couches fixes 32 et 34 se trouve une couche mobile 36 en nids d'abeilles pour l'absorption des hautes fréquences, inter-

calées entre des couches supérieure et inférieure 38 et 40 respectivement qui sont toutes deux fixées sur la couche mobile 36. Les couches 32 et 40 forment ainsi une cloison

entre les deux couches 30 et 36 d'absorption sonique. Tou-

tes les couches sont perforées de manière que si la couche

mobile 36 change de position, l'impédance acoustique du re-

vêtement d'isolation varie car l'impédance acoustique de

chacune des deux paires de couche 34, 38 et 32, 40 varie.

Dans le but d'assurer un couplage acoustique qui convient entre le carénage et les cellules 30, le nombre

des perforations par unité de surface des deux couches-supé-

rieures 34, 38 est plus grand qu'il serait nécessaire si le

revêtement d'isolation consistait en une seule couche d'ab-

sorption sonique.

L'application des différents dispositions dé-

crites ci-dessus des distributions possibles des trous dans

les deux couches coopérantes de la Figure 3 offre mani-

festement de nombreuses possibilités d'adaptation de l'im-

pédance acoustique du revêtement d'isolation ac.oustique aux conditions qui prévalent dans le carénage, les applications apparaissant facilement au spécialiste en la matière à la

lumière de ce qui a été déjà expliqué.

Dans tous les cas des Figures 1 à 3, les couches d'absorption des bruits aéréeset compartimentées pourraient

être remplacées par des matières massives d'absorption so-

nique, par exemple de nature fibreuse ou expansée.

Bien que la description faite ci-dessus se

rapporte uniquement aux possibilités de réduction des bruits de l'invention, une autre application de cette invention pourrait être d'empêcher l'entrée d'eau, de combustible ou autres contaminants à l'intérieur du revêtement d'isolation acoustique par les perforations des couches. Ainsi, dans une 24g2663 position de <A-couche mobile, les trous de cette dernière peuvent être alignes avec les trous de la couche fixe pour pe>e-te-l'absorption des bruits tandis que dans une.autre position, adoptée quand le moteur ne tourne pas ou-pendant le vol à des moments o la réduction des bruits n'a aucune importance, tous les trous des deux couches pourraient être complètemeht.désalignés entre eux pour éviter l'entrée des contaminants.,-Cette disposition a une valeur particulière quand-:la couche d'absorption des bruits n'est pas facile à drainer ou si sa nature fibreuse ou poreuse est telle qu'

elle absorbe facilement les liquides.

- Le mouvement des couches mobiles selon l'invention est proddiit facilement en utilisant des moyens bien connus, par exemple des systèmes hydrauliques, pneumatiques ou

électriques actionnant des mécanismes simples à renvoi d'an-

gle ou a came, ou des vérins à vis pour imprimer un mouve-

ment dansl-a direction périphérique ou la direction axiale du careénage.Ces dispositifs n'ont pas à être encombrants

ni lourds car ils n'ont pas à parcourir des courses impor-

tantes'--de'!petite variationsdes positions relatives des couches produisent d'importantes variations d'impédance acoustique.,

-' Pour -tenir compte du fait que les carénages d'en-

trée des moteurs aéronautiques tendent à s'écarter d'une forme parfaitem!nt cylindrique, et pour réduire le risque de grippage entre les couches lorsque celle qui est mobile change de position, les couches mobiles peuvent être faites

en plusieurs segments dont chacun est actionné individuelle-

ment pour modifier la résistance acoustique.

Si la-couche mobile coulisse par rapport à la couche fjxe, sans contact, l'écartement entre les deux -ouche,.. et leur mouvement coulissant relatif est facilité

par des éléments d'appui entre elles. Ces éléments peu-

vent simplement être des bandes en matière à faible frotte-

ment, par exemple en polytetrafluoréthylène ou en nylon.

Si la couche mobile coulisse en contact avec la couche fixe, cette couche mobile (ou la couche supérieure complète d'absorption sonique dans le cas de la Figure 3)

peut être faite en une matière plastique à faible frotte-

ment. En variante ou en outre, les surfaces des couches en contact coulissant peuvent être revêtues ou imprégnées

d'une pellicule d'un lubrifiant sec.

Il apparait ainsi que l'invention permet d'obte-

nir une atténuation optimale des bruits pour au moins deux conditions de fonctionnement d'un moteur en utilisant un seul type de revêtement d'isolation acoustique. Par exemple, si l'invention est utilisée comme un revêtement d'isolation

du carénage d'entrée d'un turboréacteur aéronautique à dou-

ble-flux, l'impédance acoustique peut être réglée pour at-

ténuer le bruit de "scié circulaire" au moment du décollage

et elle peut être ensuite modifiée pour obtenir une atténua-

tion optimale pendant l'approche pour l'atterrissage. En

outre, la distribution d'impédance acoustique autour du re-

vêtement d'isolation acoustique peut être réglée pour modi-

fier la distribution en champ lointain des bruits émis par l'ouverture du carénage d'entrée de manière à diriger les

niveaux de crête des bruits à distance 'des populations voi-

sines ou survolées.

Il pourrait être avantageux d'incorporer un dis-

positif de commande automatique de la position de la couche

mobile ou des couches mobiles afin de tenir compte des con-

ditions variables d'atténuation des bruits. Cela peut se

faire en disposant un ou plusieurs microphones sur l'aéro-

nef ou dans l'entrée d'air du moteur pour retourner le sig-

nal de bruit, filtré si cela est nécessaire, vers un micro-

processeur dont le signal de sortie est utilisé pour comman-

der la couche mobile par l'intermédiaire d'un mécanisme ap-

proprié pour maintenir une absorption optimale des bruits,

au moins pour certaines des fréquences les plus gênantes.

Le microprocesseur pourrait être programmé pour adapter les signaux réels d'intensité et/ou de fréquence des bruits à

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des valeurs idéales pour chaque condition considérée du moteur.

Selon la description faite ci-dessus en regard des

dessins, les couches perforées peuvent être faites d'une matière résineuse ou plastique, feutrée ou renforcée par des fibres tissées, ou même en fibres métalliques frittées, les perforations étant faites soit dans la couche terminée par une opération d'usinage comme pour les couches métalliques homogènes, par exemple par poinçonnage à la presse, soit pendant l'opération de tissage ou d'étalement de la feuille

de fibres (avant le durcissement de la résine ou de la ma-

tière plastique dans le cas de feuilles de résine renforcées

par des fibres ou en matière plastique).

La description faite ci-dessus a été particulière-

ment orientée sur l'application de l'invention à des moteurs à turbines d'aéronefs commerciaux. Mais l'invention convient également dans des buts de recherche et de développement, par exemple l'essai de modèles de carénages d'entrée de

turboréacteurs aéronautiques à double-flux afin de détermi-

ner une disposition optimale pour un type courant de revête-

ment d'isolation acoustique. Lorsqu'elle est utilisée à cet effet, l'invention peut, si cela est souhaité, êtr-e appliquée sans aucun mécanisme ou système de commande pour modifier les positions de la couche mobile ou des couches mobiles, cette modification étant faite manuellement au cours d'essais successifs.

Claims

REVENDICATIONS

1 - Revêtement d'isolation acoustique pour une con-

duite à circulation dans une machine à circulation de fluide,

comprenant une couche extérieure perforée (3; 22; 34) agen-

cée pour former au moins une partie de la paroi périphéri-

que de la conduite et qui recouvre une autre couche perforée (5; 24; 38) revêtement caractérisé en ce que lesdites couches (3, 5; 22i 24; 34, 38) sont mobiles l'une par rapport à

l'autre, coulissant en contact ou sans contact l'une par rap-

port à l'autre pour modifier l'impédance acoustique de ladite

paroi périphérique.

2 - Revêtement selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que les perforations (13) d'une couche (3) sont es-

pacées différemment des perforations (15) de l'autre couche (5) de manière que dans au moins une position déterminée des couches l'une par rapport à l'autre, l'impédance acoustique de la paroi périphérique ne soit pas uniforme sur l'étendue

du revêtement d'isolation acoustique.

3 - Revêtement selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que les perforations (13, 15) de l'une au moins (3, 5) des couches sont espacées de façon non uniforme de

manière que dans au moins une position déterminée des cou-

ches l'une par rapport à l'autre, l'impédance acoustique de la paroi périphérique ne soit pas uniforme sur l'étendue du

revêtement d'isolation acoustique.

4 - Revêtement selon la revendication 2 ou 3, ca-

ractérisé en ce que l'impédance acoustique de la paroi pé-

riphérique est non uniforme dans la direction dela longueur

de la conduite.

- Revêtement selon la revendication 2 ou 3, carac-

térisé en ce que l'impédance acoustique de la paroi périphé-

rique est non uniforme dans la direction périphérique.

6 - Revêtement selon la revendication 2 ou 3, carac-

térisé en ce que dans au moins une position déterminée des

couches (3, 5) l'une par rapport à l'autre, des régions d'im-

pédance minimale et d'impédance maximale forment une dis-

tribution hélicoïdale autour de la conduite.

7 - Revêtement selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 6, caractérisé en ce que la couche extérieure (3) est mobile par rapport à l'autre couche (5) qui est fi-

xée sur une couche (9) d'absorption sonique fixe.

8 - Revêtement selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 6, caractérisé en ce que la couche extérieure (34) est fixe et l'autre couche (38) est mobile par rapport à

elle, ladite autre couche (38) est fixée sur une couche mo-

bile (36) d'absorption sonique qui recouvre une couche fixe

(30) d'absorption sonique.

9 - Revêtement selon la revendication 8, caractéri-

sé en ce que des couches (32, 40) perméables aux sons sont fixées respectivement sur les couches fixe et mobile (30,

36) d'absorption sonique pour former une cloison entre les-

dites couches d'absorption sonique.

- Revêtement selon la revendication 9, caracté-

risé en ce que les couches (38, 40) formant cloison compor-

tent des perforations de manière que si la couche mobile (36) d'absorption sonique est déplacée par rapport à la

couche fixe (30) d'absorption sonique, l'impédance acous-

tique de la cloison varie.

Il - Revêtement selon l'une quelconque des revendi-

cations 8 à 10, caractérisé en ce que l'une au moins des

couches (30, 36) d'absorption sonique consiste en une struc-

ture aérée résonnante.

12 - Revêtement selon l'une quelconque des revendi-

cations 8 à 10, caractérisé en ce que l'une-au moins des

couches (30, 36) d'absorption sonique consiste en une ma-

tière massive d'absorption sonique.

13 - Revêtement selon l'une-quelconque des revendi- -

cations 7 à 12, caractérixé en ce que la couche fixe (30)

d'absorption sonique consiste en une matière massive d'ab-

sorption sonique.

14 - Revêtement selon l'une quelconque des reven-

dications 7 à 12, caractérisé en ce que la couche fixe (30)

d'absorption sonique consiste en une structure aérée réson-

nante. 15 - Revêtement selon la revendication 14, caracté- risé en ce que la fréquence de résonance de la structure

aérée résonnante est non uniforme sur l'étendue du revête-

ment d'isolation acoustique.

16 - Dispositif d'élimination des sons pour une con-

duite d'écoulement dans une machine à circulation de fluide, et comprenant un revêtemçnt d'isolation acoustique selon

l'une quelconque des revendications 1 à 15, dispositif carac-

térisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif de com-

mande automatique agencé pour détecter les bruits présents dans la conduite ou qui en sortent et pour positionner les couches perforées (3, 5; 22, 24; 34, 38) l'une par rapport

à l'autre pour obtenir une suppression optimale des bruits.