FR2913137A1

FR2913137A1 - Procede de fabrication d'un panneau d'absorption acoustique notamment pour nacelle d'aeronef

Info

Publication number: FR2913137A1
Application number: FR0701418A
Authority: FR
Inventors: Laurent Georges Valleroy; Florent Bouillon
Original assignee: Aircelle SA
Current assignee: Safran Nacelles SAS
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-08-29
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: US8047326B2; RU2009135690A; US20100108435A1; FR2913137B1; CN101601086A; BRPI0807682A2; RU2450367C2; CN101601086B; WO2008113904A3; EP2140445A2; CA2677558A1; WO2008113904A2; CA2677558C

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un panneau d'absorption acoustique notamment pour nacelle de moteur d'aéronef, ce panneau étant du type comprenant au moins une âme alvéolaire revêtue sur l'une de ses faces d'une peau dite externe perméable à l'air et sur l'autre de ses faces d'une peau dite interne perforée, cette âme alvéolaire étant formée par la jonction bord-à-bord d'une pluralité de blocs à âmes alvéolaires (B1, B2).Ce procédé comprend les étapes consistant :a) préalablement à la jonction bord-à-bord des blocs à âmes alvéolaires (B1, B2), à ouvrir les alvéoles (A1, A2) situées sur les bords des blocs destinés à être joints, etb) à joindre bord-à-bord et à sec ces blocs (B1, B2) de manière que les alvéoles ouvertes (A1, A2) s'imbriquent les unes dans les autres.

Description

La présenl:e invention se rapporte au domaine de la réduction du bruit

émis par les moteurs notamment d'aéronefs. Une préoccupation constante dans le domaine de l'industrie aéronautique, imposée notamment par la législation récente, consiste en la réduction du bruit émis par les moteurs d'aéronefs, et en particulier par les turboréacteurs. Il est connu qu'une partie importante de ce bruit est engendrée dans la zone d'entrée d'air de la nacelle à l'intérieur de laquelle est logé le moteur.

Dans cette zone en effet se trouve la soufflante du moteur, laquelle engendre un très fort bruit d'aspiration et de cisaillement de l'air. Il est également connu de placer des panneaux d'absorption acoustique sur la face interne de la zone d'entrée d'air de la nacelle, afin de réduire le bruit engendré dans cette zone.

Ces panneaux sont typiquement formés de blocs à âme alvéolaire (structure couramment dite en nid d'abeille ), revêtus sur leur face dite externe, c'est-à-dire la plus éloignée radialement de l'axe du moteur, d'une peau imperméable à l'air, et sur leur face interne, c'est-à-dire la plus proche radialement de l'axe du moteur, d'une peau perméable à l'air.

De tels panneaux constituent des résonateurs acoustiques aptes à piéger le bruit, et donc à atténuer les émissions sonores en direction de l'extérieur de la nacelle. Pour des raisons pouvant tenir par exemple à la géométrie de la nacelle, ou à des contraintes structurelles (par exemple : besoin de plusieurs densités différentes d'âmes alvéolaires), il est souvent nécessaire de mettre bout-à-bout plusieurs blocs à âmes alvéolaires pour former les panneaux d'absorption acoustique. Dans ce cas, les zones de jonction entre ces blocs doivent être traitées avec un soin tout particulier si l'on souhaite conserver une bonne 30 efficacité d'absorption acoustique. Une technique courante utilisée pour relier ces blocs entre eux consiste à enduire les bords adjacents de ces blocs d'une colle qui se transforme en mousse à la cuisson, et qui forme ainsi une sorte de bande de liaison en matériau expansé entre ces bords.

L'avantage de cette technique est qu'elle permet d'obtenir un panneau qui, d'un point de vue mécanique, se comporte comme s'il était formé d'un seul bloc. L'inconvénient de cette technique est que la bande de liaison formée par la colle cuite remplit localement les alvéoles des blocs, et diminue ainsi la surface acoustique efficace du bloc ; de plus, une telle bande de liaison constitue une rupture d'impédance acoustique qui grève également l'efficacité acoustique du bloc. La présente invention a notamment pour but de supprimer ces 10 inconvénients. On atteint ce but de l'invention avec un procédé de fabrication d'un panneau d'absorption acoustique notamment pour nacelle de moteur d'aéronef, ce panneau étant du type comprenant au moins une âme alvéolaire revêtue sur l'une de ses faces d'une peau dite externe imperméable à l'air et 15 sur l'autre de ses faces d'une peau dite interne perforée, cette âme alvéolaire étant formée par la jonction bord-à-bord d'une pluralité de blocs à âmes alvéolaires, ce procédé étant remarquable en ce qu'il comprend les étapes consistant : a) préalablement à la jonction bord-à-bord des blocs à âmes 20 alvéolaires, à ouvrir les alvéoles situées sur les bords des blocs destinés à être joints, et b) à joindre bord-à-bord et à sec ces blocs de manière que les alvéoles ouvertes s'imbriquent les unes dans les autres. D'un poins: de vue acoustique, l'imbrication à sec (c'est-à-dire sans 25 colle) d'alvéoles préalablement ouvertes permet d'obtenir un panneau dont pratiquement toutes les alvéoles contribuent à l'atténuation du bruit. De plus, l'absence de colle permet de supprimer les barrières d'impédance acoustique constatées dans les panneaux de la technique antérieure. 30 D'un point de vue mécanique, on a pu se rendre compte que, de manière surprenante, un panneau obtenu selon le présent procédé offrait une résistance mécanique sensiblement comparable à celle des panneaux de la technique antérieure. Ainsi, grâce aux caractéristiques susmentionnées, le procédé selon 35 l'invention permet d'obtenir un panneau qui, bien qu'étant formé de l'assemblage d'une pluralité de blocs, présente une excellente homogénéité 3 d'absorption acoustique sur l'ensemble de son étendue ainsi qu'un comportement mécanique satisfaisant. Suivant d'autres caractéristiques optionnelles du procédé selon l'invention : - ce procédé comprend une étape préliminaire consistant à choisir des blocs à âmes alvéolaires de taille légèrement supérieure à la taille finale souhaitée, et une étape cl) dans laquelle on maintient l'imbriquement réalisé à l'étape b) par mise sous contrainte de ces blocs : grâce à ces caractéristiques, on peut maintenir en appui l'un contre l'autre les bords de ces blocs, et obtenir ainsi, in fine, un panneau acoustique présentant sensiblement les mêmes caractéristiques mécaniques que s'il était formé d'un seul bloc ; - ce procédé comprend l'étape c2) dans laquelle on maintient l'imbriquement réalisé à l'étape b) au moyen d'organes de fixation tels que des cavaliers ou des agrafes : cette étape, qui peut être être mise en oeuvre seule ou en plus de l'étape précédente, permet de réaliser une liaison très résistante entre les bords des deux blocs adjacents ; - ce procédé comprend l'étape d) consistant à assembler en superposition des ensembles de blocs joints entre eux conformément à l'une quelconque des étapes a) à c2) : ce procédé peut être utilisé pour la fabrication de panneaux multicouches, nécessaires pour certaines applications. La présente invention se rapporte également à un élément destiné à entourer un moteur, remarquable en ce qu'il est équipé d'au moins un panneau d'absorption acoustique obtenu par un procédé conforme à ce qui précède : un tel élément permet une atténuation particulièrement efficace du bruit émis par le moteur qu'il entoure. La présente invention se rapporte également à une nacelle d'aéronef, remarquable en ce qu'elle comprend au moins un élément conforme à ce qui précède. De manière optionnelle, ledit élément peut être situé dans la zone 30 d'entrée d'air de ladite nacelle : une telle nacelle permet plus particulièrement d'atténuer le bruit émis par la soufflante du moteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, et à l'examen des figures ci-annexées, dans lesquelles : 35 - la figure 1 est une vue en coupe d'un panneau d'absorption acoustique monocouche selon la présente invention, -la figure 2 est une vue en couche d'un panneau d'absorption acoustique bicouche selon la présente invention, - la figure 3 est une vue schématique partielle et de dessus de la zone de jonction de deux blocs à âmes alvéolaires formant un panneau 5 d'absorption acoustique selon la présente invention, et - la figure 4 est une vue réelle (photographiée) d'une telle zone de jonction. On se reporte à présent à la figure 1, sur laquelle on peut voir qu'un panneau d'absorption acoustique monocouche selon l'invention comprend 10 typiquement plusieurs, et en l'espèce deux blocs à âmes alvéolaires B1, B2 pris en sandwich entre une peau dite interne 1 et une peau dite externe 3. Ces deux blocs à âmes alvéolaires B1, B2 coopèrent l'un avec l'autre dans une zone de jonction 5 dont les caractéristiques seront détaillées ci-après. 15 Comme cela est visible sur les figures 3 et 4, les alvéoles respectives Al, A2 des blocs B1, B2 présentent en l'espèce des sections hexagonales, formant ainsi des structures dites en nid d'abeille . Comme on peut le voir sur la figure 1, la section des alvéoles Al du bloc B1 peut être par exemple inférieure à celle des alvéoles A2 du bloc B2, de 20 manière à répondre à des contraintes acoustiques et/ou mécaniques imposées par le cahier des charges du constructeur. Le matériau formant les alvéoles des blocs B1 et B2 peut être typiquement un alliage métallique léger adapté au domaine aéronautique ; le matériau formant la peau interne 1 peut être réalisé en tôle ou en tissu, et 25 comporte des perforations 7 situées en vis-à-vis des alvéoles Al, A2 ; le matériau formant la peau externe 3 peut être un matériau composite multicouche. Le principe de fonctionnement d'un tel panneau acoustique est connu en soi : ce panneau est destiné à être monté dans la paroi interne d'une 30 nacelle d'aéronef de manière que la peau interne 1 soit située en vis-à-vis du moteur qui se trouve dans cette nacelle. Le bruit émis par ce moteur pénètre dans les alvéoles Al, A2 par l'intermédiaire des orifices 7 situés dans la peau interne 1, et vibre à l'intérieur de ces alvéoles qui constituent des résonateurs acoustiques, permettant ainsi 35 une dissipation de l'énergie acoustique et une réduction consécutive du niveau de bruit.

On se reporte à présent à la figure 2, sur laquelle on a représenté un panneau bicouche selon l'invention comprenant deux couches de blocs à âmes alvéolaires, formées respectivement par des blocs B1, B2 et B1', B2', ces couches étant assemblées entre elles par des moyens connus et prises en sandwich entre une peau interne 1 et une peau externe 3 analogues à celles de la figure 1. Dans ce panneau bicouche, les blocs à âmes alvéolaires B1, B2 d'une part et B1', et B2' d'autre part coopèrent entre eux respectivement dans des zones de jonction 5, 5' dont les caractéristiques vont à présent être explicitées. Pour cela on se reporte aux figures 3 et 4, sur lesquelles on peut voir que dans la zone de coopération 5 des deux blocs B1, B2, les alvéoles respectives, Al, A2 situées sur les bords adjacents de ces deux blocs ont été préalablement ouvertes, de manière à pouvoir s'imbriquer les unes dans les autres. En réalité, comme cela est visible sur la figure 4, l'imbrication des alvéoles Al, A2 les unes dans les autres n'est pas aussi parfaitement géométrique que cela est représenté à la figure 3. II peut d'ailleurs s'avérer nécessaire de retoucher ces alvéoles 20 préalablement à leur ümbrication, notamment dans le cas où elles seraient trop déformées, voire couchées. Ceci n'affecte toutefois nullement les avantages de l'invention qui vont être indiqués à présent. Il est apparu que l'imbrication mutuelle des alvéoles des bords de 25 blocs adjacents permettait d'obtenir un panneau d'absorption acoustique dont le comportement mécanique est sensiblement comparable à celui d'un panneau classique dans lequel les blocs sont collés entre eux. En particulier, on a pu constater que la résistance aux efforts tranchants de panneaux acoustiques obtenus avec le procédé selon la 30 présente invention était sensiblement homogène sur toute l'étendue de ces panneaux, y compris dans les zones de jonction de blocs à âmes alvéolaires. Une telle homogénéité de résistance est essentielle car elle permet d'éviter de reporter des efforts parasites notamment de flexion dans la peau externe 3.

35 On a pu constater qu'un comportement mécanique encore meilleur pouvait être obtenu en maintenant les blocs à âmes alvéolaires contraints les uns contre les autres : ceci permet en effet de renforcer la qualité de l'imbrication mutuelle des alvéoles des bords de ces blocs. Une façon de réaliser ce maintien en contrainte peut être de prévoir des blocs présentant une surface légèrement supérieure à celle des emplacements dans lesquels ils doivent être positionnés et de les insérer légèrement à force dans ces emplacements. Une autre manière d'améliorer la qualité de la liaison entre ces blocs, éventuellement complémentaire de la précédente, peut être de prévoir des moyens mécaniques de liaison entre les alvéoles situées sur les bords de ces blocs, de tels moyens pouvant comprendre par exemple des cavaliers ou des agrafes. Comme on peut le comprendre à la lumière de ce qui précède, l'imbrication des alvéoles situées sur les bords des blocs constitue une alternative satisfaisante, du point de vue mécanique, à la liaison par colle de la technique antérieure. D'un point de vue acoustique, cette liaison à sec permet d'éviter de remplir de colle les alvéoles Al, A2 situées dans la zone de jonction 5 des blocs B1 et B2 : ces alvéoles demeurent de la sorte disponibles pour contribuer à l'atténuation du bruit provenant du côté de la peau externe 1 destinée à être placée du côté du moteur de l'aéronef. En d'autres termes, l'absence de colle permet d'augmenter la surface spécifique d'absorption acoustique du panneau. De plus, l'absence de colle permet de supprimer toute barrière d'impédance acoustique au sein du panneau, ce qui contribue également à son 25 efficacité d'absorption. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, fournis à titre de simples exemples.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication d'un panneau d'absorption acoustique notamment pour nacelle de moteur d'aéronef, ce panneau étant du type comprenant au moins une âme alvéolaire revêtue sur l'une de ses faces d'une peau dite externe imperméable à l'air et sur l'autre de ses faces d'une peau dite interne perforée, cette âme alvéolaire étant formée par la jonction bord-àbord d'une pluralité de blocs à âmes alvéolaires (B1, B2), ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant : a) préalablement à la jonction bord-à-bord des blocs à âmes 10 alvéolaires (B1, B2), à ouvrir les alvéoles (Al, A2) situées sur les bords des blocs destinés à être joints, et b) à joindre bord-à-bord et à sec ces blocs (B1, B2) de manière que les alvéoles ouvertes (Al, A2) s'imbriquent les unes dans les autres.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il 15 comprend une étape préliminaire consistant à choisir des blocs à âmes alvéolaires (B1, B2) de taille légèrement supérieure à la taille finale souhaitée, et une étape c1) dans laquelle on maintient l'imbriquement réalisé à l'étape b) par mise sous contrainte de ces blocs.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce 20 qu'il comprend l'étape c2) dans laquelle on maintient l'imbriquement réalisé à l'étape b) au moyen d'organes de fixation tels que des cavaliers ou des agrafes.

4. Procédé selon rune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape d) consistant à 25 assembler en superposition des ensembles de blocs (B1, B2 et B1', B2') joints entre eux conformément à l'une quelconque des étapes a) à c2).

5. Elément destiné à entourer un moteur, caractérisé en ce qu'il est équipé d'au moins un panneau d'absorption acoustique obtenu par un procédé conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 30

6. Nacelle, pour moteur d'aéronef, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un élément conforme à la revendication 5.

7. Nacelle selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit élément est situé dans la zone d'entrée d'air de ladite nacelle.