FR2927952A1

FR2927952A1 - Paroi insonorisante, en particulier pour nacelle de turboreacteur

Info

Publication number: FR2927952A1
Application number: FR0801061A
Authority: FR
Inventors: Emmanuel Didier Drevon; Jacques Michel Albert Julliard; Jacky Novi Mardjono; Georges Jean Xavier Riou; Laurent Georges Valleroy
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2008-02-27
Publication date: 2009-08-28

Abstract

Paroi de forme cylindrique insonorisante, en particulier pour une nacelle de turboréacteur, comprenant un premier étage (42) de résonateurs, ayant une configuration cylindrique continue et comportant une structure alvéolaire (48) montée entre une feuille interne perforée (46) et une feuille intermédiaire poreuse (50), et un second étage (44) de résonateurs, formé de secteurs angulaires juxtaposés et comportant une structure alvéolaire (52) montée entre la feuille intermédiaire poreuse (50) et une feuille externe imperméable (54).

Description

PAROI INSONORISANTE, EN PARTICULIER POUR NACELLE DE TURBOREACTEUR

L'invention concerne une paroi insonorisante de forme quasi-cylindrique, ainsi que des parois formant une veine quasi-annulaire, en particulier pour une nacelle de turboréacteur d'avion. La nacelle d'un turboréacteur délimite autour de celui-ci une veine d'écoulement d'air dans laquelle l'air est refoulé par une soufflante montée à l'avant du turboréacteur. La paroi interne de la nacelle, en particulier à l'entrée d'air dans la nacelle, a une structure insonorisante comprenant au moins un étage de résonateurs formé d'une âme alvéolaire placée entre une feuille perforée et une feuille imperméable de fermeture des alvéoles. L'épaisseur de cette structure devient actuellement plus importante, pour l'absorption de bruits à plus basse fréquence en raison de la diminution du nombre d'aubes de la soufflante et de la réduction des vitesses de rotation. La structure alvéolaire interne de cette paroi insonorisante n'est pas continue, en raison de l'impossibilité de donner une forme cylindrique à une âme alvéolaire du type nid d'abeille, qui prend une double courbure et se plie en forme de selle de cheval. L'âme de la paroi insonorisante d'une nacelle est donc constituée de panneaux en forme de secteurs angulaires qui sont juxtaposés et fixés bout à bout au moyen d'une mousse de polymère qui est injectée dans les alvéoles des bords adjacents des panneaux. Les zones de liaison entre les panneaux sont des bandes de largeur plus ou moins importante dans lesquelles les cavités des résonateurs sont partiellement ou totalement obstruées et qui constituent des zones de rupture brusque d'impédance acoustique qui dégradent de façon sensible les performances d'insonorisation de la paroi, notamment par conversion de modes en modes plus difficiles à absorber ou par conversion de modes de conduit non propagatifs en modes propagatifs. De plus, ces zones densifiées diminuent la surface active de la structure alvéolaire et donc l'efficacité de la paroi insonorisante.

2 A l'entrée d'air de la soufflante d'un turboréacteur de moyenne à forte puissance, l'épaisseur de la paroi insonorisante peut être de l'ordre de 40 à 50 mm et comprend en général deux étages superposés de résonateurs ayant des épaisseurs différentes pour absorber les bruits sur une bande de fréquences plus étendue. Les deux étages sont formés de panneaux sectorisés qui sont fixés bout à bout et comportent chacun des zones de rupture d'impédance qui dégradent les performances d'insonorisation. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, 10 économique et efficace à ce problème. Elle propose une paroi insonorisante quasi-cylindrique, comprenant une première structure alvéolaire placée entre une feuille interne perforée et une feuille poreuse intermédiaire et une seconde structure alvéolaire placée entre la feuille poreuse intermédiaire et une feuille externe 15 imperméable, caractérisée en ce que la première structure alvéolaire a une configuration cylindrique continue sans discontinuité et est portée par la seconde structure alvéolaire qui est formée de secteurs angulaires juxtaposés et fixés bout à bout. La paroi insonorisante selon l'invention se distingue de la technique 20 connue en ce qu'elle comprend un premier étage de résonateurs qui ne comporte pas de zone de rupture d'impédance, ce qui permet de contrôler en totalité l'impédance acoustique de la paroi insonorisante et de ne pas avoir de bandes inactives de traitement acoustique, grâce au fait que la paroi selon l'invention comprend un double résonateur sur la majeure partie 25 de son étendue et un résonateur simple, formé par la première structure alvéolaire, dans les zones de liaison des secteurs angulaires de la seconde structure alvéolaire. La première structure alvéolaire a avantageusement une épaisseur relativement faible, inférieure à celle de la seconde structure, de sorte 30 qu'elle peut plus facilement être mise en forme cylindrique d'un seul tenant,

3 alors que la seconde structure alvéolaire, plus épaisse, est constituée de panneaux juxtaposés et fixés bout à bout. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la feuille interne perforée de la paroi insonorisante est continue, - la feuille externe imperméable de cette paroi insonorisante est continue, - la feuille poreuse intermédiaire de la paroi insonorisante a des bords qui se recouvrent, - en variante, la feuille poreuse intermédiaire a des bords qui sont écartés l'un de l'autre, - les structures alvéolaires sont métalliques, en matériau composite ou en carton traité tel que du Nomex , - la feuille interne est perforée, - la feuille intermédiaire poreuse et la feuille externe imperméable sont métalliques ou en matériau composite à fibres de verre ou de carbone. L'invention propose également une nacelle de turboréacteur, caractérisée en ce qu'elle comprend une paroi interne insonorisante cylindrique du type décrit ci-dessus. Cette paroi insonorisante peut être fixée à la nacelle par boulonnage ou rivetage à travers sa feuille externe imperméable. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un turboréacteur ; - la figure 2 est une vue schématique en perspective d'une paroi insonorisante de la nacelle du turboréacteur ; -les figures 3 et 4 représentent schématiquement des zones de 30 jonction des premiers et seconds étages d'une paroi insonorisante d'un type connu ;

4 - les figures 5, 6 et 7 représentent schématiquement des zones de jonction des étages d'une paroi insonorisante selon l'invention. En figure 1, qui est une vue très schématique en coupe axiale d'un moteur d'avion, la référence 10 désigne une nacelle entourant un turboréacteur 12 qui comprend à l'avant une soufflante 14 tournant à l'intérieur de la nacelle 10 et générant un flux d'air secondaire qui s'écoule dans un conduit annulaire 15 formé entre la nacelle et le turboréacteur et qui fournit une partie de la poussée produite par le moteur. La paroi interne de la nacelle, délimitant la veine d'écoulement du flux secondaire, comporte au moins localement une paroi insonorisante 16 à un ou deux étages de résonateurs, du type représenté en figure 2. Dans cette figure, la paroi insonorisante 16 est constituée d'un premier étage 18 de résonateurs, formé par une structure alvéolaire en nid d'abeille 20, placée entre une feuille perforée 22 et une feuille intermédiaire poreuse 24, et d'un second étage 26 de résonateurs, formé par une structure alvéolaire 28 en nid d'abeille placée entre la feuille intermédiaire poreuse 24 et une feuille imperméable 30. La paroi insonorisante 16 est fixée à la nacelle par boulonnage ou rivetage de sa feuille externe imperméable 30, qui est en général du type multiplis. Cette paroi insonorisante 16 ne peut être incurvée pour former un cylindre continu, les structures en nid d'abeille ayant tendance à se plier en selle de cheval, c'est-à-dire avec une courbure dans une direction et une autre courbure dans une direction perpendiculaire. Dans la technique connue, l'âme de la paroi 16 de la nacelle est donc constituée de panneaux en forme de secteurs angulaires qui sont juxtaposés et fixés bout à bout de la façon représentée schématiquement aux figures 3 et 4. La figure 3 représente une zone de jonction entre deux panneaux du premier étage 18, tandis que la figure 4 représente une zone de jonction entre deux panneaux clu second étage 26 de la paroi 16. La zone de jonction 32 de deux panneaux du premier étage 18 est formée d'une mousse de polymère qui remplit les alvéoles des bords adjacents des deux panneaux, cette mousse obturant partiellement ou totalement les parties de la feuille perforée 22 et de la feuille intermédiaire 5 poreuse 24 qui se trouvent aux extrémités des alvéoles. De façon similaire, la zone de jonction 36 de la figure 4, qui relie deux panneaux adjacents du second étage 26 de résonateurs, est formée d'une mousse de polymère qui remplit totalement ou partiellement les alvéoles des bords adjacents des panneaux du second étage 26 et qui obture également les parties de la feuille intermédiaire poreuse 24 qui se trouvent aux extrémités de ces alvéoles. Ces zones de jonction 32 et 36 forment des bandes ayant une certaine largeur, correspondant à environ deux fois la dimension d'une alvéole, et qui ont une résistance acoustique infinie et dégradent les performances d'insonorisation de la paroi 16.

L'invention permet de pallier ces inconvénients au moyen d'une paroi insonorisante 40 à deux étages de résonateurs, dont le premier étage a une forme cylindrique continue ne comportant pas de discontinuité et de zones de jonction telles que celle 32 représentée en figure 3. Le premier étage 42 de résonateurs de la paroi insonorisante selon l'invention a (figures 5 à 7) une épaisseur inférieure à celle du second étage 44 de résonateur, cette épaisseur étant par exemple égale à 1 /3 de l'épaisseur totale de la paroi insonorisante qui est globalement comprise entre 25 et 40 mm environ, et peut plus facilement être mis en forme cylindrique qu'un étage en nid d'abeille d'épaisseur plus importante.

Ce premier étage 42 comprend une feuille perforée 46 qui est continue et qui recouvre une structure cylindrique 48 en nid d'abeille appliquée sur une feuille intermédiaire poreuse 50 qui recouvre les alvéoles de la structure en nid d'abeille 52 du second étage 44, fermés à leur extrémité opposée par une feuille imperméable continue 54.

Ce second étage est constitué, comme dans la technique connue, de panneaux formant des secteurs angulaires de cylindre qui sont juxtaposés et fixés bout à bout au moyen d'une mousse de polymère 56 remplissant plus ou moins complètement les alvéoles des bords adjacents des panneaux, comme représenté en figure 7. Lors de la mise en forme cylindrique du premier étage de résonateurs 42, les bords 58 de la feuille intermédiaire poreuse 50 peuvent être écartés l'un de l'autre comme représenté en figure 5, ou bien peuvent se chevaucher comme représenté en figure 6. II est avantageux que ces bords se trouvent au niveau d'une des zones de jonction 56 entre panneaux adjacents du second étage 44 de résonateurs, comme représenté en figure 7. Dans la paroi insonorisante selon l'invention, le premier étage de résonateurs est continu et s'étend sur 360° autour de l'axe, ce qui permet de contrôler les variations de résistance acoustique dues aux jonctions de secteurs angulaires du second étage de résonateurs, et d'empêcher que la résistance acoustique globale de la paroi passe localement par une valeur infinie. Les structures alvéolaires 42, 44 peuvent être métalliques, en matériau composite ou en carton traité tel que du Nomex , la feuille interne perforée 46, la feuille intermédiaire 50 et la feuille externe 54 peuvent être métalliques ou en matériau composite, en particulier à base de fibres de verre ou de carbone. La dimension des alvéoles dans le plan des structures 42, 44 est typiquement de l'ordre du centimètre.

Claims

REVENDICATIONS

1. Paroi insonorisante quasi-cylindrique, comprenant une première structure alvéolaire (48) placée entre une feuille interne perforée (46) et une feuille poreuse intermédiaire (50) et une seconde structure alvéolaire (52) placée entre la feuille poreuse intermédiaire (50) et une feuille externe imperméable (54), caractérisée en ce que la première structure alvéolaire (48) a une configuration cylindrique continue sans discontinuité et est portée par la seconde structure alvéolaire (52) qui est formée de secteurs angulaires juxtaposés et fixés bout à bout.

2. Paroi selon la revendication 1, caractérisée en ce que la feuille interne perforée (46) est continue.

3. Paroi selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la feuille externe imperméable (54) est continue.

4. Paroi selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la feuille poreuse intermédiaire (50) a des bords (58) qui se recouvrent.

5. Paroi selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la feuille poreuse intermédiaire (50) a des bords (58) qui sont écartés l'un de l'autre.

6. Paroi selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première structure alvéolaire (42) a une épaisseur inférieure à celle de la seconde structure alvéolaire (52).

7. Paroi selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les secteurs juxtaposés de la seconde structure alvéolaire (44) sont fixés les uns aux autres par une mousse de polymère (56) qui remplit les alvéoles des bords juxtaposés de ces secteurs.

8. Paroi selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les structures alvéolaires (42), (44) sont du type en nid d'abeille. 8

9. Paroi selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les structures alvéolaires (42), (44) sont métalliques, en matériau composite ou en carton traité.

10. Paroi selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la feuille interne perforée (46), la feuille intermédiaire poreuse (50) et la feuille externe imperméable (54) sont métalliques ou en matériau composite à fibres de verre ou de carbone.

11. Nacelle de turboréacteur, caractérisée en ce qu'elle comprend une paroi interne insonorisante selon l'une des revendications 1 à 10.

12. Nacelle selon la revendication 11, caractérisée en ce que la paroi insonorisante est fixée à la nacelle par boulonnage ou rivetage à travers sa feuille externe imperméable (54).