WO2008104716A2 - Procede de realisation d ' un revetement pour le traitement acoustique et revetement ainsi obtenu - Google Patents

Procede de realisation d ' un revetement pour le traitement acoustique et revetement ainsi obtenu Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a process for producing a coating for acoustic treatment incorporating a honeycomb structure with a complex shape, said coating being more particularly adapted to cover a leading edge of an aircraft, in particular an air intake. air of a nacelle.
  • a coating for acoustic treatment incorporating a honeycomb structure with a complex shape
  • said coating being more particularly adapted to cover a leading edge of an aircraft, in particular an air intake. air of a nacelle.
  • a coating for acoustic treatment also called acoustic panel, comprises from the outside to the inside an acoustically resistive porous layer, at least one honeycomb structure and a reflective or impermeable layer.
  • the acoustically resistive porous layer is a porous structure having a dissipative role, partially transforming the acoustic energy of the sound wave passing through it into heat. It includes so-called open zones capable of passing acoustic waves and other so-called closed or full not allowing the sound uncles but intended to ensure the mechanical strength of said layer.
  • This acoustically resistive layer is characterized in particular by an open surface area which varies essentially according to the engine, the components constituting said layer.
  • the honeycomb structure is delimited by a first imaginary surface at which the acoustically resistive porous layer is directly or indirectly reportable and by a second imaginary surface at which the reflective layer can be directly or indirectly reported. and comprises a plurality of ducts opening on the one hand at the first surface and secondly on the second surface. These ducts are closed by the acoustically resistive porous layer on the one hand and the reflective layer on the other hand so as to form a cell.
  • a honeycomb structure is used to form the honeycomb structure of a coating for acoustic treatment. Different types of materials can be used to form the honeycomb.
  • a honeycomb is obtained from strips disposed in a vertical plane extending in a first direction, each strip being alternately connected to the adjacent strips with a spacing between each bonding zone.
  • a honeycomb panel is obtained, the strips forming the side walls of the hexagonal section ducts.
  • a honeycomb structure may comprise a first series of rectangular strips and a second series of rectangular strips each comprising cutouts for assembling them so as to form a planar honeycomb structure.
  • the complex In the case of a coating for the acoustic treatment, the complex is made flat, namely the acoustically resistive and reflective porous layers are connected to the honeycomb structure in a planar configuration. Subsequently, the complex is shaped at the surface to be treated. In the case of a flat wall or a cylindrical wall of a nacelle of large diameter, this shaping can be performed. It is different for small diameter pipes or complex surfaces, for example with two radii of curvature as an air inlet of a nacelle.
  • the honeycomb structure when the honeycomb structure is curved according to a first radius of curvature oriented upwards and disposed in a first plane, this tends to cause a radius of curvature oriented downwards and arranged in a plane substantially perpendicular to the first, the honeycomb structure in the form of a horse saddle or a hyperbolic paraboloid.
  • the existing solution would not be satisfactory because the shaping causes random deformation of the side walls of the ducts of the honeycomb structure so that it is difficult to determine the positioning said side walls of the ducts, the latter being concealed by the reflector and acoustically resistive layers.
  • the extent of acoustically treated surfaces is limited inside the ducts of the nacelle, said treated surfaces not extending at the lip of the entrance of the nacelle. air of a nacelle.
  • the present invention aims at overcoming the disadvantages of the prior art, by proposing a method of producing a coating for acoustic treatment incorporating a cellular structure enabling said coating to be shaped according to a complex surface without altering its properties. mechanical characteristics, said coating having a simple design and manufacturing costs adapted to the market.
  • the subject of the invention is a method for producing a coating for the acoustic treatment reported at the level of a surface to be treated of an aircraft, in particular at a leading edge such as a air intake of an aircraft nacelle, said coating for the acoustic treatment including from inside to outside a reflective layer, a cellular structure and an acoustically resistive layer, characterized in that it consists of:
  • first bands being intersecting with the second strips so as to delimit a duct between first two adjacent strips and second two adjacent strips, - cut each strip according to their previously defined geometries
  • the honeycomb structure of the invention is not deformed once it is assembled.
  • FIG. 1 is a perspective view of a propulsion assembly of an aircraft
  • FIG. 2 is a longitudinal section illustrating an air inlet of a nacelle comprising a coating for the acoustic treatment according to the invention
  • FIG. 3 is an elevational view illustrating a longitudinal strip arranged in a radial plane
  • FIG. 4A is an elevational view illustrating a first transverse strip disposed along a first secant surface at radial planes
  • FIG. 5B is a perspective view illustrating the first strip illustrated in Figure 4A 1 - 5A is an elevational view illustrating a second transverse strip disposed in a second cutting surface to the radial planes, said second surface in the top part the lip of a nacelle air inlet,
  • FIG. 5B is a perspective view illustrating the second band illustrated in FIG. 5A which can be bent to nest in the first bands,
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating a honeycomb structure according to the invention capable of being adapted to an angular sector of an air inlet
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating in detail the connection between a longitudinal strip and a transverse strip
  • FIG. 8 is a view from above illustrating a coating according to the invention.
  • FIG. 9 is a section illustrating a coating according to the invention.
  • the present invention is now described applied to an air intake of a propulsion unit of an aircraft. However, it can be applied to the different leading edges of an aircraft or to the different surfaces of an aircraft at which an acoustic treatment is performed.
  • FIG. 1 shows a propulsion unit 10 of an aircraft connected under the wing by means of a mast 12.
  • This propulsion unit could be connected to other zones of the aircraft.
  • This propulsion unit comprises a nacelle 14 in which is disposed substantially concentrically a drive driving a fan mounted on its shaft 16.
  • the longitudinal axis of the nacelle is referenced 18.
  • the nacelle 14 comprises an inner wall 20 delimiting a duct asec a air inlet 22 at the front, a first part of the incoming air flow, called primary flow, passing through the engine to participate in combustion, the second part of the air flow, called secondary flow, being driven by the blowing and flowing in an annular conduit defined by the inner wall 20 of the nacelle and the outer wall of the engine.
  • the upper part 24 of the air inlet 22 describes a substantially circular shape which extends in a plane which may be substantially perpendicular to the longitudinal axis 18, as shown in FIG. 2, or not perpendicular, with the portion summit at 12 o'clock slightly advanced.
  • other forms of air intake can be envisaged.
  • aerodynamic surface means the envelope of the aircraft in contact with the aerodynamic flow.
  • this acoustic coating also called acoustic panel, comprises from inside to outside a reflector layer 28, a honeycomb structure 30 and an acoustically resistive layer 32.
  • the acoustic coating may comprise several cellular structures 30 separated by acoustically resistive layers called septum.
  • the reflective layer 28 may be in the form of a metal sheet or a skin consisting of at least one layer of woven or non-woven fibers embedded in a resin matrix.
  • the acoustically resistive layer 32 may be in the form of at least one layer of woven or non-woven fibers, the fibers preferably being coated with a resin to ensure the recovery of forces in the different directions of the fibers.
  • the acoustically resistive structure 32 comprises at least one porous layer in the form of, for example, a metallic or non-metallic fabric such as a Wiremesh and at least one structural layer per example a metal sheet or composite with oblong holes or microperforations.
  • the reflective layer and the acoustically resistive layer are not more detailed because they are known to those skilled in the art.
  • the honeycomb structure 30 corresponds to a volume defined on the one hand by a first imaginary surface 34 on which the reflective layer 28 is attached, and on the other hand by a second imaginary surface 36 on which the acoustically resistive layer 32 is attached, such as shown in Fig. 6.
  • the distance between the first imaginary surface 34 and the second imaginary surface 36 may not be constant. Thus this distance may be greater at the lip of the air inlet to give said structure a greater resistance including compression.
  • the honeycomb structure 30 comprises on the one hand a plurality of first strips 38 called longitudinal strips corresponding to the intersection of the volume with radial planes incorporating the longitudinal axis 18, and secondly, a plurality of second bands 40 called strips. cross-sections corresponding to the intersection of the volume with secant surfaces at radial planes.
  • each transverse strip 40 is substantially perpendicular to the tangent to the second imaginary surface 36 at the considered point.
  • each longitudinal band 38 is substantially perpendicular to the tangent of each transverse strip 40 at the point in question.
  • Secant surface means a plane or surface that is intersecting with the first imaginary surface 34 and the second imaginary surface 36. More generally, the honeycomb structure comprises a series of first strips 38 disposed at intersecting surfaces, said first strips 38 being non-intersecting and spaced apart from each other, and at least a second series of second strips 40 arranged at the level of intersecting surfaces, said second strips 40 being non-intersecting and spaced apart from each other.
  • the first bands 38 are intersecting with the second bands so as to delimit a duct between two adjacent first strips and second two adjacent strips.
  • the first bands in radial planes containing the longitudinal axis of the nacelle.
  • the second strips will be arranged so that they are substantially perpendicular to the first strips in order to obtain ducts with square, rectangular sections.
  • This solution also simplifies the design.
  • the sections of the conduits are evolutionary. Thus, they vary between a large section at the second imaginary surface 36 and a smaller section at the first imaginary surface 34.
  • first cutouts 42 are provided at the level of the longitudinal strips 38 which cooperate with second cutouts 44 at the level of the transverse strips 40.
  • the first and second cutouts 42 and 44 do not extend from one edge to the other to facilitate assembly.
  • the length of the first blanks 42 and the second blanks 44 are adjusted so that the edges of the longitudinal and transverse strips are arranged at the imaginary surfaces 34 and 36.
  • the first blanks 42 extend. from the edge of the longitudinal strips disposed at the second imaginary surface 36.
  • the second cutouts 44 extend from the edge of the transverse strips disposed at the first imaginary surface 34.
  • the shape of the alveolar structure 30 that it will have when it is in place at the level of the surface to be treated is digitized. The longitudinal and transverse strips are then positioned virtually in order to define for each of them their geometries.
  • the longitudinal strips 38 have a C shape with a first edge 46 likely to correspond with the first imaginary surface 34 and a second edge 48 capable of correspond to the second imaginary surface 36.
  • the distance between the edges 46 and 48 may vary from one band to another or along the profile of the same band.
  • the longitudinal strips 38 are cut in substantially flat plates. This flat cut simplifies manufacturing.
  • the shapes of the imaginary surfaces 34 and 36 are derived from the shapes of the edges 46 and 48 which are generated by cutting and not by deformation which guarantees a greater dimensional accuracy of said imaginary surfaces.
  • the transverse strips 40 have ring shapes with a first edge 50 likely to correspond with the first imaginary surface 34 and a second edge 52 may correspond with the second imaginary surface 36.
  • the edges 50 and 52 have a radius of curvature that can vary progressively as a function of the distance from the top portion 24, from a value R substantially corresponding to the radius of curvature of the duct forming the nacelle for the transverse bands 40, as illustrated in FIG. 4A, and an infinite radius, the edges 50 and 52 being substantially rectilinear, for the transverse band 40 disposed at the level of the upper part 24 of the air inlet as shown in FIG. 5A.
  • the transverse strips 40 are cut in substantially flat plates.
  • An advantage of the invention lies in the fact that the transverse and longitudinal strips are cut flat which contributes to simplify the manufacture and they do not undergo any forming operation which guarantees the adjustment of the cells on the refective layer and the acoustically resistive layer.
  • the transverse bands depending on their position, are sufficiently flexible to be optionally curved so as to nest in the longitudinal strips.
  • the transverse strips 40 disposed in areas of the honeycomb structure having a single radius of curvature, including substantially cylindrical portions are arranged in planes once assembled. Most of the transverse strips 40 are sufficiently flexible to be optionally curved along a radius of curvature r perpendicular to the surface of the strips, as shown in FIG.
  • the transverse bands 40 remote from the summit portion 24 are not curved, which corresponds to a radius of infinite curvature r, the transverse strips 40 having a radius of curvature r which decreases progressively as a function of the distance separating the transverse band considered from the summit portion 24 to a radius r substantially equal to the radius of the summit portion for the transverse strip 40, illustrated in Figures 5A and 5B, disposed at the top portion 24.
  • the strips are no longer deformed once assembled or when the reflective or acoustically resistive layers are put in place.
  • the acoustic coating thus formed having shapes adapted to those of the surface to be treated, it is no longer deformed when it is placed at the level of said surface to be treated. Therefore, unlike the prior art, the connection between the honeycomb structure and the reflective layer or the acoustically resistive layer is no longer likely to be damaged and the position of the walls of the ducts that correspond to the strips is perfectly known and corresponds to the desired position when scanning.
  • the strips 38 and 40 may be made of cardboard, metal (titanium, aluminum alloy steel), composite (glass fibers for example).
  • the materials used can be mixed, for example using glass fibers for the longitudinal strips and titanium for the transverse strips.
  • the metal will be chosen to give the structure good impact resistance, in particular impact to the bird.
  • the assembly of the strips can be manual or robotic. As illustrated in FIG. 7, the longitudinal strips 38 and the transverse strips 40 are assembled and then joined together by welding, for example a solder 54, or by gluing.
  • welding for example a solder 54
  • other solutions to provide a link between the bands can be envisaged.
  • the portions of the honeycomb structure disposed in line with the lip have a thickness greater than the parts of the honeycomb structure remote from said lip.
  • the edges of the strips can have more complex shapes and include several radii of curvature in order to obtain more complex surfaces.
  • the first cuts 42 'and 42 "consecutive may have a smaller gap to obtain a small spacing between the transverse strips 40' and 40" consecutive as shown in Figure 6.
  • the second cutouts 44 'and 44 "consecutive may have a smaller gap to obtain a small gap between the longitudinal strips 38, 38" consecutive as shown in Figure 6.
  • This arrangement makes it possible to obtain cells with variable sections.
  • the strips 38 and 40 may comprise cutouts 56 for making certain cells communicate with each other and obtain a network of conduits.
  • This solution makes it possible to generate a network of conduits, provided between the closely spaced adjacent strips 38 and 40, used to convey hot air and obtain the frost treatment function.
  • the non-communicating cells are used for the function of the acoustic treatment.
  • the acoustically resistive layer 32 comprises at least one skin with open areas 58 allowing the sound waves to pass and full areas 60 not allowing the sound waves to pass.
  • the shape, the dimensions, the number, the arrangement of the open zones 58 are adjusted so as to optimize the acoustic treatment by minimizing the disturbances in the aerodynamic flow flowing on the surface of the acoustically resistive layer.
  • the open zones 58 may have an oblong shape, the largest dimension of which is arranged in the direction of flow of the aerodynamic flow.
  • an open zone 58 comprises a single orifice whose shape corresponds to that of the open zone or a plurality of slightly spaced holes or microperforations covering said open zone.
  • the acoustically resistive structure 32 comprises at least one porous layer in the form of, for example, a metallic or non-metallic fabric such as a Wiremesh and at least one structural layer, for example a metal or composite sheet with open areas 58.
  • the acoustically resistive layer may comprise other holes, perforations or microperforations for the treatment of hot air frost, for example.
  • the acoustically resistive layer 32 is produced by arranging the open zones 58 as a function of the position of the side walls 38 and 40 of the cellular structure 30.
  • the open zones 58 are made, the acoustically resistive layer 32 is deposited on a preform whose shapes correspond to those of the surface of the honeycomb structure 30 on which said acoustically resistive layer 32 must be placed in order to obtain a better positioning of the open zones 58.
  • the acoustically resistive layer 32 and the honeycomb structure 30 are made, they are assembled by any appropriate means.
  • the honeycomb structure is metallic and the acoustically resistive layer 32 comprises a wiremesh 62 disposed between two structural metal layers 64, one of the two structural layers 64 being connected to the honeycomb structure by welding or gluing.
  • the acoustically resistive layer consists of a bone sheet / ec of microperforations at the open zones 58. According to the invention, a perfect positioning of the open zones 58 with respect to the side walls 38 and 40 of the structure is obtained. alveolar 30, said open areas 58 never being arranged in line with a side wall but at the right of a cell. Thus, the operation of the opening is always optimal for the acoustic treatment.
  • the open area ratio is determined as accurately as possible without providing a margin of error due to a bad positioning of the open areas relative to the side walls.
  • the acoustically resistive layer of the invention is also optimal in terms of aerodynamic characteristics insofar as the planned open zones ensure optimum operation in terms of acoustic treatment, none of which are provided at the right of a side wall. .

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Abstract

L'objet de l'invention est un procédé de réalisation d'un revêtement pour le traitement acoustique rapporté notamment au niveau d'un bord d'attaque tel qu'une entrée d'air d'une nacelle d'aéronef, ledit revêtement pour le traitement acoustique comportant une couche réf lectrice, une structure alvéolaire (30) et une couche acoustiquement résistive, ou il consiste à: numériser la forme de la structure alvéolaire (30) qu'elle aura lorsqu'elle sera mise en place au niveau de la surface à traiter; positionner de manière virtuelle afin d'en définir leurs géométries, deux séries de bandes (38, 40) de manière à délimiter un conduit entre d'une part deux bandes (38) adjacentes d'une première.série et d'autre part deux deuxièmes bandes (40) adjacentes d'une seconde série; découper chaque bande (38, 40) selon leurs géométries définies précédemment; réaliser dans chaque bandes (38, 40) des découpes pour permettre l'assemblage desdites bandes (38, 40); assembler les bandes (38, 40) de manière à obtenir une structure alvéolaire ayant des formes adaptées à la surface à traiter.

Description

PROCEDE DE REALISATION D'UN REVETEMENT POUR LE TRAITEMENT
ACOUSTIQUE INCORPORANT UNE STRUCTURE ALVEOLAIRE AVEC UNE
FORME COMPLEXE ET REVETEMENT POUR LE TRAITEMENT
ACOUSTIQUE AINSI OBTENU
La présente invention se rapporte à procédé de réalisation d'un revêtement pour le traitement acoustique incorporant une structure alvéolaire a^ec une forme complexe, ledit revêtement étant plus particulièrement adapté pour recouvrir un bord d'attaque d'un aéronef, notamment une entrée d'air d'une nacelle. Pour limiter l'impact des nuisances sonores à proximité des aéroports, les normes internationales sont de plus en plus contraignantes en matière d'émissions sonores.
Des techniques ont été développées pour réduire le bruit émis par un aéronef, et notamment le bruit émis par un ensemble propulsif, en disposant, au niveau des parois des conduits, des revêtements visant à absorber une partie de l'énergie sonore, notamment en utilisant le principe des résonateurs d'HelmhoItz. De manière connue, un revêtement pour le traitement acoustique, également appelé panneau acoustique, comprend de l'extérieur vers l'intérieur une couche poreuse acoustiquement résistive, au moins une structure alvéolaire et une couche réf lectrice ou imperméable.
Par couche, on entend une ou plusieurs couches de même nature ou non. La couche poreuse acoustiquement résistive est une structure poreuse ayant un rôle dissipatif, transformant partiellement l'énergie acoustique de l'onde sonore la traversant en chaleur. Elle comprend des zones dites ouvertes susceptibles de laisser passer les ondes acoustiques et d'autres dites fermées ou pleines ne laissant pas passer les oncles sonores mais destinées à assurer la résistance mécanique de ladite couche. Cette couche acoustiquement résistive se caractérise notamment par un taux de surface ouverte qui varie essentiellement en fonction du moteur, des composants constituant ladite couche. La structure alvéolaire est délimitée par une première surface imaginaire au niveau de laquelle est susceptible d'être rapportée directement ou indirectement la couche poreuse acoustiquement résistive et par une seconde surface imaginaire au niveau de laquelle est susceptible d'être rapportée directement ou indirectement la couche réflectrice et comprend une pluralité de conduits débouchant d'une part au niveau de la première surface, et d'autre part, au niveau de la seconde surface. Ces conduits sont obturés par d'une part la couche poreuse acoustiquement résistive, et d'autre part, la couche réflectrice de manière à former une cellule. Une structure en nid d'abeilles est utilisée pour former la structure alvéolaire d'un revêtement pour le traitement acoustique. Différents types de matériaux peuvent être utilisés pour former le nid d'abeilles.
Selon un mode de réalisation, un nid d'abeilles est obtenu à partir de bandes disposées dans un plan vertical s'étendant selon une première direction, chaque bande étant reliée de manière alternée aux bandes adjacentes avec un espacement entre chaque zone de liaison. Ainsi, lorsque l'ensemble des bandes assemblées est expansé selon une direction perpendiculaire à la première direction, on obtient un panneau alvéolaire, les bandes formant les parois latérales des conduits de section hexagonale. Cette structure permet d'obtenir de grandes résistances mécaniques à la compression et à la flexion. En variante comme décrit dans le document GB-2.024.380, une structure alvéolaire peut comprendre une première série de bandes rectangulaires et une seconde série de bandes rectangulaires comprenant chacune des découpes permettant de les assembler de manière à former une structure alvéolaire plane. Dans le cas d'un revêtement pour le traitement acoustique, le complexe est réalisé à plat, à savoir les couches poreuses acoustiquement résistives et réf lectrices sont reliées à la structure alvéolaire dans une configuration plane. Par la suite, le complexe est mis en forme au niveau de la surface à traiter. Dans le cas d'une paroi plane ou d'une paroi cylindrique d'une nacelle de diamètre important, cette mise en forme peut être réalisée. Il en est autrement pour les conduits de faibles diamètres ou les surfaces complexes, par exemple avec deux rayons de courbure comme une entrée d'air d'une nacelle. Ces difficultés de mise en forme découlent en premier lieu de la nature même du panneau alvéolaire qui a une forte résistance à la flexion. Ainsi, lorsque la structure alvéolaire est courbée selon un premier rayon de courbure orienté vers le haut et disposé dans un premier plan, cela tend à provoquer un rayon de courbure orienté vers le bas et disposé dans un plan sensiblement perpendiculaire au premier, la structure alvéolaire prenant la forme d'une selle de cheval ou d'un paraboloïde hyperbolique.
Ces difficultés de mise en forme découlent également de la nature de la liaison entre la structure alvéolaire et les couches qui n'est pas élastique. Ainsi, le nid d'abeilles étant fabriqué à plat sous contrainte, sa mise en forme le fragilise. Dans tous les cas, la mise en forme du complexe utilisé en tant que revêtement pour le traitement acoustique nécessite des outillages complexes et onéreux et demande un temps conséquent de cycles.
Selon une autre problématique, même si on parvenait à courber le complexe, la solution existante ne serait pas satisfaisante car la mise en forme entraîne des déformations aléatoires des parois latérales des conduits de la structure alvéolaire si bien qu'il est délicat de déterminer le positionnement desdites parois latérales des conduits, ces dernières étant cachées par les couches réf lectrice et acoustiquement résistive. Compte tenu des difficultés pour la mise en forme du complexe, l'étendue des surfaces traitées de manière acoustique est limitée à l'intérieur des conduits de la nacelle, lesdites surfaces traitées ne se prolongeant pas au niveau de la lèvre de l'entrée d'air d'une nacelle. Aussi, la présente invention vise à pallier aux inconvénients de l'art antérieur, en proposant un procédé de réalisation d'un revêtement pour le traitement acoustique intégrant une structure alvéolaire permettant audit revêtement de pouvoir être mis en forme selon une surface complexe sans altérer ses caractéristiques mécaniques, ledit revêtement ayant une conception simple et des coûts de fabrication adaptés au marché.
A cet effet, l'invention a pour objet un Procédé de réalisation d'un revêtement pour le traitement acoustique rapporté au niveau d'une surface à traiter d'un aéronef, notamment au niveau d'un bord d'attaque tel qu'une entrée d'air d'une nacelle d'aéronef, ledit revêtement pour le traitement acoustique comportant de l'intérieur vers l'extérieur une couche réf lectrice, une structure alvéolaire et une couche acoustiquement résistive, caractérisé en ce qu'il consiste à :
- numériser la forme de la structure alvéolaire qu'elle aura lorsqu'elle sera mise en place au niveau de la surface à traiter,
- positionner de manière virtuelle afin d'en définir leurs géométries, une première série de premières bandes non sécantes entre elles et espacées entre elles, et au moins une deuxième série de deuxièmes bandes non sécantes entre elles et espacées entre elles, les premières bandes étant sécantes avec les deuxièmes bandes de manière à délimiter un conduit entre d'une part deux premières bandes adjacentes et d'autre part deux deuxièmes bandes adjacentes, - découper chaque bande selon leurs géométries définies précédemment,
- réaliser dans chaque bandes des découpes pour permettre l'assemblage desdites bandes, - assembler les bandes de manière à obtenir une structure alvéolaire ayant des formes adaptées à la surface à traiter, et
- mettre en place la couche réflectrice et la couche acoustiquement résistive (32). Selon l'invention, grâces aux formes et aux découpes des premières et secondes bandes, on obtient après assemblage desdites bandes une structure selon une géométrie non plane avec un profil complexe adapté à la forme de la surface à traiter. Par conséquent, contrairement aux structures alvéolaires de l'art antérieur, la structure alvéolaire de l'invention n'est pas déformée une fois qu'elle est assemblée.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble propulsif d'un aéronef, - la figure 2 est une coupe longitudinale illustrant une entrée d'air d'une nacelle comportant un revêtement pour le traitement acoustique selon l'invention,
- la figure 3 est une vue en élévation illustrant une bande longitudinale disposée dans un plan radial, - la figure 4A est une vue en élévation illustrant une première bande transversale disposée selon une première surface sécante aux plans radiaux,
- la figure 4B est une vue en perspective illustrant la première bande illustrée sur la figure 4A1 - la figure 5A est une vue en élévation illustrant une deuxième bande transversale disposée selon une deuxième surface sécante aux plans radiaux, ladite deuxième surface suivant la partie sommitale de la lèvre d'une entrée d'air de nacelle, - la figure 5B est une vue en perspective illustrant la deuxième bande illustrée sur la figure 5A qui peut être courbée pour s'imbriquer dans les premières bandes,
- la figure 6 est une vue en perspective illustrant une structure alvéolaire selon l'invention susceptible d'être adaptée à un secteur angulaire d'une entrée d'air,
- la figure 7 est une vue en perspective illustrant en détails la liaison entre une bande longitudinale et une bande transversale,
- la figure 8 est une vue de dessus illustrant un revêtement selon l'invention, et
- la figure 9 est une coupe illustrant un revêtement selon l'invention.
La présente invention est maintenant décrite appliquée à une entrée d'air d'un ensemble propulsif d'un aéronef. Cependant, elle peut s'appliquer aux différents bords d'attaque d'un aéronef ou aux différentes surfaces d'un aéronef au niveau desquels un traitement acoustique est opéré.
Sur la figure 1, on a représenté un ensemble propulsif 10 d'un aéronef relié sous la voilure par l'intermédiaire d'un mât 12. Toutefois, cet ensemble propulsif pourrait être relié à d'autres zones de l'aéronef. Cet ensemble propulsif comprend une nacelle 14 dans laquelle est disposée de manière sensiblement concentrique une motorisation entraînant une soufflante montée sur son arbre 16. L'axe longitudinal de la nacelle est référencé 18. La nacelle 14 comprend une paroi intérieure 20 délimitant un conduit asec une entrée d'air 22 à l'avant, une première partie du flux d'air entrant, appelée flux primaire, traversant la motorisation pour participer à la combustion, la seconde partie du flux d'air, appelée flux secondaire, étant entraînée par la soufflante et s'écoulant dans un conduit annulaire délimité par la paroi intérieure 20 de la nacelle et la paroi extérieure de la motorisation. La partie sommitale 24 de l'entrée d'air 22 décrit une forme sensiblement circulaire qui s'étend dans un plan qui peut être sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal 18, comme illustré sur la figure 2, ou non perpendiculaire, avec la partie sommitale située à 12h légèrement avancée. Toutefois, d'autres formes d'entrée d'air peuvent être envisagées.
Pour la suite de la description, on entend par surface aérodynamique l'enveloppe de l'aéronef en contact avec le flux aérodynamique.
Pour limiter l'impact des nuisances, un revêtement 26 visant à absorber une partie de l'énergie sonore, notamment en utilisant le principe des résonateurs d'HelmhoItz est prévu notamment au niveau des surfaces aérodynamiques. De manière connue, ce revêtement acoustique, également appelé panneau acoustique, comprend de l'intérieur vers l'extérieur une couche réf lectrice 28, une structure alvéolaire 30 et une couche acoustiquement résistive 32. En variante, le revêtement acoustique peut comprendre plusieurs structures alvéolaires 30 séparées par des couches acoustiquement résistives appelées septum.
Par couche, on entend une ou plusieurs couches de même nature ou non. Selon un mode de réalisation, la couche réflectrice 28 peut se présenter sous la forme d'une tôle métallique ou d'une peau constituée d'au moins une couche de fibres tissées ou non tissées noyées dans une matrice en résine.
La couche acoustiquement résistive 32 peut se présenter sous la forme d'au moins une couche de fibres tissées ou non tissées, les fibres étant de préférence enrobées d'une résine pour assurer la reprise des efforts dans les directions différentes des fibres. Selon un autre mode de réalisation, la structure acoustiquement résistive 32 comprend au moins une couche poreuse sous la forme par exemple d'un tissu métallique ou non tel qu'un Wiremesh et au moins une couche structurale par exemple une tôle métallique ou composite avec des trous oblongs ou des microperforations.
La couche réflectrice et la couche acoustiquement résistive ne sont pas plus détaillées car elles sont connues de l'homme du métier. La structure alvéolaire 30 correspond à un volume délimité par d'une part une première surface imaginaire 34 sur laquelle est rapportée la couche réflectrice 28, et d'autre part, une seconde surface imaginaire 36 sur laquelle est rapportée la couche acoustiquement résistive 32, comme illustré sur la figure 6. La distance séparant la première surface imaginaire 34 et la seconde surface imaginaire 36 peut ne pas être constante. Ainsi cette distance peut être plus importante au niveau de la lèvre de l'entrée d'air afin de conférer à ladite structure une plus grande résistance notamment à la compression. La structure alvéolaire 30 comprend d'une part une pluralité de premières bandes 38 dites bandes longitudinales correspondant à l'intersection du volume avec des plans radiaux incorporant l'axe longitudinal 18, et d'autre part, une pluralité de secondes bandes 40 dites bandes transversales correspondant à l'intersection du volume avec des surfaces sécantes aux plans radiaux. De préférence, au niveau de chaque point d'intersection avec la seconde surface imaginaire 36, chaque bande transversale 40 est sensiblement perpendiculaire à la tangente à la seconde surface imaginaire 36 au point considéré. De préférence, au niveau de chaque point d'intersection avec les bandes transversales 40, chaque bande longitudinale 38 est sensiblement perpendiculaire à la tangente de chaque bande transversale 40 au point considéré.
Par surface sécante, on entend un plan ou une surface qui est sécant avec la première surface imaginaire 34 et avec la seconde surface imaginaire 36. De manière plus générale, la structure alvéolaire comprend une série de premières bandes 38 disposées au niveau de surfaces sécantes, lesdites premières bandes 38 étant non sécantes entre elles et espacées entre elles, et au moins une deuxième série de deuxièmes bandes 40 disposées au niveau de surfaces sécantes, lesdites deuxièmes bandes 40 étant non sécantes entre elles et espacées entre elles. Les premières bandes 38 sont sécantes avec les deuxièmes bandes de manière à délimiter un conduit entre d'une part deux premières bandes adjacentes et d'autre part deux deuxièmes bandes adjacentes. On peut envisager plus de deux séries de bandes. Cependant, de manière à simplifier la conception, on choisit deux séries de bandes. Ainsi, on obtient des conduits avec quatre faces latérales. De même, pour simplifier la conception, on disposera les premières bandes dans des plans radiaux contenant l'axe longitudinal de la nacelle. Pour obtenir une structure plus rigide, on disposera les secondes bandes de manière à ce qu'elles soient sensiblement perpendiculaires aux premières bandes afin d'obtenir des conduits avec des sections carrées, rectangulaires. Cette solution permet également se simplifier la conception. Cependant, on pourrait envisager d'autres formes de section, par exemple en losange. Au niveau des zones courbes, les sections des conduits sont évolutives. Ainsi, ils varient entre une section importante au niveau de la seconde surface imaginaire 36 et une section plus réduite au niveau de la première surface imaginaire 34.
Pour assembler les bandes des différentes séries qui s'entrecroisent, on prévoit des premières découpes 42 au niveau des bandes longitudinales 38 qui coopèrent avec des secondes découpes 44 au niveau des bandes transversales 40.
Les premières et secondes découpes 42 et 44 ne s'étendent pas d'un bord à l'autre pour faciliter l'assemblage. La longueur des premières découpes 42 et celle des secondes découpes 44 sont ajustées de manière à ce que les bords des bandes longitudinales et transversales soient disposés au niveau des surfaces imaginaires 34 et 36. Selon un mode de réalisation, les premières découpes 42 s'étendent à partir du bord des bandes longitudinales disposé au niveau de la seconde surface imaginaire 36. En complément, les secondes découpes 44 s'étendent à partir du bord des bandes transversales disposé au niveau de la première surface imaginaire 34. Selon un mode de réalisation, on numérise la forme de la structure alvéolaire 30 qu'elle aura lorsqu'elle sera en place au niveau de la surface à traiter. On positionne alors de manière virtuelle les bandes longitudinales et transversales afin de définir pour chacune d'elles leurs géométries. On peut discrétiser la surface selon la même méthode que les logiciels de maillage. La discrétisation de la surface s'effectue par projection des géométries. Ainsi, comme illustré sur la figure 3, dans le cas d'une entrée d'air, les bandes longitudinales 38 ont une forme en C avec un premier bord 46 susceptible de correspondre avec la première surface imaginaire 34 et un second bord 48 susceptible de correspondre avec la seconde surface imaginaire 36. Selon les variantes, la distance séparant les bords 46 et 48 peut varier d'une bande à l'autre ou le long du profil d'une même bande. Les bandes longitudinales 38 sont découpées dans des plaques sensiblement planes. Cette découpe à plat simplifie la fabrication. Par ailleurs, les formes des surfaces imaginaires 34 et 36 découlent des formes des bords 46 et 48 qui sont générées par découpe et non par déformation ce qui garantit une plus grande précision dimensionnelle desdites surfaces imaginaires.
Dans la mesure où les bandes longitudinales 38 sont disposées dans des plans radiaux, elles ne sont pas courbées lors de l'assemblage avec les bandes transversales 40. Comme illustré sur les figures 4A, 4B, 5A et 5B, dans le cas d'une entrée d'air, les bandes transversales 40 ont des formes en anneaux avec un premier bord 50 susceptible de correspondre avec la première surface imaginaire 34 et un second bord 52 susceptible de correspondre avec la seconde surface imaginaire 36. Les bords 50 et 52 ont un rayon de courbure susceptible de varier progressivement en fonction de l'éloignement avec la partie sommitale 24, depuis une valeur R correspondant sensiblement au rayon de courbure du conduit formant la nacelle pour les bandes transversales 40, comme illustré sur la figure 4A, et un rayon infini, les bords 50 et 52 étant sensiblement rectilignes, pour la bande transversale 40 disposée au niveau de la partie sommitale 24 de l'entrée d'air, comme illustré sur la figure 5A.
Les bandes transversales 40 sont découpées dans des plaques sensiblement planes. Un avantage de l'invention réside dans le fait que les bandes transversales et longitudinales sont découpées à plat ce qui contribue à simplifier la fabrication et qu'elles ne subissent aucune opération de formage ce qui garantit l'ajustage des cellules sur la couche réf lectrice et la couche acoustiquement résistive. Les bandes transversales, en fonction de leur position, sont suffisamment souples pour pouvoir être éventuellement courbées afin de s'imbriquer dans les bandes longitudinales. Comme illustré sur la figure 4B, les bandes transversales 40 disposées dans des zones de la structure alvéolaire ayant un seul rayon de courbure, notamment les parties sensiblement cylindriques, sont disposées dans des plans une fois assemblées. La majorité des bandes transversales 40 sont suffisamment souples pour être éventuellement courbées selon un rayon de courbure r perpendiculaire à la surface des bandes, comme illustré sur la figure 5B, en fonction de leur position au niveau de la structure alvéolaire. Ainsi, les bandes transversales 40 éloignées de la partie sommitale 24 ne sont pas courbées, ce qui correspond à un rayon de courbure r infini, les bandes transversales 40 ayant un rayon de courbure r qui diminue progressivement en fonction de la distance séparant la bande transversale considérée de la partie sommitale 24 jusqu'à un rayon r sensiblement égal au rayon de la partie sommitale pour la bande transversale 40, illustrée sur les figures 5A et 5B, disposée au niveau de la partie sommitale 24. Selon un avantage important de l'invention, les bandes ne sont plus déformées une fois assemblées ou lorsque les couches réflectrice ou acoustiquement résistive sont mises en place. Le revêtement acoustique ainsi constitué ayant des formes adaptées à celles de la surface à traiter, il n'est plus déformé lors de sa mise en place au niveau de ladite surface à traiter. Par conséquent, contrairement à l'art antérieur, la liaison entre la structure alvéolaire et la couche réflectrice ou la couche acoustiquement résistive ne risque plus d'être endommagée et la position des parois des conduits qui correspondent aux bandes est parfaitement connue et correspond à la position souhaitée lors de la numérisation.
Selon un mode de réalisation, les bandes 38 et 40 peuvent être en carton, métal (titane, acier alliage d'aluminium), composite (fibres de verre par exemple). On peut éventuellement mixer les matériaux utilisés, par exemple utiliser des fibres de verre pour les bandes longitudinales et du titane pour les bandes transversales.
Avantageusement, on choisira le métal pour conférer à la structure une bonne résistance aux chocs, notamment aux chocs à l'oiseau. Selon les variantes, l'assemblage des bandes peut être manuel ou robotisé. Comme illustré sur la figure 7, les bandes longitudinales 38 et les bandes transversales 40 sont assemblées puis reliées entre elles par soudage, par exemple une brasure 54, ou par collage. Toutefois, d'autres solutions pour assurer une liaison entre les bandes peuvent être envisagées. Selon un avantage de l'invention, il est possible de faire varier l'épaisseur de la structure alvéolaire. Ainsi, les parties de la structure alvéolaire disposées au droit de la lèvre ont une épaisseur supérieure aux parties de la structure alvéolaire éloignées de ladite lèvre. Selon les variantes, les bords des bandes peuvent avoir des formes plus complexes et comprendre plusieurs rayons de courbure afin d'obtenir des surfaces plus complexes.
Selon les cas, il est possible de faire varier l'écartement entre les bandes d'une même série. Ainsi, les premières découpes 42' et 42" consécutives peuvent avoir un écart plus réduit afin d'obtenir un faible écartement entre les bandes transversales 40' et 40" consécutives comme illustré sur la figure 6. De même, les secondes découpes 44' et 44" consécutives peuvent avoir un écart plus réduit afin d'obtenir un faible écartement entre les bandes longitudinales 38, 38" consécutives comme illustré sur la figure 6.
Cet agencement permet d'obtenir des cellules asec des sections variables.
Selon une autre amélioration, les bandes 38 et 40 peuvent comprendre des découpes 56 pour faire communiquer certaines cellules entre elles et obtenir un réseau de conduits. Cette solution permet de générer un réseau de conduits, prévus entre les bandes 38 et 40 consécutives rapprochées, utilisés pour acheminer de l'air chaud et obtenir la fonction de traitement du givre.
Les cellules non communicantes sont utilisées pour la fonction du traitement acoustique.
Cette configuration permet de rendre compatibles les fonctions du traitement du givre et du traitement acoustique, certaines cellules du revêtement, celles qui ne communiquent pas entre elles, étant prévues exclusivement pour le traitement acoustique et d'autres, celles qui communiquent entre elles, exclusivement pour le traitement du givre. Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 8 et 9, la couche acoustiquement résistive 32 comprend au moins une peau avec des zones 58 ouvertes laissant passer les ondes sonores et des zones 60 pleines ne laissant pas passer les ondes sonores. La forme, les dimensions, le nombre, l'agencement des zones ouvertes 58 sont ajustées de manière à optimiser le traitement acoustique en minimisant les perturbations au niveau du flux aérodynamique s'écoulant en surface de ladite couche acoustiquement résistive. A titre d'exemple, les zones ouvertes 58 peuvent avoir une forme oblongue dont la dimension la plus importante est disposée selon le sens de l'écoulement du flux aérodynamique.
Selon les variantes, une zone ouverte 58 comprend un seul orifice dont la forme correspond à celle de la zone ouverte ou une pluralité de trous ou microperforations faiblement espacés recouvrant ladite zone ouverte. Selon un autre mode de réalisation, la structure acoustiquement résistive 32 comprend au moins une couche poreuse sous la forme par exemple d'un tissu métallique ou non tel qu'un Wiremesh et au moins une couche structurale par exemple une tôle métallique ou composite avec des zones ouvertes 58. La couche acoustiquement résistive peut comprendre d'autres trous, perforations ou microperforations pour le traitement du givre par air chaud par exemple.
Selon une caractéristique de l'invention, on réalise la couche acoustiquement résistive 32 en disposant les zones ouvertes 58 en fonction de la position des parois latérales 38 et 40 de la structure alvéolaire 30. Eventuellement, lors de la réalisation des zones ouvertes 58, la couche acoustiquement résistive 32 est déposée sur une préforme dont les formes correspondent à celles de la surface de la structure alvéolaire 30 sur laquelle doit être placée ladite couche acoustiquement résistive 32 afin d'obtenir un meilleur positionnement des zones ouvertes 58. Lorsque la couche acoustiquement résistive 32 et la structure alvéolaire 30 sont réalisées, elles sont assemblées par tout moyen approprié. A titre d'exemple, la structure alvéolaire est métallique et la couche acoustiquement résistive 32 comprend un wiremesh 62 disposé entre deux couches structurales 64 métalliques, une des deux couches structurales 64 étant reliée à la structure alvéolaire par soudage ou par collage. En variante, la couche acoustiquement résistive est constituée d'une tôle os/ec des microperforations au niveau des zones ouvertes 58. Selon l'invention, on obtient un positionnement parfait des zones ouvertes 58 par rapport aux parois latérales 38 et 40 de la structure alvéolaire 30, lesdites zones ouvertes 58 n'étant jamais disposées au droit d'une paroi latérale mais au droit d'une cellule. Ainsi, le fonctionnement de l'ouverture est toujours optimal pour le traitement acoustique. Par conséquent, le taux de surface ouverte est déterminé au plus juste sans prévoir une marge d'erreur en raison d'un mauvais positionnement des zones ouvertes par rapport aux parois latérales. Ainsi, la couche acoustiquement résistive de l'invention est également optimale en matière de caractéristiques aérodynamiques dans la mesure où les zones ouvertes prévues assurent un fonctionnement optimal en matière de traitement acoustique aucune d'elles n'étant prévue au droit d'une paroi latérale.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de réalisation d'un revêtement pour le traitement acoustique rapporté au niveau d'une surface à traiter d'un aéronef, notamment au niveau d'un bord d'attaque tel qu'une entrée d'air d'une nacelle d'aéronef, ledit revêtement pour le traitement acoustique comportant de l'intérieur vers l'extérieur une couche réflectrice (28), une structure alvéolaire (30) et une couche acoustiquement résistive (32), caractérisé en ce qu'il consiste à :
- numériser la forme de la structure alvéolaire (30) qu'elle aura lorsqu'elle sera mise en place au niveau de la surface à traiter,
- positionner de manière virtuelle afin d'en définir leurs géométries, une première série de premières bandes (38) non sécantes entre elles et espacées entre elles, et au moins une deuxième série de deuxièmes bandes (40) non sécantes entre elles et espacées entre elles, les premières bandes (38) étant sécantes avec les deuxièmes bandes (40) de manière à délimiter un conduit entre d'une part deux premières bandes (38) adjacentes et d'autre part deux deuxièmes bandes (40) adjacentes,
- découper chaque bande (38, 40) selon leurs géométries définies précédemment,
- réaliser dans chaque bandes (38, 40) des découpes (42, 44) pour permettre l'assemblage desdites bandes (38, 40), - assembler les bandes (38, 40) de manière à obtenir une structure alvéolaire ayant des formes adaptées à la surface à traiter, et
- mettre en place la couche réflectrice (28) et la couche acoustiquement résistive (32).
2. Procédé de réalisation d'un revêtement pour le traitement acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer les premières bandes dites longitudinales dans des plans radiaux contenant l'axe longitudinal (18) de la nacelle.
3. Procédé de réalisation d'un revêtement pour le traitement acoustique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer chaque seconde bande (40) dite bande transversale sensiblement perpendiculaire à la tangente d'une surface imaginaire (36) sur laquelle est rapportée la couche acoustiquement résistive (32).
4. Procédé de réalisation d'un revêtement pour le traitement acoustique selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer chaque bande longitudinale (38) sensiblement perpendiculaire à la tangente de chaque bande transversale (40).
5. Procédé de réalisation d'un revêtement pour le traitement acoustique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser des découpes ou orifices (56) dans les premières bandes dites longitudinales (38) et les deuxièmes bandes dites transversales (40) pour faire communiquer certains conduits entre eux de manière à obtenir un réseau de conduits prévus pour le traitement du givre, les conduits non communicants étant prévus pour le traitement acoustique.
6. Procédé de réalisation d'un revêtement pour le traitement acoustique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser des zones ouvertes (58) au niveau de la couche acoustiquement résistive (32) en fonction du positionnement des bandes (38, 40).
7. Revêtement pour le traitement acoustique obtenue à partir du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit revêtement comprenant au moins une structure alvéolaire (30) comportant une série de premières bandes (38) non sécantes entre elles et espacées entre elles, et au moins une deuxième série de deuxièmes bandes (40) non sécantes entre elles et espacées entre elles et en ce que les premières bandes (38) sont sécantes avec les deuxièmes bandes (40) de manière à délimiter un conduit entre d'une part deux premières bandes (38) adjacentes et d'autre part deux deuxièmes bandes (40) adjacentes, caractérisé en ce que les premières et secondes bandes (38, 40) ont des formes et des découpes (42, 44) de manière à permettre un assemblage desdites bandes selon une géométrie non plane conforme à la forme de la structure alvéolaire (30) mise en place au niveau de la surface à traiter.
8. Nacelle d'aéronef incorporant un revêtement pour le traitement acoustique selon la revendication 7.
PCT/FR2008/050248 2007-02-20 2008-02-14 Procede de realisation d ' un revetement pour le traitement acoustique et revetement ainsi obtenu WO2008104716A2 (fr)

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