WO2015145081A1 - Barrettes pour drainage de panneau composite sandwich - Google Patents

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WO2015145081A1
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bar
junction zone
drainage
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John Moutier
Elvis PASQUIER
Sébastien JOSEPHAU
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Aircelle
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    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the invention lies in the field of acoustic panels, in particular for aircraft nacelles.
  • An aircraft is propelled by one or more propulsion units each comprising a turbojet engine housed in a tubular nacelle.
  • Each propulsion unit is attached to the aircraft by a mast generally located under a wing or at the fuselage.
  • a nacelle generally has a structure comprising an air inlet upstream of the engine, a median section intended to surround a fan of the turbojet engine, a downstream section housing thrust reverser means and intended to surround the combustion chamber of the turbojet engine.
  • the nacelle is furthermore generally terminated by an ejection nozzle whose outlet is situated downstream of the turbojet engine.
  • Aircraft turbojets generate significant noise pollution. As a result, there is a strong demand to reduce this pollution, all the more so as the turbojets used become more and more powerful.
  • the design of a nacelle surrounding a turbojet contributes to a large extent to the reduction of this noise pollution.
  • nacelles are equipped with acoustic panels to reduce the noise generated by the turbojet engine and vibration structures.
  • acoustic skin presenting structural mechanical properties
  • acoustic skin a skin permeable to air
  • the honeycomb core structure is made from joined cellular unit (s) having cells of generally hexagonal or elliptical shape.
  • the joining of the lateral ends is currently carried out using an intumescent adhesive, that is to say a foaming adhesive, such as AFM 410 ® adhesive, which has a large expansion capacity.
  • the adjacent edges of the cell unit (s) are then coated with glue which, during its expansion, obstructs the cells by creating extra thicknesses.
  • These extra thicknesses have the disadvantage of blocking the fluid drainage channels present in the acoustic sandwich panels, thus, the drainage of fluids infiltrating such panels out of these panels is still feasible.
  • a known solution is to pierce the full skins of such sandwich panels in places to promote the evacuation of fluids infiltrating the sandwich panels. But such a solution reduces the mechanical performance of the full skins which are supposed to recover the loads binding all the sandwich panel. Such a solution is not satisfactory, especially as fluid can enter the nacelle, which can be detrimental when these fluids are kerosene or oil or any other fatty fluid.
  • the present invention relates to a sandwich acoustic panel comprising a plurality of cellular units joined by means of an intumescent adhesive placed between the edges to join honeycomb units, thus forming least one junction zone, along said remarkable junction zone in that the intumescent adhesive network thus formed has at least one discontinuity allowing the circulation of a fluid between at least two cellular units.
  • the discontinuities allow flowing fluids to drain from one or more alveolar units to one or more other alveolar units so as to be evacuated.
  • each junction zone may comprise at least one discontinuity of the intumescent adhesive network ;
  • each discontinuity may be located in a zone of the acoustic sandwich panel which is particularly suitable where the fluid can easily concentrate to be drained;
  • each discontinuity may have a length that is particularly suitable for draining fluids
  • a junction zone may be intersecting at one point of the panel with at least one other forming a junction area of which at least two junction areas each have a discontinuity located in the vicinity of the junction area;
  • each junction zone exhibiting at least one discontinuity may comprise at least one elongate fluid drainage strip in the sandwich acoustic panel at the level of the discontinuity and the length of which extends from one end of the discontinuity to the other;
  • the drainage bar may have a shape particularly suitable for draining fluids
  • the drainage bar may have a plurality of branches and a base connecting the branches, this base being flat;
  • the drainage bar is made from a composite or metal material
  • the drainage bar is made from a composite material made from a glass / polyimide complex.
  • the invention also relates to a method of manufacturing an acoustic panel according to the invention which is remarkable in that it comprises at least one insertion step of a bar according to the invention in a junction zone.
  • a bar makes it possible to position and dimension precisely the length of a discontinuity.
  • a bar may be inserted into a junction zone before placement of the intumescent adhesive in the junction zone.
  • FIG. 1 is a perspective view of a honeycomb structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a detailed view of zone II of the honeycomb structure according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view similar to the view of Figure 2 according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a sectional view of Figure 3 along the axis IV-IV according to the second embodiment of the present invention.
  • FIGS. 5a to 5c show sectional views of several possible embodiments of a drainage bar according to the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view of another embodiment of a bar according to the invention.
  • FIG. 1 there is described a honeycomb structure 1 for equipping a sandwich acoustic panel as defined in the preamble.
  • the honeycomb structure 1 comprises a plurality of honeycomb units 2 joined by means of an intumescent adhesive 3 injected between the edges to be joined with honeycomb units 2, thus forming a plurality of junction zones 4, along junction areas.
  • the intumescent adhesive network 3 thus formed has a plurality of discontinuities 5 allowing the circulation of a fluid between cellular units 2.
  • junction zones 4 comprise at least one discontinuity 5.
  • Joining areas 4 intersect at points in the honeycomb structure 1 thus forming junction areas (6, 6 ', 6 ").
  • junction zone 6 has three junction zones 4 each having a discontinuity located in the vicinity of the junction zone 6.
  • FIG. 2 a detail II of the honeycomb structure 1 as illustrated in FIG. 1 according to a first embodiment of the present invention is described.
  • FIG. 2 shows a junction zone 4 between two cellular units 2 in which the intumescent adhesive 3 has been injected so that the intumescent adhesive network 3, more specifically the intumescent adhesive line 3, has a discontinuity 5 method of drainage for the circulation of the fluid between the two cellular units 2.
  • FIG. 3 the detail II of the honeycomb structure 1 as illustrated in FIG. 1 is described according to a second embodiment of FIG. the present invention.
  • FIG. 3 represents the junction zone 4 between the two cellular units 2 in which the intumescent adhesive 3 and the fluid circulation discontinuity 3 have been injected.
  • the junction zone 4, having the discontinuity 5 comprises an elongated fluid drainage bar 7 in the sandwich acoustic panel at the discontinuity 5 and whose length extends from one end of the discontinuity to the other .
  • This drainage bar is preferably made using a composite material such as a glass / polyimide complex.
  • the drainage bar 7 is installed in the junction zone 4 of the two alveolar units 2.
  • the bar 7 has two branches 8 connected by a flat base 10 so as to form a U.
  • the bar 7 is glued to the junction zone 4 by means of the intumescent adhesive 3 injected along the junction zone 4.
  • withdrawals 11 substantially located in the vicinity of an end plane of the cells of the alveolar units 2. These withdrawals 11 allow the flow of fluid between the different cells of the acoustic panel and between the different cellular units 2 at the locations of junction zones where the intumescent adhesive 3 is not injected, that is to say at the level of the discontinuities 5 and therefore, in the case of FIG. 4, at the level of the bar 7.
  • the acoustic panel comprises an acoustic skin 12 and a full skin 13 each covering one side of the honeycomb structure 1 according to the invention so that the full skin is located on the face where the recesses 11 are located, closing and these withdrawals 11 so as to form flow orifices of a fluid.
  • the bar makes it possible to block the intumescent adhesive during the polymerization, and to prevent it from expanding too much.
  • FIGS. 5a, 5b and 5c there are described, in a nonlimiting manner, various forms that could take a drainage bar 7 according to the present invention.
  • the drainage bar 7 as illustrated in FIG. 5a is identical to that illustrated in FIG. 4 and already described.
  • the drainage bar 7 as illustrated in FIG. 5b has a plurality of branches 8 all connected by a flat and straight base 10 so as to form a "comb".
  • the drainage bar 7 as illustrated in FIG. 5c has two branches 8 connected by a flat base 10.
  • the inner skin 14 of this bar 7 has a substantially circular arc shape.
  • FIG. 6 Another embodiment of the drainage bar 7 is shown in Figure 6, on which it can be seen that this bar may have an "H" section.

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Abstract

Ce panneau acoustique sandwich comportant une pluralité d'unités alvéolaires (2) jointes à l'aide d'un adhésif (3) intumescent placé entre les bords à joindre des unités alvéolaires (2), formant ainsi au moins une zone de jonction (4), le long de ladite zone de jonction (4), est remarquable en ce que le réseau d'adhésif (3) intumescent ainsi formé présente au moins une discontinuité (5) permettant la circulation d'un fluide entre au moins deux unités alvéolaires (2).

Description

Barrettes pour drainage de panneau composite sandwich
L'invention se situe dans le domaine des panneaux acoustiques notamment pour nacelles d'aéronefs.
Un aéronef est propulsé par un ou plusieurs ensembles propulsifs comprenant chacun un turboréacteur logé dans une nacelle tubulaire. Chaque ensemble propulsif est rattaché à l'aéronef par un mât situé généralement sous une aile ou au niveau du fuselage.
Une nacelle présente généralement une structure comprenant une entrée d'air en amont du moteur, une section médiane destinée à entourer une soufflante du turboréacteur, une section aval abritant des moyens d'inversion de poussée et destinée à entourer la chambre de combustion du turboréacteur. La nacelle est en outre généralement terminée par une tuyère d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur.
Les turboréacteurs d'aéronef sont générateurs d'une pollution sonore importante. De ce fait, il existe une forte demande visant à réduire cette pollution, et ce d'autant plus que les turboréacteurs utilisés deviennent de plus en plus puissants. La conception d'une nacelle entourant un turboréacteur contribue pour une grande partie à la réduction de cette pollution sonore.
Afin d'améliorer d'avantage les performances acoustiques des aéronefs, les nacelles sont dotées de panneaux acoustiques visant à atténuer les bruits générés par le turboréacteur ainsi que les vibrations des structures.
Les panneaux acoustiques sont des structures bien connues pour absorber ces bruits. Ces panneaux comportent habituellement une ou plusieurs couches de structures à âme alvéolaire (structure couramment appelée « en nid d'abeilles »). Ces couches sont généralement revêtues sur leur face inférieure, c'est-à- dire non en contact avec le flux d'air à l'intérieur de la nacelle, d'une peau imperméable à l'air, dite « peau pleine » présentant des propriétés mécaniques structurales, et sur leur face supérieure, c'est-à-dire en contact avec le flux d'air à l'intérieur de la nacelle, d'une peau perméable à l'air, dite « peau acoustique » qui présente la particularité d'être perforée. Un tel panneau acoustique est couramment appelé panneau acoustique sandwich ou simplement panneau sandwich.
D'une façon connue, la structure à âme alvéolaire est réalisée à partir d'unité(s) alvéolaire(s) jointes possédant des alvéoles de forme généralement hexagonale ou elliptique. La jointure des extrémités latérales est couramment réalisée à l'aide d'un adhésif intumescent, c'est-à-dire une colle moussante, telle que de la colle AFM 410®, qui a une importante capacité d'expansion. Les bords adjacents de la ou des unités alvéolaires sont ensuite enduits avec de la colle qui, lors de son expansion, obstrue les alvéoles en créant des surépaisseurs. Ces surépaisseurs présentent l'inconvénient de boucher les canaux de drainage de fluides présents dans les panneaux acoustiques sandwich, ainsi, le drainage des fluides s'infiltrant dans de tels panneaux hors de ces panneaux n'est toujours faisable.
Une solution connue consiste à percer les peaux pleines de tels panneaux sandwich par endroits pour favoriser l'évacuation des fluides s'infiltrant dans les panneaux sandwich. Mais une telle solution réduit les performances mécaniques des peaux pleines qui sont censées récupérer les charges contraignant tout le panneau sandwich. Une telle solution n'est donc pas satisfaisante, d'autant plus que du fluide peut s'introduire dans la nacelle, ce qui peut s'avérer préjudiciable lorsque ces fluides sont de type kérosène ou huile ou tous autres fluides gras.
Afin de résoudre les inconvénients ci-dessus mentionnés, la présente invention se rapporte à un panneau acoustique sandwich comportant une pluralité d'unités alvéolaires jointes à l'aide d'un adhésif intumescent placé entre les bords à joindre des unités alvéolaires, formant ainsi au moins une zone de jonction, le long de ladite zone de jonction remarquable en ce que le réseau d'adhésif intumescent ainsi formé présente au moins une discontinuité permettant la circulation d'un fluide entre au moins deux unités alvéolaires. Ainsi, les discontinuités permettent de laisser circuler les fluides à drainer d'une ou plusieurs unités alvéolaires à une ou plusieurs autres unités alvéolaires de manière à être évacuées.
Il a été constaté de manière surprenante que de telles discontinuités étaient acceptables d'un point de vue des performances mécaniques du panneau acoustique sandwich, notamment en ce que la liaison entre deux unités alvéolaires conservait une solidité satisfaisante pour répondre aux besoins en performances mécaniques.
La fabrication d'un tel panneau acoustique sandwich est aussi moins gourmande en adhésif intumescent. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le panneau acoustique sandwich comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes considérées seules ou selon toutes les combinaisons possibles : - chaque zone de jonction peut comprendre au moins une discontinuité du réseau d'adhésif intumescent ;
- chaque discontinuité peut être située en une zone du panneau acoustique sandwich particulièrement adaptée où le fluide peut aisément se concentrer pour être drainé ;
- chaque discontinuité peut présenter une longueur particulièrement adaptée au drainage des fluides ;
- une zone de jonction peut être sécante en un point du panneau avec au moins une autre formant ainsi une zone de jonctions dont au moins deux zones de jonction présentent chacune une discontinuité située au voisinage de la zone de jonctions ;
- chaque zone de jonction présentant au moins une discontinuité peut comprendre au moins une barrette allongée de drainage des fluides dans le panneau acoustique sandwich au niveau de la discontinuité et dont la longueur s'étend d'un bout à l'autre de la discontinuité ;
- la barrette de drainage peut présenter une forme particulièrement adaptée au drainage des fluides ;
- la barrette de drainage peut présenter une pluralité de branches et une base reliant les branches cette base étant plane ;
- la barrette de drainage est fabriquée à partir d'un matériau composite ou métallique ;
- la barrette de drainage est fabriquée à partir d'un matériau composite réalisé à partir d'un complexe de verre / polyimide.
L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un panneau acoustique selon l'invention remarquable en ce qu'il comprend au moins une étape d'insertion d'une barrette selon l'invention dans une zone de jonction.
La barrette permet de positionner et de dimensionner précisément la longueur d'une discontinuité. Selon une caractéristique optionnelle du procédé selon l'invention, une barrette peut être insérée dans une zone de jonction avant mise en place de l'adhésif intumescent dans la zone de jonction. On décrit à présent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation possibles de l'invention, en référence aux figures annexées ; sur l'ensemble des figures, des références identiques ou analogues désignent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues :
- la figure 1 est une vue en perspective d'une structure en nid d'abeilles selon un mode de réalisation de la présente invention ;
- la figure 2 est une vue de détail de la zone II de la structure en nid d'abeilles selon un premier mode de réalisation de présente invention ;
- la figure 3 est une vue analogue à la vue de la figure 2 selon un second mode de réalisation de la présente invention ;
- la figure 4 est une vue en coupe de la figure 3 selon l'axe IV-IV selon le second mode de réalisation de la présente invention ;
- les figures 5a à 5c représentent des vues en section de plusieurs modes de réalisation possibles d'une barrette de drainage selon la présente invention ;
- la figure 6 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation d'une barrette selon l'invention.
En référence à la figure 1 on décrit une structure en nid d'abeilles 1 destinée à équiper un panneau acoustique sandwich tel que défini en préambule.
La structure en nid d'abeilles 1 comprend une pluralité d'unités alvéolaires 2 jointes à l'aide d'un adhésif 3 intumescent injecté entre les bords à joindre des unités alvéolaires 2, formant ainsi une pluralité de zones de jonction 4, le long des zones de jonction. Le réseau d'adhésif 3 intumescent ainsi formé présente une pluralité de discontinuités 5 permettant la circulation d'un fluide entre des unités alvéolaires 2.
Selon le mode de réalisation de la présente invention illustré en figure 1, plusieurs zones de jonction 4 comprennent au moins une discontinuité 5.
Des zones de jonction 4 sont sécantes en des point de la structure en nid d'abeilles 1 formant ainsi des zone de jonctions (6, 6', 6").
On peut voir que la zone de jonctions 6 présente trois zones de jonction 4 présentant chacune une discontinuité située au voisinage de la zone de jonctions 6. En référence à la figure 2, on décrit un détail II de la structure en nid d'abeilles 1 telle qu'illustrée sur la figure 1 selon un premier mode de réalisation de la présente invention.
La figure 2 représente une zone de jonction 4 entre deux unités alvéolaires 2 dans laquelle a été injecté l'adhésif 3 intumescent de telle sorte que le réseau d'adhésif 3 intumescent, plus précisément la ligne d'adhésif 3 intumescent, présente une discontinuité 5 de drainage pour la circulation du fluide entre les deux unités alvéolaires 2. En référence à la figure 3, on décrit le détail II de la structure en nid d'abeilles 1 telle qu'illustrée sur la figure 1 selon un second mode de réalisation de la présente invention.
La figure 3 représente la zone de jonction 4 entre les deux unités alvéolaires 2 dans laquelle a été injecté l'adhésif 3 intumescent et la discontinuité 5 de circulation du fluide.
La zone de jonction 4, présentant la discontinuité 5, comprend une barrette 7 allongée de drainage des fluides dans le panneau acoustique sandwich au niveau de la discontinuité 5 et dont la longueur s'étend d'un bout à l'autre de la discontinuité 5.
Cette barrette de drainage est de préférence réalisée à l'aide d'un matériau composite tel qu'un complexe de verre / polyimide.
En référence à la figure 4, on décrit la portion de panneau acoustique sandwich selon la présente invention.
La barrette 7 de drainage est installée dans la zone de jonction 4 des deux unités alvéolaires 2.
Sur la figure 4, la barrette 7 présente deux branches 8 reliées par une base 10 plane de sorte à former un U. La barrette 7 est collée à la zone de jonction 4 par l'intermédiaire de l'adhésif 3 intumescent injecté le long de la zone de jonction 4.
On note la présence de retraits 11 sensiblement situés au voisinage d'un plan d'extrémités des alvéoles des unités alvéolaires 2. Ces retraits 11 permettent la circulation du fluide entre les différentes alvéoles du panneau acoustique et entre les différentes unités alvéolaires 2 aux endroits des zones de jonction où n'est pas injecté l'adhésif 3 intumescent, c'est-à-dire au niveau des discontinuités 5 et donc, dans le cas de la figure 4, au niveau de la barrette 7. Le panneau acoustique comprend une peau acoustique 12 et une peau pleine 13 recouvrant chacune une face de la structure en nid d'abeilles 1 selon l'invention de telle sorte que la peau pleine soit située sur la face où se trouvent les retraits 11, fermant ainsi ces retraits 11 de manière à former des orifices d'écoulement d'un fluide.
On notera que la barrette permet de bloquer l'adhésif intumescent pendant la polymérisation, et d'éviter qu'il ne s'expanse trop.
En référence aux figures 5a, 5b et 5c on décrit, de manière non limitative, différentes formes que pourrait prendre une barrette 7 de drainage selon la présente invention.
La barrette 7 de drainage telle qu'illustrée sur la figure 5a est identique à celle illustrée dans la figure 4 et déjà décrite.
La barrette 7 de drainage telle qu'illustrée sur la figure 5b présente une pluralité de branches 8 toutes reliées par une base 10 plane et droite de façon à former un « peigne ».
La barrette 7 de drainage telle qu'illustrée sur la figure 5c présente deux branches 8 reliées par une base 10 plane. La peau interne 14 de cette barrette 7 présente une forme sensiblement d'arc de cercle.
Un autre mode de réalisation de la barrette 7 de drainage est représenté à la figure 6, sur laquelle on peut voir que cette barrette peut présenter une section en « H ».
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle comprend tous les équivalents techniques et les variantes des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons possibles.

Claims

REVENDICATIONS
1. Panneau acoustique sandwich comportant une pluralité d'unités alvéolaires (2) jointes à l'aide d'un adhésif (3) intumescent placé entre les bords à joindre des unités alvéolaires (2), formant ainsi au moins une zone de jonction (4), le long de ladite zone de jonction (4) caractérisé en ce que le réseau d'adhésif (3) intumescent ainsi formé présente au moins une discontinuité (5) permettant la circulation d'un fluide entre au moins deux unités alvéolaires (2).
2. Panneau selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque zone de jonction (4) comprend au moins une discontinuité (5) du réseau d'adhésif (3) intumescent.
3. Panneau selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que chaque discontinuité (5) est située en une zone du panneau acoustique sandwich particulièrement adaptée où le fluide peut aisément se concentrer pour être drainé.
4. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque discontinuité (5) présente une longueur particulièrement adaptée au drainage des fluides.
5. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'une zone de jonction (4) est sécante en un point du panneau avec au moins une autre zone de jonction (4) formant ainsi une zone de jonctions (6, 6', 6") dont au moins deux zones de jonction (4) présentent chacune une discontinuité (5) située au voisinage de la zone de jonctions (6).
6. Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque zone de jonction (4) présentant au moins une discontinuité (5) comprend au moins une barrette (7) allongée de drainage des fluides dans le panneau acoustique sandwich au niveau de la discontinuité (5) et dont la longueur s'étend d'un bout à l'autre de la discontinuité (5).
7. Panneau selon la revendication 6 caractérisé en ce que la barrette (7) de drainage présente une forme particulièrement adaptée au drainage des fluides.
8. Panneau selon l'une quelconque des revendications 6 et 7 caractérisé en ce que la barrette (7) de drainage présente une pluralité de branches (8) et une base (10) reliant les branches (8), la base (10) étant plane.
9. Panneau selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisé en ce que la barrette (7) de drainage est fabriquée à partir d'un matériau composite ou métallique.
10. Panneau selon la revendication 9 caractérisé en ce que la barrette (7) de drainage est fabriquée à partir d'un matériau composite réalisé à partir d'un complexe de verre / polyimide.
11. Procédé de fabrication d'un panneau selon l'une quelconque des revendications 6 à 10 caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape d'insertion d'une barrette (7) dans une zone de jonction (4).
12. Procédé selon la revendication 11 caractérisé en ce que la barrette (7) est insérée dans la zone de jonction (4) avant la mise en place de l'adhésif (3) intumescent.
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