Brevet FR2063955A1 — publié le 19710716

La présente invention concerne des tuyeres destinées à l'éjection de fluides et notamment de fluides gazeux. On sait que l'éjection de fluides, par exemple de gaz à grande vitesse et en grandes quantités par une tuyère produit un bruit intense. C'est le cas notamment des moteurs à réaction dont son équipés certains aérodynes. On a déjà proposé de munir les tuyères du genre précité de dispositifs d'atténuation du bruit ou silencieux assurant une dilution des gaz dans 1'air ambiant en vue d' atté- nuer le bruit. On a déjà également proposé d'agencer ces silencieux de façon qu'ils puissent occuper deux positions l'une dans laquelle ils jouent leur rôle de silencieux et l'autre dans laquelle ils sont escamotés de façon à ne perturber que le moins possible l'écoulement du fluide dans la tuyère La présente invention a pour but de créer une tuyère procurant ce résultat et qui soit à la fois simple, robuste et efficace. A cet effet, selon l'invention, le dispositif d'atténuation de bruit comporte des canaux longitudinaux répartis autour de l'axe de la tuyère dans des logements ménagés dans la paroi de celle-ci et articulés autour d'axes perpendiculaires à l'axe de la tuyère, des moyens étant prévus pour placer lesdits canaux soit dans une position d'escamotage dans laquelle ils sont situés hors de la section d'écoulement de la tuyère et rétablissent la continuité de la paroi interne de celle-ci, soit dans une position d'atténuation de bruit dans laquelle leur extrémité amont pénètre dans la tuyère, tandis que leur extrémité aval débouche hors de cette dernière. Avantageusement, la tuyère est à double paroi, les canaux étant conformés de façon à rétablir aussi la continuité de la paroi externe de la tuyère lorsqu'ils sont escamotés, la double paroi permettant en outre de loger des vérins servant à manoeuvrer les canaux, Les canaux sont de préférence jointifs dans leur partie aval, la tuyère étant alors constituée de deux parties que réunissent des entretoises longitudinales profilées, ces entretoises servant en outre au montage d'un manchon axial auquel les extrémités amont des canaux viennent sensiblement se raccorder lorsque lesdits canaux occupent la position d'atté nuation du bruit. Ce manchon est convergent et plus court que les canaux afin de favoriser l'induction d'air ambiant ambiant par effet de trompe. Les parois internes des canaux et, le cas échéant, celles du manchon sont insonorisées, ce qui permet d'augmenter encore l'effet d'atténuation de bruit. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en bout d'une tuyère d'éjection équipée d'un dispositif d'atténuation de bruit conforme à l'invention, ce dispositif étant déployé. La figure 2 est une vue partielle en coupe longitudinale selon II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue analogue à la figure 1 mais sur laquelle le dispositif d'atténuation de bruit est représentée escamoté. La figure 4 est une vue partielle en élévation avec demi-coupe selon IV-IV de la figure 3. La figure 5 est une vue en bout d'un canal basculant. La figure 6 est une vue en coupe selon VI-VI de la figure 5. La figure 7 est une vue en plan du canal. Dans l'exemple de réalisation représenté sur le dessin, une tuyère d'éjection 1, de section circulaire, comporte une double paroi qui s'effile, tout en convergeant en ogive, vers un orifice de sortie 2. En réalité, la tuyère 1 est constituée de plusieurs pièces parmi lesquelles on peut distinguer un corps la dont les bords arrière sont dentelés et un anneau lb qui comporte l'orifice 2. Le corps et 1'anneau sont réunis l'un à l'au- tre par des entretoises longitudinales 3, à profil triangulaire, conformées de façon à perturber le moins possible l'écoulement des gaz. Ces entretoises sont au nombre de quatre et disposées à 90 les unes des autres autour de l'axe de la tuyère. Les entretoises 3 servent également à maintenir, dans l'axe de la tuyère 1, un manchon 4 dont les parois sont également profilées de façon à perturber le moins possible l'écoulement des gaz. La face interne desdites parois est rendue insonore par-exemple par revêtement au moyen d'unetole 5 percée de multiples petits trous et recouvrant une couche d'un matériau absorbant les vibrations sonores tel que de la laine de roche. L'orifice de sortie du manchon 4 est circulaire mais son orifice d'entrée, qui est plus vaste, a sensiblement la forme d'un carré à côtes curvilignes convexes dont les som- mets sont situés dans les plans médians des entretoises 3, comme on peut le voir sur les figures 1 et 3. Le rayon de courbure desdits cotés est supérieur à celui de la portion voisine de la paroi interne de la tuyère. L'orifice de sortie du manchon est situé en amont de l'anneau lb. En regard de chacune des parois du manchon 4, donc entre chaque paire d'entretoises 3, la double paroi du corps la de la tuyère comporte des échancrures 6 en forme de trapèze isocèle que l'on voit bien sur la figure 3 et sur la partie inférieure de la figure 4. Lesdites échancrures s 1évasent vers l'arrière de la tuyère et se raccordent en pointe deux à deux. Leur petite base 7 est un peu plus courte que les côtés correspondants de l'orifice d'entrée du manchon central 4 et située à peu près dans le mme plan que ledit orifice. La distance qui sépare la petite base des échancrures de la paroi interne de la tuyère de l'orifice d'entrée du manchon central est de l'ordre de grandeur de l'écartement des deux parois de la tuyère à l'éndroit considéré. Dans les échancrures 6 sont logés des canaux longitudinaux 8 ouverts à leurs extrémités amont et aval. Lorsqu'ils occupent la position representée sur les figures 3 et 4, ces canaux, qui sont au nombre de quatre garnissent entièrement lesdites échancrures et se prolongent jusqutau bord amont de l'anneau lb de la tuyère de façon à rétablir la continuité des parois de celle-ci, tant interne qu'externe. Un canal 8 est représenté en détail sur les figures 5 à 7. Il est constitué, en quelque sorte, par des segments de la double paroi de la tuyère réunis entre eux par des parois radiales 9 en forme de dièdres. Ses orificesd'en- trée 10 et de sortie 11 sont des segments de couronne circulaire. Vu en plan, le contour apparent du canal est un hexagone formé par accolement par leur grande base de deux trapèzes isocèles figure 7). La portion la plus large du canal est située au droit des pointes que forment les échancrures 6 des parois de la tuyère, danse présent exemple à peu près au tiers de leur longueur en partant de l'aval. La surface interne du canal 8 est également pourvue d'un revetement insonorisant 5. Des cloisons longitudinales directrices 12, de préférence insonoriees, sont prévues dans chaque canal de façon à assurer un écoulement régulier des gaz. Sur la portion des parois 9 des canaux voisine de la partie la plus large de ceux-ci, sur le bord interne desdites paroi, sont prévus des paliers 13 coaxiaux permettant d'articuler les canaux sur des axes 14 perpendiculaires à l'axe de la tuyère 1 et portés par les entretoises 3. Chaque canal 8 présente en outre, au milieu du bord amont de sa paroi externe, une chape 15 portant un axe. transversal 16 sur lequel peut coulisser-un levier coudé 17 dont un bras est muni à cet effet d'une fente allongée 18 dans laquelle passe ledit axe (figures 2 et 4). Le levier 17 est articulé à une chape 19 fixée à la paroi interne du corps la de la tuyère. Son autre bras est articulé à la tige d'un vérin 20 lui-m8me articulé en 21 à une nervure transversale 22 fixée entre les deux parois du corps 1 et lui-meme logé entre ces deux parois. Lorsque le vérin est contracté, le levier 17 maintient le canal 8 escamoté entre les portions la et lb de la tuyère et les quatre canaux, qui sont alors adjacents entre eux et aux échancrures 6, rétablissent, comme on l'a déjà dit, la continuité des parois de la tuyère 1 (figures 3 et 4). L'écoulement des gaz dans celle-ci n'est pas sensiblement perturbé par le manchon central 4 et les entretoises 3. Les pertes de poussée sont négligeables. L'écoulement de l'air à lexté- rieur de la tuyère ne rencontrant aucun obstacle, la tralnée est équivalente à celle d'une tuyère classique. Lorsque les vérins sont dilatés, les canaux basculent autour de leurs axes 14 pour venir occuper la position représentée sur les figures 1 et 2, le bord externe de leur orifice d'entrée 10 étant raccordé à la base 7 des échan crures 6 de la paroi interne de la tuyère sur laquelle vient s 'appuyer la chape 15 formant taquet, tandis que le bord interne duait orifice 10 vient se raccorder avec l'extrémité d'entrée du manchon 4, ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2. Comme le montre la figure 1, les orifices d'entrée des quatre canaux occupent la quasi totalité de la section libre de la tuyère extérieure au manchon 4, entre les entretoises 3. L'orifice de sortie li des canaux fait saillie à l'extérieur par rapport à l'extrémité amont de l'anneau lb de la tuyère. Dans cette position, le jet de gaz qui parnourt la tuyère 1 se divise en cinq portions, l'une qui passe selon la flèche f1 (figure 2) par le manchon central 4 et les autres qui s'échappent selon les flèches f2, par les canaux 8, à l'ex- térieur de la tuyère. Simultanément, par les espaces 23 qui se trouvent ménagés entre les extrémités aval écartées des canaux 8, de l'air est aspiré dans l'anneau lb de la tuyère par effet de trompe, selon les flèches f3. Le jet de gaz se trouve très dilué et le bruit est fortement réduit. L'invention s'applique à tout conduit dans lequel s 'écoule un jet de fluide, notamment de gaz. Elle trouve une application particulièrement intéressante aux réacteurs pour véhicules tels que des aérodynes. REVENDICATIONS i.- Tuyère d'éjection de fluide munie d'un dispositif d'atténuation de bruit escamotable, dans laquelle ce dispositif comporte des canaux longitudinaux répartis autour de l'axe de la tuyère dans des logements ménagés dans la paroi de celle-ci et articulés autour d'axes perpendiculaires à l'axe de la tuyère, des moyens étant prévus pour placer lesdits canaux soit dans une position d'escamotage dans laquelle ils sont situés hors de la section d'écoulement de la tuyère et retablissent la continuité de la paroi interne de celle-ci,soit dans une position oblique d'atténuation du bruit dans laquelle leur extrémité amont pénètre dans la tuyère tandis que leur extrémité aval débouche hors de cette dernière. 2.- Tuyère selon la revendication 1, comportant une double paroi et dans laquelle les canaux sont conformes de façon à-rétablir également la continuité de la paroi externe lorsqu'ils occupent la position d'escamotage. 3.- Tuyère selon la revendication 2, dans laquelle les canaux sont déplacés à l'aide de vérins logés entre les deux parois de la tuyère. 4.- Tuyère selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle les canaux sont jointifs dans leur portion aval, la tuyère se composant alors de deux parties réunies par des entretoises longitudinales. 5.- Tuyère selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans laquelle un manchon est disposé selon l'axe de la tuyère. 6.- Tuyère selon la revendication 4 et la revendication 5 dans laquelle les entretoises servent au maintien du manchon axial dans la tuyère. 7.- Tuyère selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, dans laquelle l'extrémité amont du manchon est conformée de façon à se raccorder sensiblement avec les bords amont internes des canaux lorsque ceux-ci occupent la position d'atténuation de bruit. 8.- Tuyère selon la revendication 7 dans laquelle le manchon est convergent et plus court que les canaux. 9.- Tuyère selon ltune quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle les parois internes des canaux et, le cas échéant, celles du manchon sont insonorisées.