Brevet FR2091911A1 — publié le 19710121

14^90 1 2091911 La présente invention a pour objet un dispositif de réduction du bruit produit par un jet gazeux s'échappant d'un conduit, et s'applique plus particulièrement, quoique non exclusivement, à l'amortissement du bruit produit en fonctionnement 5 par le jet propulsif s'échappant du système d'éjection d'un réacteur tel qu'un turboréacteur. On sait qu'un des moyens les plus efficaces pour atténuer le bruit produit par un jet gazeux s'échappant d'un conduit, consiste à augmenter la surface de la zone dans laquel-10 le le jet se mélange avec l'air qui l'entoure. C'est ainsi que l'on connaît des dispositifs de réduction de'bruit, comportant, répartis autour du jet à insonoriser, une pluralité d'organes déflecteurs pouvant être déplacés entre àu moins une position active dans laquelle ils pénètrent, chacun, dans le jet par 15 une portion amont, de manière à prélever et à dévier, à la façon d'une écope, avec une composante transversale dirigée vers l'extérieur, une fraction dudit jet, et une position inactive dans laquelle ils sont escamotés en dehors du jet. Dans leur position active, ces organes déflecteurs ou écopes 20 modifient, comme on le conçoit, la périphérie du jet dans un sens favorable à l'accélération du mélange des gaz avec l'air. L'invention vise, d'une manière générale, à accroître l'efficacité d'un dispositif de réduction de bruit du type ci-dessus, sans augmentation du nombre d'organes déflecteurs ou 25 écopes à mettre en jeu. Suivant l'invention, dans un tel dispositif, l'un au moins des organes déflecteurs ou écopes est équipé, dans sa portion amont, de moyens pour injecter dans le jet à insonoriser, dans une direction présentant une composante transver-30 sale à la direction générale dudit jet, un jet de fluide auxiliaire sous pression. Ainsi, dans la zone même *ù l'organe déflecteur ou écope fait éclater vers l'extérieur la périphérie du jet gazeux, le jet de fluide auxiliaire exerce au contraire un effet de striction qui a pour effet d'accroître 35 encore davantage l'étendue de la surface de mélange entre les gaz et l'air. Suivant une disposition de l'invention, les moyens pour injecter le jet de fluide auxiliaire comprennent un ajutage présentant, de préférence, la forme d'une fente sensi-40 blement périphérique, ce qui permet d'accroître la zone d'action BAD ORIQINAk1 70 14490 2 2091911 de ce jet. Suivant une autre disposition de l'invention, des moyens sont prévus pour régler le débit de fluide auxiliaire injecté dans le jet à insonoriser. On peut ainsi, en particulier, 5 adapter ce débit à la profondeur d'engagement de l'organe déflecteur ou écope dans ledit jet, de façon, par exemple, à conserver un même effet global quand ladite profondeur d'engagement varie. L'invention couvre également les systèmes d'éjection, 10 notamment pour turboréacteurs, équipés d'un dispositif de réduction du bruit perfectionné ainsi qu'il vient d'être dit. Dans ce cas, le fluide auxiliaire peut avantageusement être constitué par de l'air en provenance d'un compresseur faisant partie du turboréacteur et prélevé, par exemple, au refoulement 15 dudit compresseur. Dans le cas où ce dispositif d'éjection est du type comportant une tuyère primaire de laquelle s'échappe le jet à insonoriser, et un carénage secondaire de section plus importante que celle de la tuyère primaire, entourant partiellement cette tuyère et se prolongeant vers l'aval au-20 delà de l'orifice de sortie de cette tuyère, les organes déflecteurs ou écopes peuvent avantageusement être montés de manière à s'effacer, en position inactive, dans ledit carénage». La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif fera bien com-25 prendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est une vue en coupe, par un plan axial, de la moitié supérieure d'un système d'éjection équipé d'un dis-30 positif de réduction du bruit conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en coupe, suivant II-II, d'un organe déflecteur ou écope représenté à la figure 1. La figure 3 est une vue en bout, suivant la flèche III de la figure 1, dudit organe déflecteur, 35 La figure 4 est un schéma venant à l'appui d'une expli cation des phénomènes entrant en jeu dans un dispositif conforme à l'invention. Sur la figure 1, on a désigné par le repère 1 un conduit d'où sort, en fonctionnement, un jet gazeux à grande vitesse ^"0 dont on désire atténuer l'émission sonore. Dans l'exemple re- &A0 ORJG/maL 70 Ikk90 2091911 présenté, ce jet est un jet propulsif et le conduit fait partie d'un .système d'éjection formant la partie terminale arrière d'un réacteur, tel qu'un turboréacteur. Ce système d'éjection peut, avantageusement, être du 5 type comprenant une tuyère primaire, en principe convergente et réglable, constituée par le conduit 1, disposée coaxialement à un carénage secondaire 2 de section plus importante que celle de la tuyère -primaire et se prolongeant vers l' aval au-delà de l'orifice de sortie, désigné par le repère 3, de cette dernière. 10 La paroi interne du carénage comprend un convergent 4-, un col 5 situé, de préférence, en aval de la sortie 3-de la tuyère primaire, et un divergent 6. La paroi externe du carénage a été désignée par le repère 7- A sa partie aval, le carénage 3 peut se terminer par des volets réglables 8. 15 Sn fonctionnement, les gaz chauds sortant à grande vi tesse et sous une pression encore élevée, de la tuyère primaire 1, sv-ivant la flèche f, forment un jet divergent dont la limite a été désignée par le repère 9. L'espace annulaire compris entre j.a -?.rc"". intérieure du carénage secondaire et la paroi extérieu-20 vg de la tuyère primaire suivie de la limite 9 du jet gazeux à insonoriser, est parcouru par un écoulement d'air secondaire matérialisé par la flèche F. A ce système d'éjection est adjoint un silencieux corner r-.r!-1- une pluralité d'organes déflecteurs 1U montés pivotants 25 autour d'axes sensiblement tangentiels logés dans le carénage 2. Sous la co:nnande de vérins 12 ces organes peuvent occuper, soit une position active ou déployée dans laquelle ils font saillie dans le jet f, chacun par une portion amont désignée par le repère 13, soit une position inactive ou rétractée dans 30 laquelle ils sont escamotés, en dehors du jet, dans la paroi interne 6, interrompue à cet effet, du carénage 2. Dans cette dernièr dernière position, ils reposent alors sur deçbutées 14. En position active, chacun des organes déflecteurs 10 ■prélève ou "pèle", à la façon d'une écope, une fraction du jet .3 f cvi nct déviée avec une composante transversale dirigée vers l'extérieur, corûme le montre la flèche 15. Pour mieux attaquer jet et favoriser l'effet de "pelage", la portion amont 13 des c-ogsnes déflecteurs ou écopes 10 présente avantageusement, vos en coupe par un plan axial, une face d'extrémité 16 taillée +0 en biseau. BAD ORIGINAL' 70 14490 2091911 Les axes de pivotement 11 des organes déflecteurs ou écopes 10 sont creux et constituent, chacun, un raccord tournant. Des tronçons fixes de tubes relient entre eux les raccords successifs, l'ensemble formant, à l'intérieur du'carénage 2, une 5 rampe annulaire communiquant, par l'intermédiaire de conduits 17» avec un collecteur annulaire 18. Ce dernier est en relation, à travers un conduit 19 dans lequel est intercalé un obturateur réglable 20, avec une source de fluide sous pression (non représentée), telle qu'une prise au refoulement d'un compres-10 seur du turboréacteur. Un dispositif de commande 21 permet de régler l'ouverture de l'obturateur 20 à la valeur désirée. Certains au moins des organes déflecteurs sont équipés, dans le sens de leur longueur, d'une canalisation 22 dont l'une des extrémités est en communication avec la rampe annulaire 15 et dont l'autre débouche à travers la face 16 en biseau sous la forme générale d'une fente 23 de direction générale périphérique, comme représenté à la figure 3. En fonctionnement, lorsque les organes déflecteurs ou écopes occupent leur position active, l'air sous pression en 20 provenance du collecteur 18 traverse les conduits 17, les raccords tournants 11 et les canalisations 22, pour déboucher directement à l'intérieur du jet propulsif f sous forme de jets plats 24 à grande profondeur de pénétration orientés transversalement à la direction générale du jet f. 25 On donnera maintenant, en regard de la figure 4, une in terprétation sommaire, nullement limitative, de certains phénomènes entrant en jeu dans le silencieux conforme à l'invention. On reconnaît sur cette figure la limite 9 du jet à insonoriser, supposé non perturbé. Lorsque les organes déflec-30 teurs 10 occupent leur position active, ils dévient vers l'extérieur une fraction du jet, ce qui crée, à la périphérie de ce dernier, autant de crêtes 109a séparées par des dépressions 109b. La configuration ondulée ainsi obtenue est favorable, comme on le sait, à l'atténuation de l'émission 35 sonore du jet. Lorsque les ajutages 23 sont alimentés, les jets d'air sous pression 24 exercent, chacun, sur le jet gazeux à insonoriser, une striction pneumatique locale ayant pour résultat l'apparition, au droit de l'organe déflecteur considéré, 40 d'une dépression 209b encadrée, toujours au droit de ladite ÇAD ORIGINAL ' 70 14490 5 2091911 écope, par deux crêtes 209a plus hautes et plus étroites que la crête 109a. A section égale, et pour un même nombre d'organes déflecteurs ou écopes, le jet gazeux à insonoriser présente ainsi une surface de contact avec l'air considérablement accrue 5 qui est à l'origine d'vin effet de silencieux beaucoup plus marqué. On observera que la pénétration dans le jet à insonoriser des jets d'air sous pression est facilitée par le fait que ces jets n'ont pas à traverser la fraction du jet princi-10 pal déjà "pelée" par les organes déflecteurs 10. Il en résulte un approfondissement de la zone d'action de ces jets, de sorte que le processus de mélange peut atteindre des portions centrales du jet gazeux auxquelles il est habituellement difficile de parvenir. 15 Par réglage du débit d'air sous pression au moyen de la vanne 20, il est possible de régler la striction pneumatique à une valeur choisie. C'est ainsi, notamment, que l'on peut adapter ce débit à la profondeur d'engagement des organes déflecteurs ou écopes dans'le jet à" insonoriser, en vue, par 20 exemple, de conserver un même effet global quelle que soit ladite profondeur. On relèvera, à ce propos, que des variations éventuelles de la profondeur d'engagement des organes déflecteurs peuvent résulter, soit d'une modification de la position desdits organes (dans le cas d'organes déflecteurs à incli-25 naison réglable), soit d'un déplacement de la ligne-frontière 9 du jet gazeux, consécutif, par exemple, à une modification du taux de détente dudit jet. C'est ainsi que l'on pourra prévoir, par exemple, un réglage pour deux profondeurs. On notera, par ailleurs, que les dispositions 30 conformes à l'invention présentent l'avantage supplémentaire de permettre un refroidissement efficace des organes déflecteurs ou écopes 10 dont l'extrémité 13, qui plonge dans le jet f, est portée à haute température surtout dans le cas où ce jet est celui d'un turboréacteur équipé d'un dispositif 35 de réchauffe. Les canalisations 22 jouent, à cet égard, le rôle de canaux de refroidissement analogues à ceux qui sont utilisés pour le refroidissement des aubes de turbine. Pour améliorer encore le refroidissement des organes déflecteurs 10, on pourrait d'ailleurs mettre en'oeuvre les techniques ''0 classiques de refroidissement d'aubes de turbine, telles que BAD QRIGINAt*! 70 14490 2091911 enplci d'une structure poreuse, refroidissement par transpira-tien. rnise en oeuvre d'un film protecteur, injection au voisins.,^ d\t bord d'attaque, etc.. Il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et qu'il serait possible de le modifier, notamment par substitution d'équivalents techniques, seins sortir pour cjla du cadre de l'invention. BAD OFtfGfNAL 70 14490 7 2091911 HEVETOICMIOHB 1. Dispositif de réduction du bruit produit par un jet gazeux s'échappant d'un conduit, comprenant, répartis autour du jet à insonoriser, une pluralité d'organes déflecteurs 5 pouvant Être déplacés entre au r-ioins line position active dans laquelle ils pénètrent, chacun dans le jet par une portion amont, de manière à prélever et à dévier, à la façon d'une écope, avec une composante transversale dirigée vers l'extérieur, une fraction dudit jet, et une position inactive dans 10 laquelle ils sont escamotés en dehors du jet, caractérisé en ce que l'un au moins desdits organes déflecteurs est équipé, dans sa portion amont, de moyens pour injecter dans le jet à insonoriser, dans une direction présentant une composante transversale à la direction générale dudit jet, un jet de 15 fluide auxiliaire sous pression. 2, Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un ajutage relié, par l'intermédiaire d'une canalisation ménagée dans ledit organe, à une source de fluide sous pression. 20 3. Dispositif suivant la revendication 2, dans lequel l'organe déflecteur comprend une face d'extrémité tournée vers l'axe du conduit, caractérisé en ce que ledit ajutage débouche dans le jet à travers ladite face. 4. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé 25 en ce que ledit ajutage présente la forme générale d'une fente sensiblement périphérique. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3i caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour régler le débit de fluide suxiliaire injecté dans le jet à 30 insonoriser. 6. Système d'éjection d'un jet propulsif, notamment pour turboréacteur, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif de réduction du bruit produit par le jet, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4. 35 7. Système d'éjection suivant la revendication 5, carac térisé en ce çfue le fluide auxiliaire sous pression est constitué par de l'air en provenance d'un compresseur du turboréacteur. 8. Système d'éjection suivant la revendication 5 ou la 40 revendication 6, du type comportant une tuyère primaire de BAD ORiaiKAt] 70 14490 8 2091911 laquelle s'échappe le jet à insonoriser, et un carénage secondaire de section plus importante que celle de la tuyère primaire, entourant partiellement cette tuyère et se prolongeant vers l'aval au-delà de l'orifice de sortie de cette dernière, 5 caractérisé en ce que, dans leur position inactive, lesdits organes déflecteurs s'effacent dans ledit carénage secondaire. 6AO ORIGINAL