Brevet FR2261180A1 — publié le 19750912

La forte gêne résultant pour les riverains du bruit des réacteurs d'un avion fonctionnant au point fixe impose l'utilisation de dispositifs protecteurs conçus pour réduire ce bruit A cet égard'il est vrai que les hangars clos permettent d'obtenir la plus grande protection contre le bruit, mais ils ne sont pas réalisables économiquement à cause des dimensions des avions de transport modernes. On a jusqu'ici largement utilisé les silencieux formés par des tubes coudés, insonorisés intérieurement et placés à une certaine distance à l'arrière de chaque réacteur. Leur inconvénient consiste en ce qu'ils doivent être fabriqués selon les dimensions de chaque type d'avion, de sorte qu'il est nécessaire d'en avoir en réserve un grand nombre, ce qui est cofl- teux. Le dispositif protecteur contre le bruit le plus simple qu'on connaet jusqu'ici est formé par des panneaux qu on dresse en demi-cercle à l'arrière de l'avion. Ils sont verticaux et leur hauteur dépasse quelque peu celle des réacteurs dont le bruit doit Aetre intercepté. La déviation du son fait que, l'effet de ces panneaux est limité, d'autant plus qu'ils doivent être installés à une distance relativement importante à 11arrière des réacteurs à cause de la forte poussée exercée par les gaz d'échap- pement. L'invention a pour objet un dispositif pour l'interception de l'énergie sonore rayonnée vers l'arrière par les réacteurs d'un avion fonctionnant au point fixe, dispositif présentant un rapport particulièrement favorable entre le prix de revient et l'effet d'interception. L'invention utilise comme point de départ les dispositifs connus dans lesquels l'interception est obtenue grsce à des panneaux. Selon l'invention, la solution du problème consiste en ce que les panneaux du dispositif (vu en coupe longitudinale, horizontale et verticale) sont assemblés à la manière d'une coquille de moule de façon que la concavité n'intéresse que la partie arrière de l'avion. La grande majorité de l'énergie sonore est rayonnée par les réacteurs vers l'arrière. Sur une surface sphérique imaginaire enveloppant l'orifice d'échappement d'un réacteur, les pressions exercées par les ondes sonores diminuent assez rapidement dans la direction latérale. Une partie relativement faible est rayonnée vers l'avant. Meme lorsqu'on tente de réaliser une interception sonore très supérieure à celle qu on peut obtenir par les panneaux verticaux utilisés jusqu'ici, il n'est donc pas nécessaire de "blinder" complètement l'avion ou les sources d'ondes sonores. I1 suffit au contraire d'assurer l'interception à à l'arrière de l'avion dans la zone des fortes pressions sonores. Dans ce cas, on met à profit la faculté relativement plus favorable de l'amortissement des fortes pressions sonores, et on obtient complémentairement une rentabilité également plus favorable. A cet effet, le dispositif doit autre installé de façon que son côt ouvert soit orienté dans la direction opposée à la zone habitée à protéger et qu'il soit orienté dans la direction de la piste de décollage. Gracie à l'invention il est également possible de disposer les panneaux intercepteurs plus près des sources sonores que ne le permettent les panneaux usuels utilisés jusqu'ici à cet effet. La conception en forme de coquille de moule du dispositif selon l'invention équivaut à une inclinaison de ces panneaux en direction de l'ouverture. Le poids des panneaux a donc en quelque sorte tendance à exercer son action vers l'avant. La poussée exercée par les gaz d'échappement sur les panneaux agit ainsi à l'encontre de l'action de ce poids. On peut alors facilement calculer les dimensions de façon que la poussée des gaz ne devienne pas ou soit à peine supérieure à l'action exercée par le poids, ce qui permet à son tour de placer le dispositif selon 11 invention très près des réacteurs sans qu'il soit nécessaire d'imaginer des installations coÛteuses pour équilibrer la poussée exercée par les gaz. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le dispositif comprend essentiellement dnux panneaux inclinés, assemblés de façon qu'ils soient disposés symétriquement de part et d'autre de l'axe central du dispositif en formant entre eux un angle de façon à se soutenir mutuellement.Le long de la ligne d'intersection avec la base, ces panneaux forment avantageusement entre eux un angle compris entre 120 et 600, de préférence entre 100 et 80". Leur inclinaison par rapport à la base doit être comprise entre 45 et 65, de préférence entre 40 et 50 . Cette conception du dispositif formé par des panneaux plans, qu'on peut coucher sur le sol pour 12 assemblage et dresser consécutivement au moyen d'une grue, esipartflculièrement économique. Dans le mode de réalisation le plus simple le dispositif ne comprend que deux panneaux triangulaires.Lorsqu'on désire obtenir une plus grande profondeur sans Etre obligé d'augmenter la largeur par rapport aux deux panneaux triangulaires, -on peut prolonger vers l'avant ces panneaux inclinés l'un par rapport à l'autre en utilisant à cet effet deux autres panneaux également plans, formant le long de la ligne d'intersection avec le sol un angle inférieur à 300, et qui sont sensiblement parallèles entre eux. Dans ce cas, aucune difficulté (notamment en ce qui concerne la poussée exercée par les gaz d'kchappement des réacteurs) ne s'oppose à pencher vers lavant l'ouverture frontale du dispositif si on le désire. Il est vrai qu'il est en soi possible de faire d'abord dévier les gaz d'échappement des réacteurs à l'intérieur du dispositif et de permettre ensuite leur échappement par 11 ouverture frontale de ce dernier, I1 est cependant plus avantageux de pratiquer une ouverture d'échappement dans le bas de la zone pos térieure- du dispositif. Dans ce cas, les gaz sont simplement un peu déviés vers le bas par les panneaux du dispositif jusqu'à ce qu'ils puissent atteindre ltouverture d'échappement sans qutil en résulte des poussées complémentaires inutiles, engendrées par la plus forte déviation et qui doivent autre absorbées par l'ensemble des panneaux.De cette manière on obtient également une aeration plus favorable du dispositif. Le dispositif selon l'invention, comparé aux dispositifs connus jusqu'ici, peut être considéré comme un hangar tronqué". Seule la partie arrière de l'avion est enveloppée par le dispositif. On obtient néanmoins une absorption sonore presque équivalente à celle dlun hangar complet et en ce qui concerne les zones habitées a protéger, bien que le prix de revient et l'encombrement ntatteignent qu'une fraction de ceux qui sont imposés par un hangar complet. Comparé aux panneaux dtinterception simples, l'ef- fet de protection contre le bruit est sensiblement supérieur, et ce avec un prix de revient beaucoup plus favorable considéré en fonction de l'effet obtenu. En ce qui concerne l'utilisation de "silencieux", on obtient également une réduction du prix de revient et une amélioration de la protection contre le bruit. L'invention sera aécrite en détail ci-après en regard du dessin annexé représentant un mode de mise en oeuvre avantageux, et sur lequel Les figures 1 et 2 sont respectivement des vues schématiques en plan et en élévation latérale d'un premier mode de réalisation du dispositif. Les figures 3 et 4 sont respectivement des vues schématiques en plan et en élévation latérale d'un deuxième mode de réalisation du dispositif. Les figures 5 et 6 sont respectivement des vues en élévation latérale et de face d'un troisième mode de réalisation extremement simple du dispositif. La figure 7 est un diagramme indiquant le prix de revient d'un dispositif selon les figures 5 et 6 en fonction de l'énergie sonore détruite -pour différentes profondeurs du dispositif. Selon la figure 1, le dispositif comprend essentiellement deux panneaux triangulaires 1. identiques disposés symétriquement par rapport à l'axe central et dont les lignes d'intersection 2 avec le sol 3 forment entre elles un angle d'environ 80". Dans le mode de réalisation le plus simple, l'ensemble du dispositif est exclusivement formé par ces panneaux 1 lorsque ceux-ci sont délimités par exemple de la manière indiquée en tirets sur le côté frontal. Lorsqu'on désire prolonger le dispositif vers l'avant, ce qui est par exemple indiqué pour l'insonorisation d'appareils dont les réacteurs sont placés assez loin vers l'avant, on peut raccorder deux panneaux triangulaires complémentaires 4 aux panneaux 1, ce qui donne alors un toit en auvent à fatte horizontal. Les figures 3 et 4 montrent un dispositif principalement destiné aux avions dont les réacteurs sont montés à l'arrière. I1 suffit alors que le dispositif ne reçoive que la queue de llappa- reil ou 11 insonorise vers l'arrière. Ces figures montrent un mode de réalisation dans lequel le dispositif s'étend au-delà des réacteurs vers l'avant bien que ceci ne soit pas indispensable. Dans ce cas, le dispositif comprend des panneaux postérieurs triangulaires identiques 5 disposés symétriquement et correspondant aux panneaux triangulaires 1 de l'exemple précédemment décrit, ainsi que des panneaux rectangulaires 6 prolongeant le dispositif vers l'avant en formant des parois latérales parallèles.Les dimensions du dispositif sont choisies telles qu'il puisse recevoir la queue du plus grand avion dont le bruit doit être normalement amorti. Dans les deux exemples de réalisation qui viennent d'entre décrits, le dispositif est formé par des panneaux plans qui sont ainsi relativement peu coûteux. On peut éventuellement les monter préalablement en les couchant sur le sol et les dresser ensuite. Le sens de l'inclinaison des panneaux est indiqué sur les figures 1 et 3 par des ombres hachurées dans la direction de l'inclinaison. Bien entendu, le dispositif peut être également construit avec des panneaux qui ne sont pas plans. Par exemple, ils pourraient être incurvés à l'arrière, I1 est également possible de prevoir un raccordement incurvé entre des panneaux postérieurs plans et les panneaux antérieurs également plans Dans ce cas, il convient cependant que la paroi frappée par le jet du réacteur soit penchée vers l'avant afin que la poussée exercée sur cette paroi soit au moins partiellement équilibrée par le poids de cette paroi. De plus, on désire obtenir grâce à cet agencement que le jet ne soit que faiblement dévié par la paroi afin que la poussée soit également réduite de cette manière. Les dispositifs qui viennent d'entre décrits présentent à l'arrière et dans le bas une ouverture 7 à travers laquelle les gaz peuvent s'échapper. Au besoin on peut prévoir à l'arrière de cette ouverture un panneau complémentaire destiné à réduire le bruit sortant par cette ouverture, mais qui n1 est pas représenté sur le dessin. On a utilisé le dispositif selon les figures 5 et 6 pour calculer le prix de revient par rapport à celui d'une paroi paresons usuelle. On a adopté comme point de départ l'amortissement du bruit d'un réacteur monté en poupe d'un avion à une hauteur de 10 m, ce qui est par exemple le cas pour un DC 10. Pour un appa reil de ce type, il est jusqu'ici nécessaire d'utiliser une paroi d'une hauteur de 14 m installée à une distance de 70 m à l'arrière des réacteurs. I1 n'est économiquement pas possible de rapprocher davantage la paroi pour obtenir un taux de réduction plus élevé, et ce à cause de la poussée du jet. Pour la mise en oeuvre de l'invention,- on a utilise comme point de départ un dispositif présentant à la base une largeur (horizontale selon la figure 6) de 70 m, et dans lequel la ligne dtintersection entre les panneaux triangulaires et le sol s'étend sur une longueur de 53 m (abstraction faite de l'ouverture postérieure d'échappement). L'inclinaison des panneaux par rapport au sol atteint 580. Les panneaux sont coupés à une hauteur de 23 m. On supposera que le réacteur, dont le bruit doit être réduit, est localisé à une hauteur de 10 m à l'intérieur ou à l'avant de ce dispositif et à une distance de 35 m de ltextrémité postérieure (abstraction faite de 11 ouverture d'échappement) de la manière indiquée sur la figure 5. Pour ce dispositif, on a calculé la partie amortie X de la totalité de l'énergie sonore engendrée par le réacteur en fonction du prix de revient. Le calcul a été effectué pour différentes profondeurs du dispositif exprimées sous la forme de la distance S de la délimitation frontale du dispositif en partant de l'orifi- ce d'échappement du réacteur. La valeur S a été intégrée pour le cas du dispositif représenté en traits pleins sur la figure 5. La délimitation frontale est localisée à l'avant du réacteur, de sorte que la valeur supposée de S devient positive. Dans un cas indiqué en traits mixtes sur la figure 5, la délimitation frontale du dispositif est localisée à une distance S' à l'arrière du réacteur, de sorte que S' atteint dans ce cas une valeur négative. Le rapport x/k calculé de cette manière pour la partie amortie du bruit en fonction du prix de revient du dispositif selon l'invention a été comparé au rapport xO/kO entre la partie amortie et le prix de revient de la paroi d'amortissement précédemment décrite. Le rapport total W ainsi obtenu a été reporté sur la figure 7 au-dessus de la distance S. L'étude du diagramme montre que la valeur W s'accrott d'abord fortement au fur et à mesure que la profondeur du dispositif augmente jusqu'à ce que la délimitation frontale du dispositif dépasse le réacteur (S = O). La valeur maximale est atteinte lorsque le dispositif s'étend de quelques mètres au-delà du réacteur, et décret ensuite. L'invention est fondée sur la découverte de ces rapports de rentabilité, les dimensions du dispositif etant avantageusement choisies dans la zone hachurée sur la figure 7 selon le degré d'amortissement nécessaire. Cette zone peut être par exemple définie par le rapport établi entre la profondeur et la largeur du dispositif, et qui est notamment compris entre 0,5 et Q,8, de préférence entre 0,6 et 0,7. Lsétendue maximale du dispositif vers l'avant au-delà du réacteur ne doit généralement pas dépasser 70%, de préférence 30 % de la profondeur à l?arrière du réacteur pour l'avion utilisé comme basepour le calcul des dimensions maximales du dispositif. Pour les avions de trafic usuel, la limite antérieure ne doit pas dépasser 20 m, notamment 10 m à l'avant de l'orifice d'échappement du reacteur de l'avion utilisé comme base de départ pour le calcul des dimensions maximales du dispositif. Ainsi que le montre le diagramme selon la figure 7, la délimitation frontale du dispositif peut être également localisée à l'arrière des réacteurs. Même lorsque le réacteur est séparé par une distance de 15 m de la délimitation antérieure du dispositif, on obtient encore presque une rentabilité cinq fois supérieure à celle de la paroi utilisée jusqu'ici. I1 est cependant avantageux de ne pas localiser la délimitation antérieure à une distance dépassant 10 m à l'arrière des réacteurs de l'avion utilisé comme base de départ pour le calcul des dimensions maximales. REVENDICATIONS 1. Dispositif à panneaux pour l'interception de l'énergie sonore rayonnée vers l'carrière par les réacteurs d'avios fonctionnant au point fixe, caractérisé par le fait que les panneaux au dispositif (vu en coupe longitudinale, horizontale et verticale) sont disposés à la manière d'une coquille de moule avec la concavité orientée de façon que seule la partie arrière -de 11 avion soit engagée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie essentielle comprend deux panneaux plans 1,5 formant le long de la ligne d'intersection avec le sol 3 un angle compris entre 120 et 600, notamment entre 100 et 800, et oui sont inclinés sous un angle de 45 à 65 , notamment de 40 à 500 par rapport à la base. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la partie essentielle est exclusivement formée par deux panneaux triangulaires. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que les deux panneaux inclinés l'un par rapport à 1'autre sont prolongés vers l'avant par deux autres panneaux, 4,4 formant le long de la ligne d'intersection avec le sol un angle inférieur à 306 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le plan de délimitation de l'ouverture frontale est vertical ou penché vers l'avant. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 > caractérisé par le fait que des ouvertures 7 sont prévues dans la partie araire du dispositif à proximité de la base pour l'évacuation des gaz d'échappement des réacteurs. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le rapport entre sa profondeur et sa largeur est compris entre 0,5 et 0,8, notamment entre 0,6 et 0,7. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le plan de délimitation antérieur ne dépasse pas plus de 20 m, notamment plus de 10 m l'orifice d'échappement des réacteurs de l'avion utilisé comme base pour le calcul des dimensions maximales au dispositif. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le rapport entre sa profondeur,å l'avant des réacteurs et la profondeur à l'arrière de ces réacteurs est inférieur à 0,7 > notamment inférieur à 0,3 pour l'avion utilisé comme base pour le calcul des dimensions maximales du dispositif.