Brevet FR2467990A1 — publié le 19810430

La présente invention concerne la suppression des bruits et, en particulier, de la source de bruit en- gendrée par un écoulement en deux courants coannulaires dans deux tubulures concentriques espacées lorsque la tubu- lure extérieure s'étend au-delà de la tubulure intérieure dans le parcours de décharge des deux courants. L'invention sera probablement le mieux comprise en considérant le problème à résoudre. Bien que ce problè- me soit associé à un moteur à réaction à double flux,l'hom- me de métier comprendra qu'il peut se poser dans d'autres courants d'écoulement coannulaires et, par conséquent, la solution à ce problème sera d'application dans les deux cas. En examinant le diagramme de la figure 1 qui illus- tre le niveau de pression acoustique dans la bande de 1/3 octave (courbe B) vis-à-vis de la fréquence, on peut obser- ver la présence d'un bruit parasite aux alentours d'une fréquence de 4000 hertz. On a estimé que ce bruit était occasionné par la forte turbulence du courant d'écoulement intérieur à la sortie de la tubulure intérieure ou du divi- seur de courant dans la tubulure d'échappement du moteur à réaction à double flux, créant ainsi un champ de pression hélicoïdal irrégulier venant heurter la tubulure extérieure en aval de celle-ci. On a constaté que l'on pouvait atténuer ou même supprimer ce bruit inopportun en détruisant la cohérence de ce champ de pression irrégulier. En localisant des lan- guettes dirigées vers l'intérieur en une disposition asymé- trique autour de la tubulure intérieure ou du diviseur de courant, on a constaté, en procédant à des essais réels, que l'on pouvait réduire le bruit engendré de la manière décrite ci-dessus d'une valeur aussi élevée que 5 dB. La figure 1 (courbe A) illustre l'effet exercé sur le bruit parasite à 4000 hertz par la réduction du champ de pression hélicoïdal irrégulier en utilisant le système de l'invention décrit ici. Selon une caractéristique de la présente inven- tion, on détruit la cohérence du champ de pression irré- gulier créé dans un courant d'écoulement coannulaire à l'intérieur de tubulures concentriques de longueurs iné- gales (la tubulure extérieure s'étendant en aval de la tu- bulure intérieure) en localisant des languettes dirigées vers l'intérieur et espacées l'une de l'autre en une dis- position asymétrique autour de la périphérie de la tubulu- re intérieure. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la descrip- tion et des revendications ci-après, en se référant aux dessins annexés qui illustrent une forme de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est un diagramme illustrant le ni- veau de pression acoustique dans la bande de 1/3 octave vis-à-vis de la fréquence, ce diagramme montrant le bruit parasite à 4000 hertz engendré par les pièces du moteur qui sont illustrées en figure 2 (courbe B), ainsi que l'ef- fet exercé par le dispositif de suppression de bruits para- sites (courbe A); la figure 2 est une vue élaguée, partiellement en élévation et partiellement en coupe, illustrant les dé- tails de la présente invention; et la figure 3 est une vue en bout de la figure 2. Afin de décrire la forme de réalisation préférée de la présente invention, on représente les pièces ayant un rapport avec cette dernière et faisant partie du moteur "JT8D-209" fabriqué par "Pratt & Whitney Aircraft Group" (division de la "United Technologies Corporation"). Comme le fera ressortir la description ci-après, il est entendu que l'invention n'est nullement limitée aux moteurs à réac- tion à double flux et que son applicabilité dans d'autres contextes d'utilisation sera évidente pour l'homme de mé- tier. Comme le montrent les figures 2 et 3, la section d'échappement du groupe propulseur est constituée d'une tubulure d'échappement 10, d'un diviseur de courant 12 et du cône 14. Tous ces éléments sont bien connus et cons- tituent les pièces existantes du moteur "JT8D-209" mention- né ci-dessus. 5. Suivant la présente invention, des languettes 16 peuvent être fixées au diviseur de courant 12 comme le montrent les dessins, ou être solidaires de ce diviseur de courant. Evidemment, s'il s'agit de modifier des moteurs existants, il pourrait être judicieux et moins onéreux de souder les languettes 16 en place. Comme le montre la figure 3, les languettes qui ont une configuration triangulaire, s'étendent vers l'inté- rieur et sont localisées en une disposition asymétrique au- tour de la périphérie du diviseur de courant. La distance sur laquelle chaque languette pénètre dans le courant d'air, l'angle qu'elle forme par rapport au sens d'écoulement, ainsi que sa configuration particulière dépendront princi- palement de la traînée qu'elle engendre, si bien qu'il con- viendra de prendre en considération principalement les ca- ractéristiques de suppression des bruits et les pertes de rendement éventuelles. Comme le montre la figure 2, cha- que languette s'étend sous un angle inférieur à 90 au plan de sortie du diviseur de courant. Un système du type illustré dans les figures 2 et 3 a fait l'objet d'essais sur un modèle à l'échelle de 1/7 d'un moteur que l'on a fait fonctionner dans des condi- tions normales; comme le montre la courbe A de la figure 1, on a obtenu une réduction significative de 5 dB des bruits engendrés par le champ de pression hélicoïdal irrégulier. Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation particulières illustrées et dé- crites ici, mais que diverses modifications peuvent y être apportées sans se départir de l'esprit ou du cadre de son nouveau concept tel qu'il est défini par les revendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à atténuer les bruits parasites dans une tubulure d'échappement d'un turboréac- teur à double flux comportant des tubulures concentriques définissant des passages d'écoulement coannulaires pour l'air de ventilateur et les gaz circulant dans la partie centrale du moteur, la tubulure extérieure s'étendant en aval de la tubulure intérieure, tandis que l'écoulement à la sortie de celle-ci crée un champ de pression hélicoïdal irrégulier venant heurter la tubulure extérieure à une cer- taine distance en aval de cette dernière, caractérisé en ce qu'il est constitué de plusieurs éléments en forme de languettes comportant un prolongement qui s'étend radiale- ment vers l'intérieur à l'extrémité de décharge de la tubu- lure intérieure, ces éléments étant destinés à détruire la cohérence du champ de pression irrégulier. 2. Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que les éléments en forme de languettes sont localisés en une disposition asymétrique autour de la cir- conférence de la tubulure intérieure. 3. Dispositif suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que les prolongements précités ont la confi- guration d'une languette triangulaire dont le sommet cons- titue le point le plus avancé s'étendant radialement dans la tubulure intérieure. 4. Dispositif suivant la revendication 3, carac- térisé en ce que chaque élément en forme de languette est espacé angulairement par rapport à un plan passant par l'extrémité de décharge de la tubulure intérieure, en for- mant un angle inférieur à 90 avec ce plan.