Brevet FR2736966A1 — publié le 19970124

La présente invention concerne un silencieux d'échappement pour moteur à explosion, notamment pour aéronef. ll existe actuellement plusieurs systèmes de silencieux à chicanes, par absorption par détente, qui permettent d'atténuer le niveau de bruit émis pour le ramener aux normes en vigueur. Ces systèmes présentent les inconvénients de créer des surchauffes et des pressions perturbatrices contre-directrices. Pour palier à ces inconvénients, I'invention propose un dispositif simple utilisant des éléments en acier inoxydable austénitique. Outre une réduction notable du niveau de bruit émis par rapport aux systèmes existants, comme cela sera décrit plus loin dans un exemple d'application, le dispositif proposé est facile à installer et à déposer, sa maintenance est aisée et sa tenue dans le temps améliorée. Brièvement, le silencieux selon l'invention comporte une tuyère perforée s'étendant sur toute sa longueur, cette tuyère étant entourée par une enveloppe coaxiale, caractérisé par le fait que l'ensemble tuyère - enveloppe est réalisé en acier inoxydable austénitique et que l'espace entre la tuyère et l'enveloppe est rempli d'une paille également en acier inoxydable austénitique. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en regard des figures annexées qui représentent: - figure 1: une coupe longitudinale du dispositif selon l'invention, - figure 2: une coupe longitudinale d'une variante du dispositif selon l'invention. En référence à la figure 1, le dispositif comporte une tuyère (1) formée d'un cône et d'un cylindre d'un seul tenant en tôle perforée, trous alternés et de diamètres différents d'une rangée à l'autre, sur toute la longueur du silencieux. L'enveloppe extérieure est formée d'une partie avant (2), conique et cylindrique, et d'un embout conique (3) formant la partie arrière et se terminant par un tube de illite en biais permettant l'évacuation des gaz vers le bas. Les bords de ces 2 parties destinées à être assemblées sont usinée par moulurage pour former 2 gorges circulaires selon une technique connue. Selon une caractéristique de l'invention, les 3 éléments (1), (2) et (3) sont en acier inoxydable austénitique (on rappelle que l'austénite est un composant de l'acier constitué d'une solution solide de ferret de carbonne). Le montage du silencieux s'opère de la façon suivante: - soudage de la tuyère sur la partie avant au niveau du col (6), - remplissage de l'espace entre la tuyère et l'enveloppe avec de la paille en acier inoxydable austénitique (4). - mise en place de l'embout arrière (3) par emboitement et vissage. Le nombre et la taille des perforations de la tuyère sont adaptés en fonction de la cylindrée du moteur. Le silencieux est connecté à la tubulure de l'échappement par un soufflet de dilatation qui est lui-même maintenu par 2 colliers avec vis freinées. La figure 2 représente une variante du dispositif dans laquelle la tuyère comporte différents contre cônes (5), destinés suivant les applications à améliorer la détente des gaz dans la paille(4). Exemple de réalisation: Suivant un exemple, on a réalisé un silencieux tel que décrit ici avec une tuyère d'épaisseur 10/10ème et une enveloppe d'épaisseur 8/lOme . les perforations ont des diamètres variables entre 8 mm et 10 mm. Le protocole d'essai a fourni les résultats suivants: - Point fixe - puissance maximum pour une vitesse affichée de 2350 tr/mn . . 64 db - Lâcher des freins-2500 tr/mn pour une vitesse affichée au lâcher de 2300 tri. ... 74 db - Passage 300 ft stabilisé - 2500 tr/mn .. . ... 73 db - Passage 1000 ft stabilisé - 2500 tr/mn .......67 db - Vitesse au cabrage 60 kn pour temps de roulage obtenu en 20 sec............... 71 db - Passage 300 ft stabilisé-2500 trlmn pour vitesse affichée au passage de 120 kn 70 db - Passage 1000 fi stabilisé-2500 tr/mn pour vitesse affichée au passage de 112 kn . .68 db - Montée initiale 80 kn pour une vitesse affichée de 2500 trlmn ... ... 70 db - Passage 300 fi stabilisé - 2500 tri... . . ....70db - Passage 1000 ft stabilisé - 2500 tr/mn ... ....65db - Verticale montée initiale 80 kn pour une hauteur obtenue au passage de 500 ft 89 db - Passage 300 ft stabilisé - 2500 tr/mn .. . ....87 db - Passage 1000 fi stabilisé - 2500 tr/mn .. ....78 db En moyenne, le niveau est égal à 72.8 db . A titre de comparaison, les mêmes mesures obtenues avec un silencieux classique sont les suivantes: - Point fixe - puissance maximum pour une vitesse affichée de 2350 tr/mn ....... 77 db - Lâcher des freins-2500 tr/mn pour une vitesse affichée au licher de 2300 tr/mn ... 74 db - Passage 300 ft stabilisé - 2500 tr/mn .. . ... 80db - Passage 1000 fi stabilisé - 2500 tr/mn ......71db - Vitesse au cabrage 60 kn pour temps de roulage obtenu en 20 sec .................... 73 db - Passage 300 ft stabilisé - 2500 tr/mn pour vitesse affichée au passage de 120 kn ...75 db - Passage 1000 fi stabilisé - 2500 tr/mn pour vitesse affichée au passage de 112 kn..73 db - Montée initiale 80 kn pour une vitesse affichée de 2500 tr/mn ... ... 77 db - Passage 300 ft stabilisé - 2500 tr/mn .. ....73db - Passage 1000 ft stabilisé - 2500 tr/mn .. ....70 db - Verticale montée initiale 80 kn pour une hauteur obtenue au passage de 500 fi 92 db - Passage 300ftstabilisé-2500 tr/mn ... . ....96db - Passage 1000 fi stabilisé - 2500 tr/mn .. ....86db En moyenne, le niveau est égal à 78,2 db. Le dispositif selon l'invention permet d'obtenir aujourd'hui un gain supérieur à 5 db minimum par rapport aux silencieux classiques actuels. Ce dispositif est particulièrement destiné à équiper le Piper PA 28 . - REVENDICATIONS 1- dispositif silencieux pour échappement de moteur à explosion comprenant une tuyère perforée (1) sur toute sa longueur, cette tuyère étant entourée par une enveloppe coaxiale (2), (3), caractérisé par le fait que l'ensemble tuyère-enveloppe est réalisé en tôle d'acier inoxydable austénitique et que l'espace entre la tuyère et l'enveloppe est rempli d'une paille (4) également en acier inoxydable austénitique . 2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la tuyère est formée d'un ou plusieurs cônes, contre-cônes (5) et cylindre d'un seul tenant. 3- dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le finit que les perforations de la tuyère sont constituées de trous alternés et de diamètres différents d'une rangée à l'autre, selon la cylindrée du moteur à explosion. 4- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'enveloppe est formée d'une partie avant soudée à la tuyère au col (6), d'une partie arrière conique amovible, les 2 bords jointifs de ces 2 parties étant moulurés en 2 gorges pour permettre un démontage et un remontage rapides. 5- Dispositif selon la revendication 1 par le fait qu'il est monté sur l'échappement d'un moteur d'avion, qu'il supprime les surchauffes et pressions perturbatrices contre directrices et que l'atténuation du niveau de bruit émis est aujourd'hui supérieur à 5 db minimum.