Brevet FR2756332A1 — publié le 19980529

La présente invention concerne le maintien de panneaux acoustiques sur une structure de support. Elle concerne plus particulièrement le maintien de panneaux acoustiques sur le carter de soufflante et sur d'autres parties d'un moteur à turbine à gaz à soufflante canalisée pour la propulsion d'un avion. Les moteurs à turbine à gaz à soufflante canalisée ont typiquement des surfaces lavées à l'air à l'intérieur de leurs conduits de soufflante auxquels il est souhaitable de fixer des panneaux acoustiques pour atténuer le bruit. De tels panneaux comprennent de manière conventionnelle deux feuilles de matériau entre lesquelles est interposée une couche de matériau en nid d'abeille. La feuille qui définit au moins une partie de la surface lavée à l'air est perforée afin de permettre à l'énergie sonore générée dans le conduit de soufflante d'accéder aux alvéoles de matériau en nid d'abeille. Les alvéoles servent à atténuer cette énergie sonore d'une manière conventionnelle. L'utilisation de tels panneaux acoustiques dans des moteurs à turbine à gaz à soufflante canalisée est largement répandue et ne sera par consequent pas décrite plus en détail ici. Il est nécessaire de fixer de tels panneaux acoustiques à une structure de support, telle que le carter de soufflante du moteur à turbine à gaz à soufflante canalisée, de telle sorte que les panneaux soient facilement enlevables en cas d'endommagement. De manière conventionnelle, ceci est réalisé en boulonnant les panneaux sur la structure de support. Toutefois, le matériau en nid d'abeille des panneaux acoustiques est facilement endommagé par broyage. En conséquence, il est nécessaire de fournir un renforcement local au matériau en nid d'abeille afin d'éviter un tel endommagement par les boulons de fixation. Un moyen habituel de fournir un tel renforcement local est de remplir plusieurs alvéoles en nid d'abeille adjacentes dans la zone de fixation de chaque boulon de fixation avec un matériau suffisamment résistant et ensuite 2 2756332 d'usiner des moyens de réception de boulon dans ces alvéoles remplies. Il y a toutefois des inconvénients avec cette approche. Un inconvénient est que, dès lors que plusieurs alvéoles dans la zone d'un boulon doivent être remplies, elles ne peuvent plus fournir d'atténuation sonore. Par conséquent, il y a un effet négatif sur l'efficacité d'atténuation acoustique générale du panneau acoustique. Un autre inconvénient est qu'il est très difficile d'assurer que les boulons de fixation ne fassent pas saillie hors de la surface lavée à l'air du panneau acoustique et par conséquent génèrent des diminutions de performance du moteur. C'est un objet de la présente invention de fournir un panneau acoustique qui peut être fixé à une structure de support d'une manière qui a peu d'effet sur les caractéristiques d'atténuation sonore du panneau et également sur l'efficacité aérodynamique de la surface lavée à l'air du panneau. Selon la présente invention, un panneau acoustique comprend une couche de matériau alvéolaire en nid d'abeille interposée entre et interconnectant deux couches de matériau de feuille dont l'une est perforée, au moins une des alvéoles dudit matériau alvéolaire en nid d'abeille interconnectant lesdites couches de matériau de feuille, caractérisé en ce que ladite au moins une alvéole contient un élément de portée qui s'appuie sur les desdites deux couches en matériau de feuille, ledit élément de portée et les parties desdites couches de matériau de feuille adjacente à celui-ci comportant des ouvertures pour recevoir des moyens communs pour fixer ledit panneau acoustique à une structure de support. Ledit élément de portée est de préférence de configuration cylindrique de sorte qu'il est en prise avec les parois de l'alvéole qu'il occupe. 3 2756332 Ledit élément de portée et la partie de ladite feuille perforée avec laquelle il est en prise sont de préférence pourvus de découpures correspondantes qui sont configurées de telle sorte que, lorsqu'installés, lesdits moyens pour fixer ledit panneau acoustique à une structure de support sont positionnés de manière affleurante avec la surface externe de ladite feuille perforée. Lesdites découpures sont de préférence de forme généralement tronconique pour recevoir un dispositif de fixation qui est réalisé sous la forme d'une vis ayant une tête conique. La présente invention va maintenant être décrite à titre d'exemple, en référence aux dessins joints, sur lesquels: - la figure 1 est une vue latérale partiellement en coupe d'un moteur à turbine à gaz à soufflante canalisée comportant des panneaux acoustiques selon la présente invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'une partie d'un panneau acoustique sur le moteur représenté sur la figure 1 qui est réalisé selon la présente invention et qui a été partiellement découpée afin de révéler sa structure interne, - la figure 3 est une vue latérale en coupe d'une partie du panneau acoustique représenté sur la figure 2, et - la figure 4 est une vue selon la ligne de coupe A-A de la figure 3. En référence à la figure 1, un moteur à turbine à gaz à soufflante canalisée 10 est compris dans une nacelle généralement annulaire 11 et supporté sur un avion (non représenté) par un pylône 12, dont une partie est visible sur la figure. Le moteur 10 est d'une configuration conventionnelle comprenant une veine chaude 13 qui alimente une soufflante propulsive 14 à son extrémité amont. La veine chaude 13 est de diamètre inférieur à la soufflante 14 de sorte qu'un conduit de soufflante annulaire 15 est défini 4 2756332 entre la surface radialement externe de la veine chaude et la surface radialement interne de la nacelle. 11. En fonctionnement, la soufflante 14 est entraînée en rotation par la veine chaude 13 pour aspirer de l'air dans la nacelle 11 à travers une entrée à son extrémité amont 16. L'air ainsi aspiré est comprimé par la soufflante 14 avant d'être divisé en deux écoulements. Le premier écoulement est dirigé dans la veine chaude 13, o il est comprimé davantage avant d'être mélangé avec du combustible et le mélange est brûlé. Les produits de combustion chauds résultants se dilatent ensuite à travers les turbines à l'intérieur de la veine chaude 13 avant de s'échapper à travers une tuyère propulsive 17 à l'extrémité aval de la veine chaude 13 pour fournir une poussée propulsive. Le second écoulement d'air comprimé par la soufflante 14 est dirigé dans le conduit de soufflante annulaire 15 d'o il est évacué à l'extrémité aval de la nacelle 11 pour fournir une poussée propulsive additionnelle. La surface radialement externe de la veine chaude 13 et la surface radialement interne de la nacelle 11, c'est-à- dire ces surfaces qui définissent le conduit annulaire 15,- sont recouvertes par une pluralité de panneaux acoustiques 18, dont un est en partie visible sur les figures 2 à 4. Les panneaux acoustiques sont tous de construction générale similaire et servent à fournir une atténuation sonore du moteur 10. Essentiellement, chaque panneau acoustique 18 est réalisé à partir de deux couches 19 et 20 de matériau métallique de feuille approprié, tel que l'acier inoxydable, entre lesquelles est interposée une couche de matériau métallique en nid d'abeille 21. Le matériau en nid d'abeille 21 est arrangé en telle sorte que chacune de ses alvéoles 22 interconnecte les deux couches de feuilles de métal 19 et 20. Ainsi, chaque alvéole 22 s'étend généralement de manière radiale. Les couches de feuille de métal 19 et 20 sont liées au matériau en nid d'abeille 19 et 21 par un quelconque 2756332 milieu approprié, tel qu'une brasure ou des adhésifs appropriés. La couche de feuille de métal 19 qui fait face au conduit annulaire 15, comme visible sur la figure 5, contient un grand nombre de petits trous 30, de sorte qu'elle est perforée. Ceci est réalisé de manière à former une interconnexion entre le conduit de soufflante 15 et les alvéoles en nid d'abeille 22, permettant ainsi aux alvéoles en nid d'abeille 22 de fournir l'atténuation sonore de l'écoulement d'air passant à travers le conduit annulaire 15. Ainsi, les panneaux acoustiques 18 sont de configuration conventionnelle et fonctionne de manière conventionnelle. Bien que dans ce cas particulier, la couche de feuille de métal 19 soit perforée du fait qu'elle comporte une pluralité de trous 30, il peut être souhaitable dans certains cas que la feuille 19 soit perforée en étant formée à partir d'un matériau naturellement perforé, tel qu'une toile métallique. La présente invention concerne la manière dans laquelle les panneaux acoustiques 18 sont fixée à la veine chaude 13 et à la nacelle 11. Les panneaux acoustiques 18 sont situés en un endroit vulnérable qui les rend passibles d'être endommagés par des objets qui peuvent être "avalés" par le moteur 10. Il est hautement souhaitable par conséquent que les panneaux 18 soient fixés à la nacelle 11 et à la veine chaude 13 d'une manière telle qu'ils peuvent facilement être enlevés et remplacés en cas d'endommagement de ce type. La présente invention concerne une telle manière de fixation. Spécifiquement, une ou plusieurs alvéoles en nid d'abeille dans chaque panneau acoustique 18 contient un élément de portée cylindrique 23 qui a un passage central 25 s'étendant à travers lui, comme cela est visible sur les figures 3 et 4. Chaque élément de portée a un diamètre tel qu'il s'appuie sur chacune des parois de l'alvéole en nid d'abeille dans laquelle il est situé, et est d'une longueur 6 2756332 telle qu'il s'appuie sur les deux couches 19 et 20 de matériau de feuille métallique. L'extrémité de l'élément de portée 23 qui s'appuie sur la couche de feuille de métal non perforée 20 est plate. Toutefois, l'extrémité de l'élément de portée 23 qui s'appuie sur la couche de feuille de métal perforée est pourvue d'une découpure fraisée 24. Ainsi, la découpure 24 est de configuration tronconique. La partie de la couche de feuille de métal perforée 19 adjacente à la découpure de l'élément de portée 24 est localement déformée pour suivre la configuration tronconique de la découpure 24. Une ouverture 26 est prévue dans la couche de feuille de métal perforée 19, cette ouverture étant alignée avec le passage central 25 de l'élément de portée 23. De manière similaire, une ouverture 31 est prévue dans l'autre couche de feuille de métal 20, et est alignée avec le passage central 25 de l'élément de portée 23. Les ouvertures 26 et 31 dans la couche de feuille de métal perforée 19 et l'autre couche de feuille de métal 20 respectivement, et le passage central 25 de l'élément de portée 23 sont dimensionnés pour recevoir une vis 27. La vis 27 est pourvue d'une tête conique 28 qui se positionne dans- la partie localement déformée de la couche de feuille de métal perforée 19. La vis 27 s'étend à travers l'élément de portée 23 pour venir en prise avec une structure de support 25.29, fixant ainsi le panneau 18 à la structure de support 29 tout en évitant un broyage du matériau en nid d'abeille 21. Dans ce cas particulier, la structure de support 29 est une partie du carter 30 qui entoure la soufflante 14. Toutefois, il sera apprécié qu'elle pourrait être toute autre partie appropriée de la veine chaude 13 ou de la nacelle 11. Chaque panneau acoustique 18 est pourvu de suffisamment de vis 27 pour le maintenir en position sur le moteur 10. Il est visible par conséquent que la tête 28 de la vis est affleurante avec la surface externe de la couche de feuille de métal perforée 19. En conséquence, la vis 27 a peu d'effet sur l'écoulement d'air qui, en fonctionnement, 7 2756332 s'écoule sur la surface externe de la couche de feuille de métal perforée 19. Un autre avantage de l'arrangement de la présente invention est que la combinaison de l'élément de portée 23 et de la vis 27 occupe seulement une seule alvéole 22 du matériau en nid d'abeille 21 plutôt qu'un groupe d'alvéoles adjacentes 22. Ceci signifie qu'il y a seulement une diminution minimale des propriétés d'atténuation sonore des panneaux acoustiques 18 par cette manière particulière de fixer les panneaux 18 à une structure de support appropriée 29. De plus, puisque l'étape de fabrication qui consiste à remplir plusieurs alvéoles avec un matériau de remplissage approprié est évitée, la fabrication des panneaux acoustiques 18 est simplifiée. 8 2756332 Revendications: 1.- Panneau acoustique (18) comprenant une couche de matériau alvéolaire en nid d'abeille (21) interposée entre et interconnectant deux couches de matériau de feuille (19, ) dont l'une (19) est perforée, au moins une des alvéoles (22) dudit matériau alvéolaire en nid d'abeille (21) interconnectant lesdites couches de matériau de feuille (19, ), caractérisé en ce que ladite au moins une alvéole (22) contient un élément de portée (23) qui s'appuie sur les desdites deux couches en matériau d de feuille (19, 20), ledit élément de portée (23) et les parties desdites couches de matériau de feuille (19, 20) adjacente à celui-ci comportant des ouvertures pour recevoir des moyens communs (27) pour fixer ledit panneau acoustique (18) à une structure de support (29). 2.- Panneau acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de portée (23) est de configuration cylindrique. 3.- Panneau acoustique selon la revendication 2,- caractérisé en ce que ledit élément de portée (23) est en prise avec les parois de l'alvéole (22) qu'il occupe. 4.- Panneau acoustique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément de portée (23) et la partie de ladite feuille perforée (19) avec laquelle il est en prise sont pourvus de découpures correspondantes (24) qui sont configurées de telle sorte que, lorsqu'installés, lesdits moyens (27) pour fixer ledit panneau acoustique (18) à une structure de support (29) sont positionnés de manière affleurante avec la surface externe de ladite feuille perforée (19). 5.- Panneau acoustique selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites découpures (24) sont de forme générale tronconique. 9 2756332 6.- Panneau acoustique selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit élément de portée (23) et lesdites feuilles (19, 20) sont configurées de telle manière à recevoir des moyens de fixation qui sont réalisés sous la forme d'une vis (27) ayant une tête conique (28). 7.Panneau acoustique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit panneau acoustique (18) est configuré de manière à être positionné dans le conduit de soufflante (15) d'un moteur à turbine à gaz à soufflante canalisée (10).