Brevet FR2844303A1 — publié le 20040312

l La présente invention concerne une pièce tubulaire d'atténuation acoustique pour entrée d'air de réacteur d'aéronef. On sait que les réacteurs équipant les aéronefs sont des sources de bruit d'un niveau très élevé (souvent supérieur à 130 décibels). Cela 5 est particulièrement gênant si un réacteur est localisé à proximité d'une zone d'habitations, par exemple lors du décollage ou de l'atterrissage d'un aéronef. Les normes environnementales, qui sont de plus en plus restrictives, imposent de limiter le niveau de bruit issu d'un réacteur en dessous d'un seuil réglementaire afin de limiter les nuisances sonores perçues par 10 les habitants de ladite zone. Ce seuil réglementaire est parfois encore réduit pendant la nuit, de telle façon que les aéronefs les plus bruyants ne peuvent alors ni atterrir, ni décoller, ce qui constitue une contrainte, voire un manque à gagner, pour les compagnies aériennes exploitant de tels aéronefs. Par conséquent, il est souhaitable de réduire le niveau de l'émis15 sion sonore d'un tel réacteur en dessous dudit seuil réglementaire réduit afin de pouvoir l'exploiter à toute heure du jour ou de la nuit. De façon connue, le niveau du bruit émis par un réacteur d'aéronef peut être réduit en disposant, sur la surface intérieure de l'entrée d'air dudit réacteur, une pièce tubulaire à structure sandwich avec âme alvéo20 laire dont la face orientée vers l'intérieur de ladite entrée d'air est formée par un matériau perméable permettant le passage de l'air entre ladite entrée d'air et les alvéoles de ladite structure sandwich à âme alvéolaire, de telle façon que ces alvéoles puissent piéger une partie des ondes sonores et ainsi réduire le niveau de bruit émis par le réacteur vers l'extérieur. 25 Toutefois, pour des facilités de construction et de montage, cette pièce à structure sandwich avec âme alvéolaire est le plus souvent réalisée en plusieurs coques, dont chacune d'elles forme une partie longitudinale de ladite pièce tubulaire et qui sont assemblées au moyen d'éclisses longitudinales réunissant les bords latéraux en regard de coques adjacentes. De telles éclisses comportent généralement une bande longitudi5 nale d'éclissage disposée du côté externe de ladite pièce tubulaire et une bande longitudinale d'éclissage disposée du côté interne de cette dernière. Les bandes longitudinales d'éclissage internes constituent des zones de la surface intérieure de l'entrée d'air dans lesquelles, d'une part, le bruit n'est pas absorbé et, d'autre part, les ondes sonores sont réfléchies, ce 10 qui a pour effet de dégrader fortement, en terme de réduction du niveau de bruit, les performances de ladite pièce par rapport à une pièce monolithique. Par ailleurs, comme on peut le voir par exemple sur les documents antérieurs US-4 840 093, US-4 969 535, US-5 014 815, US-5 025 888 15 et EP-1 167 185, les bords latéraux des coques adjacentes à solidariser sont aménagés de façon particulière, par exemple en les amincissant de façon continue ou en gradins, ou en y intercalant une âme alvéolaire densifiée, etc... Dans tous les cas, ces aménagements sont longs, délicats et coteux. Partant du principe que les tentatives faites jusqu'à maintenant pour obtenir une isolation acoustique aussi peu dégradée que possible au niveau des raccords longitudinaux entre lesdites coques adjacentes sont relativement vaines et qu'elles entraînent des cots élevés, la présente invention a pour objet une pièce tubulaire d'atténuation acoustique multi25 coque simple, aisée à fabriquer, qui, par ailleurs, non seulement n'entraîne pas une dégradation acoustique plus importante que celle engendrée dans les pièces multicoques connues, mais encore est tout à fait comparable, en ce qui concerne les performances acoustiques, aux pièces monolithiques. A cette fin, selon l'invention, la pièce tubulaire d'atténuation acoustique pour entrée d'air de réacteur, comportant: - au moins deux coques, dont chacune d'elles forme une partie longitudinale de ladite pièce tubulaire et qui sont raccordées le long de leurs 5 bords longitudinaux pour former ladite pièce, la paroi de chacune desdites coques étant constituée d'une peau interne perméable, d'une peau externe imperméable et d'une âme alvéolaire interposée entre lesdites peaux interne et externe; et - pour chaque raccord entre deux bords longitudinaux de deux coques 10 adjacentes, une bande longitudinale d'éclissage externe disposée du côté des peaux externes desdites coques adjacentes, à cheval sur ledit raccord, et solidarisée desdites peaux externes, est remarquable en ce que: - lesdites bandes d'éclissage externes assurent à elles seules la solidari15 sation desdites coques entre elles et sont fixées à ces dernières par des moyens de fixation n'apparaissant pas du côté desdites peaux internes; - chacun desdits bords longitudinaux de raccord est constitué par un chant de ladite coque correspondante, chant le long duquel l'âme alvéolaire de cette dernière comporte une zone marginale de même 20 épaisseur que le reste de ladite âme alvéolaire, mais pouvant être endommagée, de sorte que ladite coque présente, en correspondance avec ladite zone marginale, une atténuation acoustique moins bonne que dans le reste de ladite coque; - deux bords longitudinaux en regard de deux coques adjacentes ména25 gent entre eux une fente; et - la somme de la largeur de ladite fente et des largeurs des deux zones marginales en regard est au plus égale à 15 mm. La présente invention est basée sur une constatation expérimentale de la demanderesse qui a trouvé que, à la condition qu'il n'y ait aucune saillie (éclisse, moyens de fixation,...) sur la peau interne desdites coques et que soit respectée une limite supérieure (1 5 mm) pour ladite somme des largeurs, il était possible d'obtenir, quel que soit le réacteur concerné, une bonne atténuation acoustique avec des bords longitudinaux 5 de raccord, qui sont assemblés avec jeu (la fente) et le long desquels ladite âme alvéolaire est simplement coupée (ce qui ouvre des alvéoles de ladite âme et crée lesdites zones marginales endommagées à capacité d'atténuation abaissée). Ainsi, les bords longitudinaux de raccord de la pièce tubulaire d'at10 ténuation acoustique conforme à la présente invention ne nécessitent aucune préparation longue, délicate et coteuse comme, par exemple, un amincissement progressif ou en gradins ou un remplacement partiel de l'âme alvéolaire par une âme alvéolaire plus dense. Les cots de fabrication de la pièce tubulaire selon l'invention sont donc réduits à un mini15 mum. Du côté interne de ladite pièce tubulaire selon la présente invention, les bandes d'éclissage internes peuvent être éliminées et seules apparaissent donc lesdites fentes, dont la faible largeur peut correspondre tout juste à un jeu de montage et de fonctionnement. Lesdits moyens de fixation desdites bandes d'éclissage externes peuvent être des boulons aveugles traversant uniquement ladite peau externe et partiellement logés dans ladite âme alvéolaire. En variante, ils peuvent être constitués par de la colle. Afin de réduire encore plus l'effet de la présence desdites fentes 25 de faible largeur du côté interne de la pièce tubulaire selon l'invention, il est avantageux d'obturer celles-ci, au moins du côté interne, par un joint souple, par exemple en mastic polysulfure. De préférence, afin d'éviter le délaminage des chants desdites coques, on recouvre lesdits bords longitudinaux de raccord (les chants) par un prolongement replié d'au moins l'une desdites peaux interne et externe. Puisque, pour pouvoir supprimer les bandes d'éclissage internes et 5 leurs inconvénients acoustiques, il est nécessaire que lesdites bandes d'éclissage externes assurent à elles seules la solidarisation desdites coques, lesdites bandes d'éclissage externes doivent permettre la réalisation de raccords dont la solidité et la rigidité soient telles que les efforts appliqués à ladite pièce tubulaire n'entraînent pas de déformations, au niveau 10 des raccords, sensiblement supérieures à celles qui apparaîtraient dans le cas o ladite pièce tubulaire serait monolithique. A cet effet, lesdites bandes d'éclissage externes, qui sont par exemple métalliques, peuvent porter, sur leur face externe opposée auxdites peaux externes, des moyens de raidissement, tels que des raidisseurs 15 individuels transversaux ou des bandes longitudinales de raidissement recouvrant au moins partiellement lesdites bandes d'éclissage externes. De telles bandes de raidissement peuvent comporter au moins une âme alvéolaire de façon à constituer une structure composite sandwich, apte éventuellement à atténuer les ondes sonores passant à travers lesdites 20 fentes de raccord. Il est avantageux que lesdites peaux externes soient plus épaisses que lesdites peaux internes pour transmettre les efforts importants auxquels est soumise ladite pièce tubulaire. De plus, les parties des peaux externes desdites coques, sur lesquelles sont fixées lesdites bandes 25 d'éclissage longitudinales externes, peuvent être renforcées. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une coupe transversale schématique d'un exemple de réalisation de la pièce tubulaire d'atténuation acoustique pour entrée d'air de réacteur, conforme à la présente invention. La figure 2 illustre schématiquement, en coupe partielle à plus 5 grande échelle, le raccord entre deux coques de la pièce tubulaire de la figure 1. La figure 3 correspond à une vue agrandie du raccord de la figure 2. Les figures 4 à 8 illustrent schématiquement des variantes de 10 réalisation du raccord de la figure 2, les figures 4, 5, 7 et 8 étant des coupes semblables à cette dernière figure, alors que la figure 6 est une vue en perspective coupée. La pièce tubulaire d'atténuation acoustique 1 pour entrée d'air de réacteur (non représenté), représentée en coupe transversale schématique 15 sur la figure 1 à titre d'exemple et conforme à la présente invention, est constituée de trois coques identiques 2 dont chacune forme, longitudinalement, un tiers de ladite pièce 1. La paroi de chacune desdites coques 2 est constituée par une structure d'atténuation acoustique connue comportant une peau interne 20 perméable 3, une peau externe imperméable 4, de préférence plus épaisse que la peau interne 3, et une âme alvéolaire 5 interposée entre lesdites peaux interne et externe 3 et 4. Le long de leurs bords longitudinaux 6 en regard, lesdits coques 2 sont deux à deux solidarisées les unes des autres par trois raccords 7 dis25 posés à 1200 les uns des autres, à la périphérie de la pièce tubulaire 1. Chaque raccord 7 comporte une bande longitudinale d'éclissage externe 8, s'étendant sur la longueur de la pièce 1 et disposée du côté des peaux externes 4 des coques 2 adjacentes. Chaque bande d'éclissage 8 est disposée à cheval sur les bords longitudinaux 6 en regard et est solidarisée des peaux externes 4 des deux coques 2 adjacentes concernées. Chaque bord longitudinal 6 d'une coque 2 est simplement constitué par un chant --non spécialement aménagé-- de ladite coque o l'âme 5 alvéolaire présente la même épaisseur h et les mêmes alvéoles que le reste de l'âme alvéolaire 5 de la paroi 3, 4, 5. Cependant, le long de chaque bord longitudinal 6, ladite âme alvéolaire comporte une zone marginale 5A, 5B (voir les figures 2 et 3), dans laquelle les alvéoles sont endommagés comme conséquence du processus de fabrication des coques 2. Il en 10 résulte que ces dernières présentent, en correspondance avec lesdites zone marginales 5A, 5B, une atténuation acoustique amoindrie. Par ailleurs, les deux bords longitudinaux 6 en regard de deux coques 2 adjacentes ménagent entre eux une fente 9 de largeur E. Le seul aménagement éventuel des chants 6 est leur revêtement 15 par un prolongement replié 10 de l'une ou l'autre des peaux 3 ou 4, de préférence un prolongement de la peau interne 3. Les revêtements 10 présentent l'avantage d'éviter le délaminage des chants 6. La demanderesse a trouvé que, quel que soit le réacteur dans l'entrée d'air duquel est disposée la pièce tubulaire 1, les performances d'at20 ténuation acoustique de cette dernière sont pratiquement identiques à celles d'une pièce monolithique qui ne comporterait pas de raccord 7, à la condition que la somme L de la largeur e de la fente 9 et des largeurs IA et LB des zones marginales SA et 5B en regard (voir la figure 3) soit au plus égale à 15 mm. Comme cela est illustré par la figure 4, un joint 11 peut être disposé dans les fentes 9, du côté interne. Un tel joint peut être réalisé en PR (mastic polysulfure), matière fréquemment utilisée en aéronautique. Les joints 11 permettent non seulement d'augmenter les performances d'atténuation de bruit de la pièce 1 en améliorant l'écoulement de l'air à la sur- face interne des raccords 7, mais encore de participer à empêcher le délaminage des chants 6 des coques 2. Bien entendu, chaque bande d'éclissage externe 8 est dimensionnée de façon à permettre la transmission des efforts se produisant dans le 5 raccord 7 correspondant. Les bandes d'éclissage 8 peuvent être métalliques et fixées sur les coques 2 par une ou plusieurs couches de colle (non visible sur les figures) ou par des boulons aveugles 12, non traversants, traversant seulement les peaux externes 4 et partiellement logés dans les âmes alvéolaires 5. Ainsi, lesdits moyens de fixation -- colle ou boulons 10 aveugles-- n'apparaissent pas du côté interne des peaux 3 et ne peuvent perturber les propriétés d'atténuation acoustique de la pièce 1. Notamment lorsque les bandes d'éclissage 8 sont constituées par des tôles minces, un ou plusieurs éléments raidisseurs transversaux 13, par exemple à section en I ou en T, sont fixés sur la face externe desdites 15 bandes pour augmenter la rigidité des raccords 7 (voir la figure 6). En variante (voir les figures 7 et 8), lesdites bandes d'éclissage 8 peuvent être renforcées par des bandes longitudinales de raidissement 14 ou 15 recouvrant au moins partiellement lesdites bandes d'éclissage 8 et présentant elles-mêmes une structure sandwich à âme alvéolaire, semblable à celle 20 des parois 3, 4, 5 dés coques 2. Dans la variante de réalisation de la figure 5, les parties des peaux externes 4 sur lesquelles sont fixées les bandes d'éclissage externes 8 sont renforcées. Dans le cas o lesdites peaux externes 4 sont réalisées en matière composite fibres-matrice, les renforcements 16 sont eux25 mêmes constitués de ladite matière composite. Ainsi, on augmente non seulement la rigidité des coques 2 au voisinage des raccords 7, et donc la rigidité de ces derniers, mais encore la solidité desdits raccords 7. REVENDICATIONS 1. Pièce tubulaire d'atténuation acoustique (1) pour entrée d'air de réacteur, comportant: - au moins deux coques (2), dont chacune d'elles forme une partie longi5 tudinale de ladite pièce tubulaire (1) et qui sont raccordées le long de leurs bords longitudinaux (6) pour former ladite pièce (1), la paroi de chacune desdites coques (2) étant constituée d'une peau interne perméable (3), d'une peau externe imperméable (4) et d'une âme alvéolaire (5) interposée entre lesdites peaux interne et externe; et - pour chaque raccord (7) entre deux bords longitudinaux (6) de deux coques (2) adjacentes, une bande longitudinale d'éclissage externe (8) disposée du côté des peaux externes (4) desdites coques adjacentes (2), à cheval sur ledit raccord (7), et solidarisée desdites peaux externes (4), caractérisée en ce que - lesdites bandes d'éclissage externes (8) assurent à elles seules la solidarisation desdites coques (2) entre elles et sont fixées à ces dernières par des moyens de fixation n'apparaissant pas du côté desdites peaux internes (3); - chacun desdits bords longitudinaux de raccord (6) est constitué par un chant de ladite coque (2) correspondante, chant le long duquel l'âme alvéolaire (5) de cette dernière comporte une zone marginale (5A, 5B) de même épaisseur (h) que le reste de ladite âme alvéolaire (5), mais pouvant être endommagée, de sorte que ladite coque (2) présente, en 25 correspondance avec ladite zone marginale, une atténuation acoustique moins bonne que dans le reste de ladite coque (2); - deux bords longitudinaux (6) en regard de deux coques (2) adjacentes ménagent entre eux une fente (9); et - la somme (L) de la largeur de ladite fente (9) et des largeurs (MA et LB) des deux zones marginales en regard est au plus égale à 15 mm. 2. Pièce tubulaire (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de fixation sont des boulons aveu5 gles (1 2) traversant ladite peau externe (4) et partiellement logés dans ladite âme alvéolaire (5). 3. Pièce tubulaire (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de fixation sont constitués par de la colle. 4. Pièce tubulaire (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, au moins du côté interne, lesdites fentes (9) sont obturées par un joint (11). 5. Pièce tubulaire (1) selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit joint (1 1) est réalisé en un mastic polysulfure. 15 6. Pièce tubulaire (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdits bords longitudinaux de raccord (6) sont recouverts par un prolongement replié (10) d'au moins l'une desdites peaux internes et externes (3, 4). 7. Pièce tubulaire (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que lesdites peaux externes (4) sont plus épaisses que lesdites peaux internes (3). 8. Pièce tubulaire (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les parties (16) des peaux externes (4) desdites coques (2), sur lesquelles sont fixées lesdites bandes d'éclissage longitu25 dinales externes (8), sont renforcées. 9. Pièce tubulaire (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que lesdites bandes d'éclissage longitudinales externes (8) portent, sur leur face externe opposée auxdites peaux externes (4), des moyens de raidissement (13, 14, 15). 10. Pièce tubulaire (1) selon la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits moyens de raidissement sont constitués par des raidisseurs individuels bandes d'éclissage (8). 11. Pièce tubulaire (1) selon la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits moyens de raidissement sont constitués par des bandes longitudinales (14, 15) recouvrant au moins partiellement lesdites bandes d'éclissage (8). 12. Pièce tubulaire (1) selon la revendication 1 1, caractérisée en ce que lesdites bandes longitudinales de raidissement structure composite sandwich. 13. Pièce tubulaire (1) selon la revendication 12, caractérisée en ce que lesdites bandes longitudinales de raidissement (14, 15 1 5) sont aptes à atténuer les ondes sonores passant à travers lesdites fentes de raccord (9).