Brevet FR3049571A1 — publié le 20171006

Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne le domaine aéronautique et elle 5 s'intéresse plus particulièrement aux bruits de soufflante et/ou de jet rayonnés par les aéronefs à fort taux de dilution (BPR > 8) ou à très fort taux de dilution (BPR > 12) équipés notamment de turbosoufflante carénée. Or, dans de telles architectures, les carters de soufflante (et 10 nacelles associées) sont le plus souvent ultra courts avec un flux secondaire court (compris entre un demi-diamètre et deux diamètres de la soufflante), la soufflante étant proche du bord d'attaque de l'aile et à l'aval de ce dernier, afin, en exploitant un phénomène de ralentissement du flux d'air illustrées par exemple dans la demande de brevet US2013/0020433, 15 de minimiser les pertes aérodynamiques engendrées par les frottements de l'air sur la surface de la nacelle. Dans ce type de moteur caractérisé par un ratio entre la longueur de la nacelle et une corde maximale d'aube de soufflante compris entre 2,5 et 7,5, la vitesse d'éjection du flux secondaire par rapport aux architectures traditionnelles est faible et une propagation 20 des bruits générés par la soufflante et son interaction avec le redresseur secondaire adjacent, notamment du fait de la réflexion des ondes sur l'aile de l'aéronef, s'avère particulièrement significatif et prépondérant par rapport notamment au bruit de jet et de nature à engendrer des bruits au sol particulièrement importants, notamment lors des phases de décollage 25 et d'atterrissage de l'aéronef. Objet et résumé de l'invention La présente invention a donc pour but principal de proposer une solution permettant d'atténuer notablement les bruits rayonnés par la 30 soufflante d'un moteur aéronautique à fort taux de dilution. Ce but est atteint grâce à une aile d'aéronef apte à supporter un moteur aéronautique ayant un axe principal longitudinal M et comportant une nacelle carénée ayant au moins une soufflante, caractérisée en ce que ladite aile comporte sur une partie inférieure de son enveloppe externe, 35 de part et d'autre dudit axe principal longitudinal M et sur une largeur L au plus égale à trois fois le diamètre D de ladite soufflante, une surface de 3049571 2 traitement acoustique destinée à atténuer les ondes acoustiques en provenance de ladite soufflante à fort taux de dilution. Ainsi, en absorbant les ondes acoustiques réfléchies, on atténue notablement les bruits de soufflante et/ou de jet perçus pendant les phases de décollage et d'atterrissage de l'avion. Avantageusement, ladite nacelle carénée comprend également un redresseur secondaire et ladite surface de traitement acoustique est aussi destinée à atténuer les bruits générés par l'interaction entre ladite soufflante et ledit redresseur secondaire. De préférence, ladite surface de traitement acoustique consiste en une couche d'un matériau poreux de type mousse céramique ou nids d'abeille. Avantageusement, ladite surface de traitement acoustique exclut des zones prédéterminées de fixation dudit moteur et de fixation de 15 volets. De préférence, ladite surface de traitement acoustique est centrée sur ledit axe principal longitudinal M et va en s'élargissant d'un bord d'attaque à un bord de fuite de l'aile. Avantageusement, ladite largeur L maximale est donnée par la 20 formule suivante : L = 2D/tan(a), avec D, le diamètre de la soufflante a, la direction de propagation des ondes acoustiques. De préférence, ledit angle a est inférieur à 35° et typiquement 25 compris entre 33° et 34°. Selon un mode de réalisation avantageux, ladite surface de traitement acoustique est formée d'au moins un panneau acoustique délimité axialement d'une part à une extrémité aval positionnée le plus proche possible d'un bord de fuite de l'aile et d'autre part à une extrémité 30 amont coïncidente avec un plan P d'éjection de ladite nacelle carénée tout en pouvant excéder sa largeur. Ladite surface de traitement acoustique est de préférence formée d'au moins un panneau acoustique en forme de trapèze symétrique par rapport audit axe principal longitudinal M, dont la largeur va en s'élargissant dudit bord d'attaque audit bord de fuite et dont 35 une petite base est disposée dans un plan P d'éjection de ladite nacelle. 3049571 3 Des panneaux supplémentaires pouvant être disposés en amont dudit plan P d'éjection. L'invention concerne également un aéronef à fort taux de dilution (BPR > 8) comportant une aile d'aéronef telle que précitée. 5 Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout 10 caractère limitatif et sur lesquels : - la figure 1 est une vue de face schématique d'un avion au sol muni d'une aile perfectionnée selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de côté d'un moteur aéronautique disposé sous l'aile d'un avion ; - la figure 3 illustre le dimensionnement transversal de la surface de traitement acoustique de l'aile perfectionnée selon l'invention ; et - la figure 4 montre un exemple de positionnement sous l'aile d'un avion de la surface de traitement acoustique selon l'invention. Description détaillée d'un mode de réalisation La figure 1 illustre schématiquement en vue de face un aéronef 10 dont le fuselage 12 est prolongé latéralement par deux ailes 14, 16. Sous chacune de ces ailes est monté un moteur aéronautique 18, 20 relié à cette aile par des moyens de fixation conventionnels de type pylône ou mât 22, 24 à axe unique. Bien entendu, l'invention ne saurait être limitée à cette configuration bimoteur mais trouve aussi application à des configurations quadrimoteur ou à toute autre configuration sous réserve de disposer d'au moins un moteur sous aile. De même, comme le montre le brevet FR2622507, il est aussi envisageable que le moteur aéronautique soit relié à l'aile par un carter de soufflante directement intégré dans cette aile via un système d'accrochage « multipoint » et non plus concentré sur un seul axe. La figure 2 montre plus précisément l'accrochage du moteur aéronautique 18, 20 sous l'aile 14, 16 d'un aéronef par l'intermédiaire du pylône ou mât 22, 24. Le moteur aéronautique est préférentiellement un 3049571 4 moteur à fort taux de dilution (BPR>8) possédant une nacelle courte carénée 26, c'est-à-dire dont la longueur de la ou des soufflante(s) 26A et du redresseur secondaire 26B (ou OGV pour outlet guide vanes) est notablement plus courte que celle du générateur de gaz 28. Avec ce type 5 de moteur à nacelle courte, les ondes acoustiques 30 émises par la soufflante 26A et réfléchies par l'aile, plus précisément par la surface inférieure 14A, 16A de son enveloppe externe, génère au sol des bruits basse fréquence très importants (correspondant à l'interaction entre la soufflante et le redresseur secondaire), notamment lors des phases de 10 décollage et d'atterrissage de l'aéronef, pouvant atteindre 120 à 140 dB et il importe donc de pouvoir les réduire au maximum. L'invention consiste donc à intégrer de façon optimale sous l'aile de l'aéronef un traitement acoustique permettant d'absorber une partie des ondes acoustiques incidentes assortie d'un dimensionnement optimisé 15 paramétré sur la dimension du moteur. Tout type de traitement est envisageable sous réserve qu'il permette d'absorber une partie des ondes acoustiques incidentes (on citera en particulier les traitements à base de matériaux poreux de type nids d'abeille ou mousse céramique qui sont les plus couramment utilisés) et qu'il permette de reconstituer au mieux le 20 profil de l'aile, la surface de traitement correspondant alors à la surface de l'aile. A titre d'exemple de matériau poreux de type nids d'abeille, on peut se référer par exemple au brevet FR2965859 déposé au nom de la demanderesse et qui montre un panneau de traitement acoustique 25 comprenant au moins une âme à structure alvéolaire prise en sandwich entre une peau pleine et une peau perforée, la portion centrale et les portions d'extrémité du panneau pouvant être à simple ou double couche. La figure 3 illustre le dimensionnement de la largeur L de la surface d'aile 32 recevant le traitement acoustique pour un diamètre 30 donné D de la soufflante, et permettant une atténuation maximale des ondes acoustiques. Pour cela, on définit un angle a de direction de propagation de ces ondes au-delà duquel le rayonnement acoustique est jugé suffisamment atténué pour limiter son impact au niveau du sol. Différentes campagnes de mesures effectuées par les inventeurs ont pu 35 déterminer qu'un angle a légèrement inférieur à 35°, typiquement compris entre 33° et 34°, représentait le meilleur compromis. En effet, en deçà de 3 0 4 9 5 7 1 5 33°, la surface traitée présente un intérêt moindre car les ondes s'avèrent suffisamment amorties du fait de leur trajet dans l'air. Ainsi, la largeur maximale L de la surface permettant d'atténuer le maximum de rayonnement acoustique est donnée par : 5 L = 2D/tan(a), avec D, le diamètre de la soufflante a, la direction de propagation des ondes acoustiques. Dans une configuration où l'on souhaite améliorer la compacité du dispositif, il est envisageable de réduire la surface de traitement 10 acoustique pour ne pas tenir compte du rayonnement en latéral. Ainsi, la largeur maximale L peut être, préférentiellement, donnée par la formule suivante 0,5D REVENDICATIONS1. Aile d'aéronef apte à supporter un moteur aéronautique (18, 20) ayant un axe principal longitudinal M et comportant une nacelle 5 carénée (26) ayant au moins une soufflante (26A), caractérisée en ce que ladite aile (14, 16) comporte sur une partie inférieure (14A, 16A) de son enveloppe externe, de part et d'autre dudit axe principal longitudinal M et sur une largeur L au plus égale à trois fois le diamètre D de ladite soufflante, une surface de traitement acoustique (32) destinée à atténuer 10 les ondes acoustiques en provenance de ladite soufflante. 2. Aile d'aéronef selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite nacelle carénée comprend également un redresseur secondaire (26B) et ladite surface de traitement acoustique est aussi destinée à 15 atténuer les bruits générés par l'interaction entre ladite soufflante et ledit redresseur secondaire. 3. Aile d'aéronef selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite surface de traitement acoustique consiste en une couche d'un 20 matériau poreux de type mousse céramique ou nids d'abeille. 4. Aile d'aéronef selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite surface de traitement acoustique exclut des zones prédéterminées de fixation dudit moteur (32A) et de fixation de volets (32B). 25 5. Aile d'aéronef selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite surface de traitement acoustique est centrée sur ledit axe principal longitudinal M et va en s'élargissant d'un bord d'attaque (38) à un bord de fuite de l'aile (36). 30 6. Aile d'aéronef selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite largeur L maximale est donnée par la formule suivante : L = 2D/tan(a), avec D, le diamètre de la soufflante 35 - a, la direction de propagation des ondes acoustiques. 3049571 8 7. Aile d'aéronef selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit angle a est inférieur à 35° et typiquement compris entre 33° et 34°. 8. Aile d'aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 7, caractérisée en ce que ladite surface de traitement acoustique est formée d'au moins un panneau acoustique en forme de trapèze (40) symétrique par rapport audit axe principal longitudinal M, dont la largeur va en s'élargissant dudit bord d'attaque audit bord de fuite et dont une petite base est disposée dans un plan P d'éjection de ladite nacelle 10 carénée. 9. Aile d'aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ladite surface de traitement acoustique est formée d'au moins un panneau acoustique (42) délimité axialement d'une 15 part à une extrémité aval positionnée le plus proche possible d'un bord de fuite (36) de l'aile et d'autre part à une extrémité amont coïncidente avec un plan P d'éjection de ladite nacelle carénée tout en pouvant excéder sa largeur. 20 10. Aéronef à fort taux de dilution (BPR > 8) comportant une aile d'aéronef selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.