Brevet FR3085553A1 — publié le 20200306

STRUCTURE ABSORBANTE DE SONS BASSES FREQUENCES POUR UNE TUYERE PRIMAIRE D'UNE TURBOMACHINE D'UN AERONEF DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une structure absorbante de sons basses fréquences pour absorber des sons basses fréquences d'une tuyère primaire d'une turbomachine d'un aéronef, une tuyère primaire d'un conduit d'éjection primaire d'une turbomachine, une turbomachine comprenant une telle tuyère primaire, ainsi qu'un aéronef comportant une telle turbomachine. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Une turbomachine double flux d'un aéronef comprend un conduit d'éjection primaire par lequel sont évacués les gaz brûlés. Le conduit d'éjection primaire est délimité à l'extérieur par une tuyère primaire et à l'intérieur par une structure interne (appelée « plug » en Anglais). A l'arrière de la structure interne est fixé un cône de tuyère. Le conduit d'éjection primaire est donc délimité par une peau de la tuyère primaire et une peau de la structure interne qui sont en contact avec le flux de gaz brûlé en provenance du moteur. Les sons de basses fréquences (entre 500 Hz et 1000 1-iz : notamment ceux liés à la combustion), émis par la turbomachine forment une importante source de bruit pour 21) l'environnement. Il est connu, pour atténuer ces bruits, d'équiper la tuyère primaire et/ou la structure interne avec une structure absorbante de sons basses fréquences. Une telle structure absorbante comprend classiquement une structure en nid d'abeilles fixée entre deux panneaux dont un qui est perforé et forme la peau en contact 25 avec le flux de gaz brûlé. Pour absorber les sons de basses fréquences, il est nécessaire d'augmenter l'épaisseur de la structure en nid d'abeilles ce qui entraîne des problèmes de poids et d'encombrement. Il est donc nécessaire de trouver une structure absorbante de sons basses fréquences qui soit plus facile à mettre en oeuvre, plus performante et moins 30 encombrante. 2 EXPOSE DE L'INVENTION Un objet de la présente invention est de proposer une structure absorbante de sons basses fréquences qui soit performante et moins encombrante. A cet effet, est proposée une structure absorbante qui absorbe les sons basses 5 fréquences et qui comporte : - une peau perforée d'orifices, - au moins un caisson présentant deux parois latérales délimitant entre elles une ouverture et un fond opposé à l'ouverture et reliant les deux parois latérales, où les parois latérales se rapprochent en progressant de l'ouverture vers le fond, ledit caisson lu étant fixé à la peau avec l'ouverture contre la peau, et - pour chaque caisson, deux languettes disposées dans ledit caisson, où chaque languette présente une première extrémité fixée le long d'un bord de l'ouverture et une deuxième extrémité libre qui s'étend vers le fond en se rapprochant de la deuxième extrémité de l'autre languette, où chaque languette prend une forme arquée entre la 15 première extrémité et la deuxième extrémité. Une telle structure absorbante est facile à mettre en oeuvre et absorbe les bruits basses fréquences. Avantageusement, il y a deux caissons l'un à côté de l'autre, et la languette associée à un caisson prolonge la languette associée au caisson voisin par une partie zo centrale qui est solidaire des deux languettes et passe entre les deux caissons voisins et la peau. L'invention propose également une tuyère primaire d'un conduit d'éjection primaire d'une turbomachine, ladite tuyère d'éjection primaire présentant un axe longitudinal X, et une structure absorbante selon l'une des variantes précédentes, où la 25 peau prend la forme d'un cylindre coaxial avec l'axe longitudinal X et forme la surface de la tuyère primaire qui délimite le conduit d'éjection primaire, et où chaque caisson est de révolution, est disposé du côté opposé au conduit d'éjection primaire par rapport à la peau et prend la forme d'une couronne coaxiale avec l'axe longitudinal X où l'ouverture est orientée vers l'axe longitudinal X. 30 Avantageusement, chaque caisson présente des trous au voisinage du fond et chaque languette présente des trous au voisinage de l'ouverture. L'invention propose également une turbomachine comprenant une tuyère primaire selon l'une des variantes précédentes et une structure interne où la tuyère primaire délimite à l'extérieur un conduit d'éjection primaire et où la structure interne délimite à l'intérieur ledit conduit d'éjection primaire. L'invention propose également un aéronef comportant au moins une turbomachine selon la variante précédente. 5 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquels : 10 la Fig. 1 est une vue de côté d'un aéronef comprenant une turbomachine équipée d'une structure absorbante de sons basses fréquences selon l'invention, la Fig. 2 est une vue en perspective d'un conduit d'éjection primaire, la Fig. 3 est une vue en perspective de la structure absorbante de sons basses fréquences selon l'invention, et 15 la Fig. 4 est une vue en coupe d'une structure absorbante de sons basses fréquences selon l'invention. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION La Fig. 1 montre un aéronef 10 qui comporte une aile 12 sous laquelle est fixée une nacelle 14 dans laquelle est logée une turbomachine qui présente, à l'arrière, un conduit d'éjection primaire. La Fig. 2 montre le conduit d'éjection primaire 20 qui permet aux gaz brûlés par la turbomachine de s'échapper et qui présente un axe longitudinal X parallèle à la direction longitudinale de l'aéronef 10 et de la turbomachine. Le conduit d'éjection primaire 20 est délimité à l'extérieur par une tuyère primaire 22 et à l'intérieur par une structure interne 24. A l'arrière de la structure interne 24 est fixé un cône de tuyère 26. La tuyère primaire 22 comporte une structure absorbante 30 qui est mieux vue sur la Fig. 3 et la Fig. 4 et qui absorbe les sons basses fréquences. La tuyère primaire 22 et la structure interne 24 présentent le même axe longitudinal X. Dans la suite de la description, la structure absorbante 30 est décrite comme disposée dans la tuyère primaire 22, mais elle peut être mise en place dans la structure interne 24 ou toute autre partie de la turbomachine ou de la nacelle 14 le long de laquelle s'écoule un flux d'air et où des sons doivent être absorbés. La structure absorbante 30 comporte une peau 32 qui forme la surface de la tuyère primaire 22 qui délimite le conduit d'éjection primaire 20. La peau 32 est perforée pour laisser le passage aux ondes sonores à atténuer. La peau 32 présente ainsi une pluralité d'orifices 34 traversants. L'air peut donc circuler à travers ces orifices 34. Dans le cadre 5 d'une implantation dans un conduit d'éjection primaire 20, la peau 32 prend la forme d'un cylindre coaxial avec l'axe longitudinal X. La structure absorbante 30 comporte également au moins un caisson 36 fixé à la peau 32 du côté opposé au conduit d'éjection primaire 20 par rapport à la peau 32. Chaque caisson 36 étant constitué de parois, où lesdites parois et la peau 32 délimitent 10 un volume 38 ouvert sur l'extérieur par les orifices. Chaque caisson 36 présente ainsi une ouverture qui s'applique contre la peau 32. Chaque caisson 36 présente un fond 42 qui est opposé à l'ouverture et deux parois latérales 44a-b en regard l'une de l'autre et où chaque paroi latérale 44a-b s'étend entre l'ouverture et le fond 42. Les parois latérales 44a-b délimitent entre elles l'ouverture. Le fond 42 relie les deux parois 15 latérales 44a-b entre elles. Dans le cadre d'une implantation dans un conduit d'éjection primaire 20, chaque caisson 36 est de révolution et prend la forme d'une couronne coaxiale avec l'axe longitudinal X du conduit d'éjection primaire 20 où l'ouverture est orientée vers l'axe longitudinal X. Lorsqu'il y en a plusieurs, les caissons 36 sont disposés les uns à la suite 20 des autres parallèlement à l'axe longitudinal X. Chaque caisson 36 présente un profil en trapèze, c'est-à-dire un profil qui se rétrécie depuis l'ouverture vers le fond 42 du caisson 36. Les parois latérales 44a-b se rapprochent donc en progressant de l'ouverture vers le fond 42. La structure absorbante 30 comporte également dans chaque caisson 36, deux 25 languettes 40a-b. Chaque languette 40a-b s'étend entre l'ouverture et le fond 42, à cette fin, chaque languette 40a-b présente une première extrémité fixée le long d'un bord de l'ouverture et une deuxième extrémité libre qui s'étend vers le fond 42 en se rapprochant de b deuxième extrémité de l'autre languette 40b-a. Chaque première extrémité est ainsi fixée le long d'une paroi latérale 44a-b. 30 Chaque languette 40b-a prend une forme arquée entre la première extrémité et la deuxième extrémité et la forme bombée de chaque languette 40b-a créée par sa forme arquée est orientée vers la forme bombée de l'autre languette 40a-b. Les deux languettes 40a-b restent à distance l'une de l'autre afin de ménager un espace entre elles. 5 Une telle structure absorbante 30 est donc facile à fabriquer et à mettre en oeuvre et elle peut absorber deux types de fréquences acoustiques dont les sons basses fréquences. En outre, elle ne nécessite pas la mise en place d'une structure en nid d'abeilles. 5 Les deux languettes 40a-b vont agir comme un résonateur quart d'onde et absorber les ondes dont les fréquences sont comprises entre 200 Hz et 600 Hz et l'espace entre les languettes 40a-b et le caisson 36 va agir comme un résonateur de Helmholtz et absorber les ondes dont les fréquences sont comprises entre 900 Hz et 4000 Hz. Dans le cas où il y a deux caissons 36 l'un à côté de l'autre, les caissons 36 sont 10 solidaires et la languette 40a-b associée à un caisson 36 prolonge la languette 40b-a associée au caisson 36 voisin par une partie centrale 46 qui est solidaire des deux languettes 40a-b et passe entre les deux caissons 36 voisins et la peau 32. Dans ce cas, la fixation est assurée par serrage des caissons 36 et de la peau 32. Afin d'évacuer les fluides qui pourraient stagner dans les caissons 36, chaque 15 caisson 36 présente des trous 48 au voisinage du fond 42 et les languettes 40a-b présentent des trous 50 au voisinage de l'ouverture. En complément de la forme de révolution, ces trous 48 et 50 permettent l'évacuation des fluides par le bas. Différents types de matériaux peuvent être utilisés pour réaliser la peau 32, les 20 caissons 36 et les languettes 40a-b, comme par exemple du métal comme l'aluminium ou le titane ou des matériaux composites. Selon les matériaux utilisés, la fixation des éléments entre eux peut être réalisée par exemple par soudage, REVENDICATIONS1) Structure absorbante (30) qui absorbe les sons basses fréquences et qui comporte : - une peau (32) perforée d'orifices (20), - au moins un caisson (36) présentant deux parois latérales (44a-b) délimitant entre elles une ouverture et un fond (42) opposé à l'ouverture et reliant les deux parois latérales (44a-b), où les parois latérales (44a-b) se rapprochent en progressant de l'ouverture vers le fond (42), ledit caisson (36) étant fixé à la peau (32) avec l'ouverture contre la peau (32), et - pour chaque caisson (36), deux languettes (40a-b) disposées dans ledit caisson (36), où chaque languette (40a-b) présente une première extrémité fixée le long d'un bord de l'ouverture et une deuxième extrémité libre qui s'étend vers le fond (42) en se rapprochant de la deuxième extrémité de l'autre languette (406-a), où chaque languette (406-a) prend une forme arquée entre la première extrémité et la deuxième extrémité. 2) Structure absorbante (30) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il y a deux caissons (36) l'un à côté de l'autre, et en ce que la languette (40a-b) associée à un caisson (36) prolonge la languette (40b-a) associée au caisson (36) voisin par une partie centrale (46) qui est solidaire des deux languettes (40a-b) et passe entre les deux caissons (36) voisins et la peau (32). 3) Tuyère primaire (22) d'un conduit d'éjection primaire (20) d'une turbomachine, ladite tuyère d'éjection primaire (22) présentant un axe longitudinal X, et une structure absorbante (30) selon l'une des revendications 1 ou 2, où la peau (32) prend la forme d'un cylindre coaxial avec l'axe longitudinal X et forme la surface de la tuyère primaire (22) qui délimite le conduit d'éjection primaire (20), et où chaque caisson (36) est de révolution, est disposé du côté opposé au conduit d'éjection primaire (20) par rapport à la peau (32) et prend la forme d'une couronne coaxiale avec l'axe longitudinal X où l'ouverture est orientée vers l'axe longitudinal X. 4) Tuyère primaire (22) selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque caisson (36) présente des trous (48) au voisinage du fond (42) et en ce que chaque languette (40a-b) présente des trous (50) au voisinage de l'ouverture. 5) Turbomachine comprenant une tuyère primaire (22) selon l'une des 5 revendications 3 ou 4 et une structure interne (24) où la tuyère primaire (22) délimite à l'extérieur un conduit d'éjection primaire (20) et où la structure interne (24) délimite à l'intérieur ledit conduit d'éjection primaire (20). 6) Aéronef (10) comportant au moins une turbomachine selon la revendication 5.