FR3143169A1 - Ame alveolaire optimisee et panneau d’attenuation acoustique la comprenant pour une turbomachine d’aeronef - Google Patents

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Bertrand Léon Marie DESJOYEAUX
Marc VERSAEVEL
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Safran Nacelles SAS
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Abstract

L’invention concerne une âme (34) pour panneau d’atténuation acoustique s’étendant entre une première et une seconde face d’extrémités, ladite âme comportant une pluralité de cellules (36) polygonales tubulaires ayant un axe principal (A) d’extension entre les faces d’extrémité, chaque cellule comportant une cavité interne (39) délimitée par des parois latérales (40) s’étendant entre les première et deuxième faces d’extrémité et débouchant dans chacune des deux faces d’extrémité, les cellules étant expansibles suivant une direction parallèle aux faces d’extrémités, chaque cellule polygonale comportant des septums (45, 46) s’étendant transversalement par rapport à l'axe principal et étant décalés suivant celui-ci,caractérisé en ce que chaque septum (45, 46) est replié en forme de W au moins entre une des parois latérales (40) et une autre des parois latérales et présente un orifice traversant, les orifices de deux septums consécutifs étant décalés radialement par rapport à l’axe principal pour former une chicane. Figure pour l'abrégé : Figure 3

Description

AME ALVEOLAIRE OPTIMISEE ET PANNEAU D’ATTENUATION ACOUSTIQUE LA COMPRENANT POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF
La présente invention concerne une âme alvéolaire pour panneau d’atténuation acoustique et un panneau acoustique comportant cette âme alvéolaire pour une turbomachine d’aéronef.
Les panneaux d’atténuation acoustique sont largement utilisés dans les turbomachines pour l’habillage de zones soumises à des passages de gaz important, comme par exemple un carter de soufflante ou une veine de flux secondaire située en aval de la soufflante dans lesquels circule de l’air, ou une tuyère d’échappement ou un cône d’échappement de la turbomachine, plus connu sous l’acronyme anglo-saxon de « plug », soumis à un passage de gaz d’échappement.
Ces panneaux d’atténuation acoustique sont généralement réalisés sous la forme de sandwiches comportant au moins une première paroi de peau externe, une seconde paroi de peau interne, et une âme emprisonnée entre ces première et seconde parois de peau. L’âme comporte une pluralité de cellules polygonales tubulaires qui ont chacune une orientation inclinée par rapport aux première et deuxième parois de peau ou perpendiculaire aux première et deuxième parois de peau. Ces âmes sont généralement réalisées sous la forme d’une plaque de matériau en nid d’abeille à cellules hexagonales. Ces cellules sont creuses sur toute leur hauteur.
La hauteur des cellules est un paramètre essentiel qui détermine la capacité du panneau à absorber les ondes sonores. On a en effet démontré que l’absorption des ondes sonores était optimale pour un panneau conventionnel lorsque les cellules ont une hauteur correspondant sensiblement au quart de la longueur d’onde λ de l’onde sonore à traiter.
Actuellement, pour des raisons d’intégration et de compacité, il est souhaitable de réaliser des panneaux d’atténuation acoustique plus minces que les panneaux conventionnels. Or, il n’est pas possible de réduire la hauteur des cellules sans que cela entraîne une perte de la capacité du panneau à absorber les ondes sonores.
Or, on a par ailleurs constaté que la capacité d’une cellule à absorber une onde acoustique de longueur d’onde λ était directement tributaire de la longueur du chemin parcouru par l’onde acoustique dans la cellule, c’est-à-dire, d’après ce qui précède, une longueur correspondant au quart de la longueur d’onde, soit λ/4. Toutefois, on a aussi constaté que la longueur de ce chemin ne doit pas nécessairement être suivant un chemin rectiligne. En d’autres termes, l’onde acoustique peut être efficacement absorbée tant que le chemin parcouru est d’une longueur totale proche de λ/4, mais cette longueur peut être répartie suivant un chemin non rectiligne.
Les brevets FR-3 070 529-B1 et FR-3 070 530-B1 proposent un panneau acoustique qui présente une épaisseur limitée tout en étant adapté pour atténuer les basses fréquences. Ledit panneau acoustique comporte notamment des cellules logeant au moins un obstacle partiel qui s’étend transversalement à l’axe principal de la cellule concernée pour augmenter la longueur du chemin parcouru par les ondes sonores à travers la cellule. Chaque obstacle présente un bord d’extrémité libre qui délimite un passage avec une partie de la paroi de la cellule en vis-à-vis.
Un tel panneau acoustique permet, à hauteur égale et sans perte de surface traitée acoustique, d’atténuer des fréquences de bruit plus basses et par conséquent, de limiter l’encombrement du panneau acoustique ainsi que sa masse.
Les brevets FR-3 070 529-B1 et FR-3 070 530-B1 proposent également des procédés particulièrement adaptés à la fabrication de tels panneaux acoustiques. Notamment, un obstacle dans une cellule est formé à partir d’un ruban fixé entre deux plaques. Le ruban est conformé notamment par pliage selon des lignes de plis entre les deux plaques destinées à former des parois périphériques des cellules d’une âme. Le formage de l’obstacle est réalisé par un effort de traction sur les plaques fixées l’une à l’autre tendant à écarter les plaques l’une de l’autre. Cet effort de traction, compte tenu de l'encollage des plaques par des parties nodales et des zones de plis prévues sur les plaques, permet de conformer les plaques pour constituer les cellules de l'âme alvéolaire.
Toutefois, le nombre de chicanes créées par les pliages entre les obstacles dans une cavité mentionné dans ces brevets est trop faible et limite la capacité de réduction de la hauteur de l’âme alvéolaire.
Il existe donc un réel besoin pour un panneau d’atténuation acoustique plus mince qu’un panneau conventionnel et conservant toutefois le même niveau d’atténuation acoustique, voire l’améliorant.
L’objectif de la présente invention est ainsi de proposer une âme alvéolaire et un panneau d’atténuation acoustique la comprenant permettant de palier à au moins certains de ces inconvénients.
À cet effet, l’invention concerne une âme alvéolaire pour panneau d’atténuation acoustique s’étendant entre une première et une seconde face d’extrémités, ladite âme comportant une pluralité de cellules polygonales tubulaires ayant un axe principal d’extension entre les faces d’extrémité, chaque cellule comportant une cavité interne délimitée par des parois latérales s’étendant entre les première et deuxième faces d’extrémité et débouchant dans chacune des deux faces d’extrémité, les cellules étant expansibles suivant une direction parallèle aux faces d’extrémités, chaque cellule polygonale comportant des septums s’étendant transversalement par rapport à l'axe principal de la cellule associée et étant décalés suivant l’axe principal.
Selon l’invention, chaque septum est replié en forme de W au moins entre une des parois latérales et une autre des parois latérales et présente un orifice traversant, les orifices de deux septums consécutifs étant décalés radialement par rapport à l’axe principal pour former une chicane.
Ainsi, l’invention permet d’intégrer plus d’obstacles transversaux partiels dans une même hauteur d’âme alvéolaire et par conséquent d’augmenter la longueur du chemin parcouru par les ondes sonores à travers la cellule.
En effet, l’invention permet de réduire la distance entre deux cloisons transversales successives grâce au pliage en forme de W de chaque septum ou cloisons partielles transversales munies d’un orifice traversant qui présente une hauteur réduite par rapport à un pliage en forme de V.
L’invention permet ainsi, à hauteur égale, de créer un chemin de passage d’air plus long que la simple hauteur de l’âme, et en associant l’âme à deux peaux d’atténuer des fréquences de bruit plus basses ou de réduire la hauteur des cellules tout en atténuant les mêmes fréquences cibles efficacement. Par conséquent, l’invention permet de limiter l’encombrement du panneau acoustique ainsi que sa masse.
L’âme alvéolaire selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres selon toute combinaison techniquement possible :
- chaque cellule polygonale est formée à partir d’une première plaque et d’une deuxième plaque fixées ensemble par des parties nodales, et les septums s’étendent chacun au travers des parties nodales de la première et de la deuxième plaques ;
- deux septums consécutifs sont indépendants les uns des autres ;
- chaque septum comporte une première patte de fixation fixée à une partie non-nodale de la première plaque et une deuxième patte de fixation fixée à une partie non-nodale de la deuxième plaque, la première et la deuxième pattes de fixation s’étendant chacune en direction d’une extrémité de la cellule associée ;
- chaque septum s’étend transversalement entre sa première patte de fixation et sa deuxième patte de fixation ;
- chaque septum est décalé suivant l’axe principal par rapport à ses première et deuxième pattes de fixation ;
- l’âme comprend un ruban additionnel agencé entre la première et la deuxième plaques, fixé à la première et à la deuxième plaques et conformé pour former au moins deux septums consécutifs ;
- deux septums consécutifs sont formés à partir d’un ruban additionnel, ledit ruban additionnel comportant : une première partie collée à la première plaque et formant une première patte de fixation d’un premier des septums à une partie non-nodale de la première plaque, une première partie adjacente repliée suivant trois lignes de pli, une deuxième partie collée à la deuxième plaque et formant continument une deuxième patte de fixation du premier septum et une première patte de fixation du deuxième des septums à une partie non-nodale de la deuxième plaque, une deuxième partie adjacente repliée suivant trois lignes de pli, et une troisième partie collée à la première plaque et formant une deuxième patte de fixation du deuxième septum à une partie non-nodale de la première plaque ;
- le ruban additionnel est conformé pour former en continu des septums consécutifs, le ruban additionnel comportant une succession de parties collées alternativement à la première plaque ou à la deuxième plaque et des parties repliées suivant trois lignes de pli ;
- au moins un des septums comporte au moins une portion en matériau acoustiquement perméable.
L’invention concerne également un panneau acoustique pour une turbomachine comprenant une première paroi de peau, une deuxième paroi de peau et une âme selon l’invention et telle que décrite précédemment, l’âme étant agencée entre les première et deuxième parois de peau et solidaire d’au moins une des parois de peau, la première paroi de peau étant acoustiquement perméable, et la deuxième paroi de peau étant opaque acoustiquement.
Selon un mode de réalisation, l’âme est solidaire de la première paroi de peau externe et de la seconde paroi de peau interne.
Alternativement, l’âme est fixée uniquement à une des parois de peau : la première paroi de peau externe ou la seconde paroi de peau interne, l’autre des parois n’étant pas solidaire de l’âme.
L’invention concerne également une turbomachine d’ensemble propulsif d’aéronef, comprenant au moins un panneau acoustique selon l’invention et tel que décrit précédemment.
La présente invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d’un exemple non limitatif qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- La est une vue schématique des emplacements de panneaux d’atténuation acoustique dans une turbomachine ;
- La est une vue en perspective d’un panneau d’atténuation acoustique selon l’invention ;
- La est une vue schématique en section transversale qui illustre des cellules d'un des panneaux acoustiques de la équipées de plusieurs septums localement ajourés formant chicane ;
- La illustre schématiquement une vue de dessus d’une cellule au cours d’une étape de formage ;
- La est une vue de dessus d’une cellule de l’âme alvéolaire dans sa position expansée ainsi que expansée des vues en coupe transverses de celle-ci ;
- La est une vue en perspective d’un septum en forme de W destiné à une cellule de l’âme d’un panneau d’atténuation acoustique selon l’invention ;
- La est une vue en perspective d’un exemple d’une cellule équipée de deux septums selon l’invention ;
- La est une vue en coupe d’un autre exemple d’une cellule équipée de deux septums selon l’invention ;
- La est une vue en coupe d’un autre exemple d’une cellule équipée de deux septums selon l’invention ;
- La est une vue en coupe d’un autre exemple d’une cellule équipée de deux septums selon l’invention ;
- La illustre schématiquement une vue de dessus d’une cellule ainsi que divers positions des orifices du septum ;
- La représente schématiquement un exemple de fixation du ruban sur les plaques ;
- La illustre schématiquement un autre exemple de fixation du ruban sur les plaques ;
- La représente schématiquement un exemple d’une cellule d’un panneau acoustique selon l’invention ;
- La représente schématiquement un autre exemple d’une cellule d’un panneau acoustique selon l’invention ; et
- La représente schématiquement un autre exemple d’une cellule d’un panneau acoustique selon l’invention.
Les éléments ayant les mêmes fonctions dans les différentes mises en œuvre ont les mêmes références dans les figures.
Dans la description et les revendications, on adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures.
L’invention s’applique à toute turbomachine destinée à être montée sur un aéronef.
On a représenté à la de manière schématique une telle turbomachine 10 et en particulier une nacelle de la turbomachine. De manière connue, la turbomachine 10 comporte, d’amont en aval, un carter de soufflante 12, un carter intermédiaire 14, un canal de flux secondaire 16 délimité par un carter interne 18 et par un carter externe 20, et une tuyère 22 qui est délimitée par un carter d’échappement 24 et par un cône d’échappement 26, aussi connu sous l’acronyme anglo-saxon de « plug ».
Le carter de soufflante 12 est traversé par un flux d’air entrant F, le canal de flux secondaire 16 est traversé par un flux d’air secondaire S et la tuyère 22 permet l’éjection d’un flux de gaz primaire P. Ces différents flux F, S, P, peuvent propager des ondes acoustiques issues des parties tournantes de la turbomachine, telles que la soufflante, les compresseurs et les turbines.
Pour réduire ces bruits, le carter de soufflante 12, le canal de flux secondaire 16 et la tuyère 22 peuvent voir leurs parois recouvertes de panneaux d’atténuation acoustique. Ainsi le carter de soufflante 12, le carter interne 18 et le carter externe 20, le carter d’échappement 24 et le cône d’échappement 26 peuvent être recouverts par des panneaux d’atténuation acoustique 30, illustrés schématiquement en traits gras sur la . Les panneaux d’atténuation acoustiques 30 sont conçus pour atténuer le bruit émis par les organes de la turbomachine 10 qui sont logés dans la nacelle, comme un moteur ou une soufflante (non représentés).
Certains ou la totalité de ceux-ci, ou d'autres panneaux acoustiques peuvent être totalement ou partiellement équipés d’âmes alvéolaires selon I’invention.
Comme l’illustre la , un tel panneau 30 selon l’invention est généralement réalisé sous la forme d’un sandwich comportant dans sa plus simple expression, d'avant en arrière suivant l'axe vertical V, au moins une première paroi de peau externe 31, une seconde paroi de peau interne 32, et au moins une âme 34 alvéolaire. Bien entendu, le sandwich peut comporter d’autres couches intermédiaires et notamment d’autres âmes superposées à l’âme 34.
De façon connue, l’âme est fixée à la première paroi de peau externe et à la seconde paroi de peau interne. En variante, l’âme peut être fixée uniquement à une des parois de peau : la première paroi de peau externe ou la seconde paroi de peau interne, l’autre des parois n’étant pas solidaire de l’âme. L’âme est solidarisée à une ou les deux parois de peau par vissage, rivetage, collage ou soudage.
L’âme 34 s’étend entre une première face d’extrémité 41 et une seconde face d’extrémité 42.
L’âme 34 comporte une pluralité de cellules polygonales 36 tubulaires qui ont chacune une orientation selon un axe principal A d’extension entre les première et seconde faces d’extrémité. Dans les exemples illustrés et dans la suite de la description, l’axe principal A est perpendiculaire aux première et seconde faces d’extrémité, et par conséquent aux première et deuxième parois de peau 31, 32. Toutefois, l’invention s’applique également à une âme dont l’axe principal A des cellules polygonales est incliné par rapport aux première et seconde faces d’extrémité sans être perpendiculaire à celles-ci, par exemple d’un angle compris entre 0° et 45° avec la normale à une des faces d’extrémité.
En d’autres termes, chaque cellule 36 s'étend suivant un axe principal A vertical, correspondant globalement à un axe de propagation des ondes sonores, depuis une extrémité avant 41 de la cellule 36 en appui sur la première paroi de peau externe 31, jusqu'à une extrémité arrière 42 en appui sur la seconde paroi de peau externe 42.
Les cellules 36 sont accolées transversalement et longitudinalement entre elles pour former une structure creuse. Une telle âme 34 est généralement réalisée sous la forme d’une plaque de matériau à cellules polygonales 36, qui sont creuses sur toute leur hauteur H. Dans l’exemple illustré et non limitatif, l’âme 34 est réalisée sous la forme d’une plaque de matériau en nid d’abeille à cellules hexagonales 36, qui sont creuses sur toute leur hauteur H.
La première paroi de peau externe 31 comporte une pluralité de trous 38 qui débouchent à l’intérieur des cellules 36. Les ondes sonores pénètrent dans les cellules 36 par ces trous 38 où elles sont en partie piégées et ainsi atténuées. Alternativement, la première paroi de peau externe 31 présente une perméabilité formée par un grillage adapté pour permettre aux ondes sonores de pénétrer dans l'âme alvéolaire 34. En d’autres termes, la première paroi de peau externe 31 est opaque acoustiquement.
La seconde paroi de peau interne 32 est pleine. En d’autres termes, la seconde paroi de peau interne 32 est acoustiquement perméable.
La première paroi de peau externe 31 et la seconde paroi de peau interne 32 s'étendent sensiblement parallèlement entre elles et transversalement. Par sensiblement parallèlement, on entend que l’angle entre la première paroi de peau externe 31 et la seconde paroi de peau interne 32 est inférieur à 10°, de préférence inférieur à 5°. La direction V verticale est sensiblement perpendiculaire à la surface locale de la première paroi de peau externe 31.
Chaque cellule 36 comporte une cavité interne 39 délimitée par des parois latérales s’étendant entre les première et deuxième parois de peau 31, 32 et perpendiculairement (dans les exemples illustrés) aux première et deuxième parois de peau 31, 32. En d’autres termes, les parois longitudinales 40 s’étendent sensiblement parallèlement à la direction verticale V depuis la première paroi de peau 31 jusqu’à la deuxième paroi de peau 32. La cavité interne 39 communique avec au moins un des trous 38 formés dans la première paroi de peau 31.
Toutefois, dans le cas où l’axe principal A des cellules polygonales est incliné par rapport aux première et seconde faces d’extrémité, les parois longitudinales 40 s’étendent sensiblement parallèlement à l’axe principal A depuis la première paroi de peau 31 jusqu’à la deuxième paroi de peau 32.
En référence à la qui est une vue schématique en section transversale qui illustre des cellules d'un des panneaux acoustiques de la , selon l’invention, chaque cellule polygonale comporte au moins deux septums 45, 46 s’étendant chacun globalement transversalement par rapport à l'axe principal A de la cellule associée depuis une paroi latérale 40 de la cellule. Les septums 45, 46 s’étendent chacun globalement perpendiculairement à l'axe principal A de la cellule associée. Plus précisément, le plan moyen de chaque septum est perpendiculaire à l'axe principal A de la cellule associée.
Les deux septums sont décalés en profondeur suivant l’axe principal A longitudinal de la cellule 36 associée.
Au sens de l’invention et dans la suite de la description, un septum est par définition un obstacle disposé dans une cellule de l’âme alvéolaire, solidaire de plusieurs parois délimitant la cellule et s’étendant selon une direction transversale par rapport à l’axe principal A de la cellule. Les septums peuvent se présenter sous différentes formes : un obturateur opaque acoustiquement ayant un passage libre local, un obstacle partiellement opaque acoustiquement et comportant une portion de surface perméable acoustiquement (par exemple sous forme d’un micro-grillage ou une zone finement perforée de trous de diamètre généralement compris entre 0,2 et 0,4 mm pour un taux d’ouverture généralement compris entre 0,5% et 5%), un obstacle acoustiquement perméable sur l’ensemble de la surface délimitée entre les parois de la cellule (par exemple sous forme d’un micro-grillage ou d’un film finement perforé). Le septum est ainsi au moins localement, c’est-à-dire par portions, transparent à certaines gammes de fréquences et imperméable à d'autres gammes de fréquences.
De plus, chaque septum 45, 46 non entièrement acoustiquement perméable présente un orifice traversant 49 ou une zone locale acoustiquement perméable, les orifices de deux septums successifs étant décalés radialement par rapport à l’axe principal A pour former une chicane pour la propagation des ondes sonores. La position relative des orifices traversants de deux septums consécutifs est choisie de manière à obtenir des longueurs de parcours des ondes sonores à atténuer compatibles avec leur fréquence. Ainsi, les ondes sonores suivent une trajectoire sinueuse (flèche F) entre les septums 45, 46 depuis l'extrémité avant 41 jusqu'à l'extrémité arrière 42 de la cellule 36 associée. Cette trajectoire sinueuse est donc plus longue que la distance en ligne droite entre les deux faces d'extrémité avant 41 et arrière 42.
En outre, chaque septum 45, 46 est replié en forme de W au moins entre une des parois latérales et une autre des parois latérales, de préférence non adjacentes. Préférentiellement, chaque septum 45, 46 est replié en forme de W entre au moins deux parois latérales opposées, c’est-à-dire agencées en vis-à-vis l’une de l’autre. En d’autres termes, chaque septum 45, 46 présente au moins trois plis P1, P2, P3 suivant des lignes de plis parallèles entre elles, deux lignes de plis consécutives étant arrangées de part et d’autre du plan moyen P du septum associé. Un tel septum est illustré sur la . Ainsi, les lignes de pli P1 et P3 sont d’un côté du plan P et la ligne de pli P2 est de l’autre côté du plan P.
Une telle âme alvéolaire 34 est avantageusement obtenue en formant chaque cellule 36 à partir de deux plaques 50, 55 et d’au moins un ruban 60 pour former les septums. Bien entendu, plusieurs cellules consécutives peuvent être formées à partir de ces deux plaques 50 et d’un ou plusieurs rubans 60.
Plus précisément, chaque cellule 36 est formée à partir d’une première plaque 50 et d’une deuxième plaque 55 fixées ensemble par des parties nodales. Chaque plaque comporte en outre des parties dites non-nodales destinées à constituer des parois de délimitation des cellules de l'âme alvéolaire.
Les rubans 60 ou septums 45, 46 comportent aussi plusieurs zones fonctionnelles, en particulier au moins une zone de fixation 62 (zone hachurée du ruban) et une zone dite libre 64, en référence à la . La zone libre 64 présente au moins trois plis P1, P2 et P3.
Tout d’abord, chaque zone de fixation 62 associée à la première plaque 50 du ruban 60 est fixée à la première plaque 50, par exemple par collage, brasage ou soudage au cours d’une étape de fixation du ruban à la première plaque 50.
De manière similaire, chaque zone de fixation 62 associée à la deuxième plaque 55 du ruban 60 est fixée à la deuxième plaque 55, par exemple par collage, brasage ou soudage au cours d’une étape de fixation du ruban à la deuxième plaque 55.
Ensuite, au cours d’une étape de fixation de la deuxième plaque 55 à la première plaque 50, les parties nodales 56 de la première plaque 50 sont fixées, par exemple par collage, brasage ou soudage, à des parties nodales 56 de la deuxième plaque 55 situées en vis-à-vis des parties nodales 56 de la première plaque 50.
Enfin, au cours d’une étape de formage, les parties non-nodales de la première et de la deuxième plaque 50, 55 sont conformées par expansion de sorte que chaque partie non-nodale constitue, avec une partie non nodale en vis-à-vis de la deuxième plaque, les parois latérales délimitant une cellule correspondante de l’âme alvéolaire, et de sorte qu’une partie au moins du ou des rubans forme les au moins deux septums 45, 46 dans cette cellule.
Dans un premier mode de réalisation illustré à la , un ruban 60 s’étend entre plusieurs cellules successives délimitées par les plaques 50 et 55 en traversant les zones nodales 56 reliant les plaques 50 et 55 et séparant lesdites cellules. Préférentiellement dans ce cas, au droit de la zone nodale 56 entre 50 et 55, toutes les faces du ruban sont fixées entre elles et aux plaques 50 et 55 afin de conserver l’unicité de zone nodale 56. Alternativement les plaques 50 et 55 sont liées entre elles, uniquement dans des zones où le ruban 60 ne fait pas obstacle à la liaison entre les plaques 50 et 55. En d’autres termes, dans ce cas alternatif, les plaques sont solidaires l’une de l’autre directement.
Dans un second mode de réalisation illustré à la , les extrémités du ruban sont limitées entre deux zones nodales successives reliant la première plaque 50 à la deuxième plaque 55. En d’autres termes, aucun ruban ne s’étend au travers des parties nodales de la première plaque 50 ni de la deuxième plaque 55. Les rubans sont alors fixés dans chaque cellule du matériau alvéolaire après déploiement du matériau alvéolaire.
Ces deux modes de réalisation peuvent être présents dans une même âme selon l’invention.
Le formage est réalisé en appliquant un effort de traction (illustré par les flèches F1 et F2 sur la ) sur les plaques fixées l'une à l'autre (suivant la direction T), cet effort de traction tendant à écarter les plaques l'une de l'autre ou les unes des autres. Cet effort de traction, compte tenu de l'encollage des plaques par des parties nodales et de la déformabilité des plaques, permet de conformer les plaques pour constituer les cellules de l'âme alvéolaire. L’écartement des plaques provoque le déploiement des parties libres 64 du ou des rubans 60 ou septums. Celui-ci peut être accentué après conformation des cellules, en appliquant un effort de traction sur ces parties libres (suivant la direction T) de manière à déployer les septums 45, 46 dans les cellules respectives.
La illustre schématiquement l’étape de formage pendant le déploiement des parties libres 64 formant un septum par application d’efforts de traction selon les flèches F1 et F2 sur les première et deuxième plaques 50, 55.
La représente une vue de dessus d’une cellule 36 de l’âme alvéolaire expansée c’est-à-dire après l’étape de formage ainsi que des vues en coupe transverses de l’ensemble et notamment du septum déployé dans :
- un plan A-A passant par des parties nodales des première et deuxième plaques 50, 55. Dans cette zone de fixation des parties nodales des plaques 50, 55, l’ensemble des plis P1, P2 et P3 du septum sont collés avec les parties nodales des deux plaques 50, 55 pour qu’ils restent liés lors de l’expansion de la cellule.
- dans un plan B-B passant par une zone dans laquelle les parois latérales de la cellule s’évasent et dans laquelle le septum 45 présente un début de déploiement, et
- dans un plan C-C passant par une zone centrale de la cellule contenant l’axe principal de la cellule 36, illustrant un déploiement maximal du septum 45.
Les longueurs des replis en W doivent être telles que la longueur totale libre 64 soit égale ou supérieure à la distance maximum entre deux plaques obtenue à l’expansion.
Selon un mode de réalisation, les septums d’une même cellule sont indépendants les uns des autres. En particulier, pour chaque paire de septums consécutifs (dans le sens de la hauteur, c’est-à-dire suivant la direction verticale V), les deux septums consécutifs sont indépendants l’un de l’autre. Au sens de l’invention, deux septums consécutifs dans une même cellule sont dits indépendants s’ils sont formés à partir de deux rubans distincts tel qu’illustré sur les figures 7 et 8 et contrairement aux figures 9 et 10.
En référence aux exemples illustrés sur les figures 7 et 8, chaque septum 45, 46 comporte une première patte de fixation fixée à une partie non-nodale de la première plaque et une deuxième patte de fixation fixée à une partie non-nodale de la deuxième plaque.
Plus précisément, le premier septum 45 comporte une première patte de fixation 62A fixée à une partie non-nodale de la première plaque 50 et une deuxième patte de fixation 62B fixée à une partie non-nodale de la deuxième plaque 55. Le deuxième septum 46, consécutif du premier septum 45 dans la cellule considérée, comporte une première patte de fixation 62C fixée à une partie non-nodale de la première plaque 50 et une deuxième patte de fixation 62D fixée à une partie non-nodale de la deuxième plaque 55.
Les premières pattes de fixation 62A, 62C et les deuxièmes pattes de fixation 62B, 62D des septums 45, 46 s’étendent toutes en direction d’une extrémité de la cellule associée, c’est-à-dire soit vers la première paroi de peau 31, soit vers la deuxième paroi de peau 32.
Selon l’exemple illustré en , chaque septum 45, 46 est décalé suivant l’axe principal A, qui est parallèle à la direction verticale V selon l’exemple illustré, par rapport à ses premières pattes de fixation 62A, 62C et ses deuxièmes pattes de fixation 62B, 62D.
En d’autres termes, le plan moyen P des septums ne passe pas par les pattes de fixation 62A, 62C, 62B, 62D des septums 45, 46. Pour rappel, le plan moyen P est défini de manière à ce que les plis P1, P2 et P3 sont alternés de part et d’autre de ce plan et situés à égales distances de celui-ci.
Alternativement, et en référence à l’exemple illustré sur la , chaque septum 45, 46 s’étend transversalement entre sa première patte de fixation 62A, 62C et sa deuxième patte de fixation 62B, 62D. Cette configuration est dite configuration en chapeau.
En d’autres termes, le plan moyen P des septums passent par les pattes de fixation 62A, 62C, 62B, 62D des septums 45, 46.
Selon d’autres modes de réalisation, les septums d’une même cellule peuvent être dépendants les uns des autres, au moins pris deux à deux consécutifs. Au sens de l’invention, deux septums consécutifs dans une même cellule sont dits dépendants s’ils sont formés à partir d’un même ruban ou d’une même plaque additionnelle telle qu’illustré sur les figures 9 et 10. Dans ce cas, les septums sont couplés par une même patte de fixation à une des première ou deuxième plaques 50, 55.
Selon l’exemple illustré en , la cellule 36 comporte un ruban additionnel 70 agencé entre la première et la deuxième plaques 50, 55 et fixée à la première et à la deuxième plaques. Le ruban additionnel 70 est conformé pour former au moins deux septums consécutifs 45, 46.
Le ruban additionnel 70 comporte successivement :
- une première partie collée 71 à la première plaque 50 et formant une première patte de fixation 62A du premier septum 45 à une partie non-nodale de la première plaque 50,
- une première partie adjacente 72 repliée suivant trois lignes de pli P1, P2 et P3 pour former la partie libre en W du premier septum 45,
- une deuxième partie collée 73 à la deuxième plaque 55 et formant continument une deuxième patte de fixation 62B du premier septum 45 et une première patte de fixation 62D du deuxième septum 46 à une partie non-nodale de la deuxième plaque 55,
- une deuxième partie adjacente 74 repliée suivant trois lignes de pli P4, P5, P6 pour former la partie libre en W du deuxième septum 46, et
- une troisième partie collée 75 à la première plaque 50 et formant une deuxième patte de fixation 62C du deuxième septum 46 à une partie non-nodale de la première plaque 50.
Les septums 45 et 46 sont ainsi disposés « tête-bêche » ou « en opposition », c’est-à-dire que les lignes de plis P2 et P5 sont très éloignées l’une de l’autre tandis que les lignes de plis P3 et P4 d’une part et P1 et P6 d’autre part sont très rapprochées les unes des autres.
Dans une variante non illustrée, le ruban additionnel 70 est de section tubulaire fermée. En d’autres termes, cette variante se distingue du cas de la en ce que la première partie collée 71 et la troisième partie collée 75 sont formées en continuité de matière et donc collées ensemble pour former une unique patte de fixation du premier septum 45 et du deuxième septum 46 à une partie non-nodale de la première plaque 50.
Avantageusement, cette solution protège les lignes P1, P3, P4 et P6 d’éventuelles bavures de colle de liaison du ruban 70 aux plaques 50 et 55 ne contrariant alors pas le déploiement des cellules et des W à l’expansion du l’âme suite aux forces F de la .
L’exemple illustré en , dite configuration en « zigzag », diffère de celui de la en ce que le ruban additionnel 80 comporte une succession de parties collées alternativement à la première plaque 50 ou à la deuxième plaque 55 et des parties repliées suivant trois lignes de pli P1, P2, P3 destinées à former chacune la partie libre en W d’un septum.
En effet, dans l’exemple illustré, le ruban additionnel 80 permet de former cinq septums consécutifs.
Le ruban additionnel 80 comporte successivement :
- une première partie 81 collée à la première plaque 50 et formant une première patte de fixation d’un premier septum 45A à une partie non-nodale de la première plaque 50,
- une deuxième partie 82 adjacente et repliée suivant trois lignes de pli P1, P2 et P3 pour former la partie libre en W du premier septum 45A,
- une troisième partie 83 adjacente et collée à la deuxième plaque 55 et formant une patte de fixation commune du premier septum 45A et d’un deuxième septum 45B (consécutif du premier) à une partie non-nodale de la deuxième plaque 55,
- une quatrième partie 84 adjacente et repliée suivant trois lignes de pli pour former la partie libre en W du deuxième septum 45B,
- une cinquième partie 85 adjacente et collée à la première plaque 50 et formant une patte de fixation commune du deuxième septum 45B et d’un troisième septum 45C (consécutif du deuxième) à une partie non-nodale de la première plaque 50,
et ainsi de suite jusqu’à la formation et la fixation du cinquième septum 45E.
La illustre différentes positions d’orifices traversants 39A, 39B, 39C possibles dans le septum de la pour le passage des ondes sonores. L’orifice 39A est réalisé dans la zone de plus grand déploiement du septum. Les orifices 39B et 39C sont réalisés dans la partie d’élargissement de la cellule.
L’agencement des positions des orifices dans les septums successifs d’une même cellule est organisé préférentiellement pour maximiser le chemin libre à parcourir par l’onde sonore. Ainsi il est préférable de conjuguer une succession d’orifices selon une position 39A en alternant la plaque de proximité à chaque septum, la première plaque 50 puis la seconde plaque 55.
Selon un autre mode de réalisation, on peut combiner des orifices d’une première position 39C avec des orifices d’une deuxième position 39A, ou un seul type de position tout en alternant d’un septum à l’autre la zone nodale à proximité de l’orifice.
Préférentiellement, les orifices présentent une section d’au moins 2 mm², encore préférentiellement d’au moins 4 mm² et une plus petite largeur d’au moins 1 mm et préférentiellement d’au moins 2 mm, la largeur étant la dimension de l’orifice selon la direction transversale. En d’autres termes, la largeur est le petit diamètre d’un orifice elliptique, la largeur d’un orifice rectangulaire, ou le diamètre du cercle inscrit dans un orifice triangulaire.
Préférentiellement, les orifices sont disposés au plus proche des pattes de fixation, c’est-à-dire au plus proche des plaques 50, 55 délimitant la cellule, de façon à maximiser la distance entre deux bords libres d’orifices de deux septum successifs, maximisant ainsi la longueur du chemin à parcourir par l’onde sonore.
Certains des septums d’une même cellule ou d’un même panneau d’atténuation acoustique peuvent comprendre un matériau perméable sur toute la surface transverse de cavité ou sur une partie de la surface transverse de cavité afin qu’ils constituent des septums acoustiques créant une fonctionnalité 2DOF selon l’acronyme anglais 2-Degrees Of Freedom voir 3DOF selon l’acronyme anglais 3-Degrees Of Freedom.
La illustre un exemple de réalisation d’une cellule d’une âme selon l’invention comprenant trois septums décalés radialement par rapport à l’axe principal A (ici vertical) pour former une chicane pour la propagation des ondes sonores et créer ainsi une fonctionnalité 2DOF. Dans l’exemple illustré :
- le septum du haut 46A est transparent acoustiquement au moins partiellement et sur la totalité de sa surface,
- les septums du milieu 46B et du bas 46C sont opaques acoustiquement et présentent chacun un orifice 39. Les orifices 39 sont décalés l’un par rapport à l’autre selon une direction perpendiculaire à l’axe vertical V (ici transversal T) afin de former une chicane pour la propagation des ondes sonores.
La illustre un autre exemple de réalisation d’une cellule d’une âme selon l’invention comprenant trois septums décalés radialement par rapport à l’axe principal A (ici vertical) pour former une chicane pour la propagation des ondes sonores et créer ainsi une fonctionnalité 2DOF. Dans l’exemple illustré :
- le septum du haut 46A est opaque acoustiquement à l’exception d’une zone Z qui est au moins partiellement transparente acoustiquement,
- les septums du milieu 46B et du bas 46C sont opaques acoustiquement et présentent chacun un orifice 39.
Les orifices 39 et la zone Z sont décalés les uns par rapport aux autres selon une direction perpendiculaire à l’axe vertical V (ici transversal T) afin de former des chicanes pour la propagation des ondes sonores. Il y a ainsi trois zones opaques acoustiquement (une par septum) disposés en chicanes pour maximiser le chemin des ondes acoustiques.
La illustre un autre exemple de réalisation d’une cellule d’une âme selon l’invention comprenant trois septums décalés radialement par rapport à l’axe principal A (ici vertical) pour former une chicane pour la propagation des ondes sonores et créer ainsi une fonctionnalité 3DOF. Dans l’exemple illustré :
- le septum du haut 46A est transparent acoustiquement au moins partiellement et sur la totalité de sa surface,
- les septums du milieu 46B et 46C sont opaques acoustiquement et présentent chacun un orifice 39,
- le septum du bas 46D est opaque acoustiquement à l’exception d’une zone Z qui est au moins partiellement transparente acoustiquement.
Les orifices 39 et la zone Z sont décalés les uns par rapport aux autres selon une direction perpendiculaire à l’axe vertical V (ici transversal T) afin de former des chicanes pour la propagation des ondes sonores. Il y a ainsi trois zones opaques acoustiquement disposés en chicanes pour maximiser le chemin des ondes acoustiques.

Claims (13)

  1. Âme (34) pour panneau d’atténuation acoustique s’étendant entre une première et une seconde face d’extrémités, ladite âme comportant une pluralité de cellules (36) polygonales tubulaires ayant un axe principal (A) d’extension entre les faces d’extrémité, chaque cellule comportant une cavité interne (39) délimitée par des parois latérales (40) s’étendant entre les première et deuxième faces d’extrémité et débouchant dans chacune des deux faces d’extrémité, les cellules étant expansibles suivant une direction parallèle aux faces d’extrémités, chaque cellule polygonale comportant des septums (45, 46) s’étendant transversalement par rapport à l'axe principal de la cellule associée et étant décalés suivant l’axe principal (A),
    caractérisé en ce que chaque septum (45, 46) est replié en forme de W au moins entre une des parois latérales (40) et une autre des parois latérales et présente un orifice traversant, les orifices de deux septums consécutifs étant décalés radialement par rapport à l’axe principal pour former une chicane.
  2. Âme selon la revendication 1, dans laquelle chaque cellule (36) polygonale est formée à partir d’une première plaque (50) et d’une deuxième plaque (55) fixées ensemble par des parties nodales, et les septums (45, 46) s’étendent chacun au travers des parties nodales de la première et de la deuxième plaques.
  3. Âme selon la revendication 2, dans laquelle deux septums (45, 46) consécutifs sont indépendants les uns des autres.
  4. Âme selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chaque septum (45, 46) comporte une première patte de fixation (62A, 62C) fixée à une partie non-nodale de la première plaque (50) et une deuxième patte de fixation (62B, 62D) fixée à une partie non-nodale de la deuxième plaque (55), la première et la deuxième pattes de fixation s’étendant chacune en direction d’une extrémité de la cellule associée.
  5. Âme selon la revendication 4, dans laquelle chaque septum s’étend transversalement entre sa première patte de fixation et sa deuxième patte de fixation.
  6. Âme selon la revendication 4, dans laquelle chaque septum est décalé suivant l’axe principal par rapport à ses première et deuxième pattes de fixation.
  7. Âme selon la revendication 2, comprenant un ruban additionnel (70 ; 80) agencé entre la première et la deuxième plaques (50, 55), fixé à la première et à la deuxième plaques et conformé pour former au moins deux septums consécutifs.
  8. Âme selon la revendication précédente 7, dans laquelle deux septums consécutifs sont formés à partir d’un ruban additionnel (70), ledit ruban additionnel comportant :
    - une première partie collée à la première plaque et formant une première patte de fixation d’un premier des septums à une partie non-nodale de la première plaque,
    - une première partie adjacente repliée suivant trois lignes de pli,
    - une deuxième partie collée à la deuxième plaque et formant continument une deuxième patte de fixation du premier septum et une première patte de fixation du deuxième des septums à une partie non-nodale de la deuxième plaque,
    - une deuxième partie adjacente repliée suivant trois lignes de pli, et
    - une troisième partie collée à la première plaque et formant une deuxième patte de fixation du deuxième septum à une partie non-nodale de la première plaque.
  9. Âme selon la revendication 7, dans laquelle le ruban additionnel (80) est conformé pour former en continu des septums consécutifs, le ruban additionnel comportant une succession de parties collées alternativement à la première plaque ou à la deuxième plaque et des parties repliées suivant trois lignes de pli.
  10. Âme selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins un des septums comporte au moins une portion en matériau acoustiquement perméable.
  11. Panneau d’atténuation acoustique (30) pour une turbomachine comprenant une première paroi de peau (31), une deuxième paroi de peau (32) et une âme selon l’une des revendications précédentes, l’âme étant agencée entre les première et deuxième parois de peau et solidaire d’au moins une des parois de peau (31, 32), la première paroi de peau (31) étant acoustiquement perméable, et la deuxième paroi de peau (32) étant opaque acoustiquement.
  12. Panneau d’atténuation acoustique selon la revendication 11, dans lequel l’âme est solidaire de la première paroi de peau (31) et de la deuxième paroi de peau (32).
  13. Turbomachine d’ensemble propulsif d’aéronef, comprenant au moins un panneau acoustique selon l’une quelconque des revendications précédentes 11 ou 12.
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