Journée Scientifique de l 'ONERA du 2003Matériaux Absorbants pour applications aéronautiques

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Journée Scientifique de l 'ONERA du 16/01/2003Matériaux Absorbants pour applications aéronautiques Problématique des matériaux absorbants sonores pour applications sur turboréacteur J. Julliard Snecma Moteurs

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Publié le : mercredi 1 janvier 2003
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Problématique des matériaux absorbants sonores pour applications sur turboréacteur
Matériaux Absorbants pour applications aéronautiques
J. Julliard
Snecma Moteurs
Journée Scientifique de l ’ONERA du 16/01/2003
Plan de l ’exposé
Les sources de bruit sur turboréacteur.
technologies des matériaux absorbants sonores courammentLes utilisées sur moteurs d ’avions.
Les principales caractéristiques des absorbants sonores et leur dimensionnement.
Spécifications des absorbants sonores conduits froids.
Spécifications des absorbants sonores conduits chauds.
Matériaux Absorbants pour applications aéronautiques
Journée Scientifique de l ’ONERA du 16/01/2003
B727
B720
Comet 4
CV990 Trident 1
B747-100
B737
F28
20 dB
BAe1-11
B747-400
B737-300 B767-300ER e146A320 DC8-70 F100
DC8
CV880
VC10
Caravelle 10
VFW614
Application industrielle généralisée de nouvelles technologies de réduction de bruit
DC9
B747-200
Progrès dans la réduction du bruit
Journée Scientifique de l ’ONERA du 16/01/2003
Matériaux Absorbants pour applications aéronautiques
Caravelle
Nouvelle technologie  moteur
L1011-1
2ème Generation de Turbofans
1ére Generation de Turbofans
A321
DC10-30
DC10-10
MD80
A310
A340
A330 B777-200
B737-600 B717-200 A319-100 MD90
A300
BA
L1011-500 B767
B757
MD11
1975
1980
Source ICCAIA
B707
1955
1960
1970
1965
1990
1995
1985
Turbojets
Date d’entrée en service
F70
2005
2000
Sources de Bruit Moteur
Facteurs Avion
Conditions Extérieures
La rel
Sources de bruit d ’un turboréacteur
Bruit Soufflante
Bruit Soufflante
Bruit Combustion
Bruit Turbine
Effets de Vol & d ’Installation (vs caractéristiques source)
Bruit Jet
omplexe
Effets Propagation dans l ’atmosphère ( vs fréquence d ’émission)
Bruit Avion Perçu en Vol
EPNL
Matériaux Absorbants pour applications aéronautiques
Bruit Cellule
Journée Scientifique de l ’ONERA du 16/01/2003
Origine
Mécanismes générateurs
Origine & Caractéristiques des Sources de Bruit
Spectre bruit de soufflante en régime SUBSONIQUE
Spectre bruit de soufflante en régime SUPERSONIQUE
Matériaux Absorbants pour applications aéronautiques
NIVEAU (dB)
Jet
Combustion Fan
Turbine
FREQUENCE (Hz)
Journée Scientifique de l ’ONERA du 16/01/2003
Exemples de technologies mises en oeuvre
Matériaux Absorbants pour applications aéronautiques
Journée Scientifique de l ’ONERA du 16/01/2003
Technologie avancée de bruit type panneaux sandwich
Côté veine d ’écoulement
Matériaux Absorbants pour applications aéronautiques
Couche 1
Couche 2
Couche 3
Journée Scientifique de l ’ONERA du 16/01/2003
Technologies des traitements absorbants
2 Types de traitements passifs :
– Traitements à réaction localisée Traitements accordés en quart de longueur d ’onde acoustique Traitements résistifs/réactifs :SDOF, 2DOF, 3DOF à peaux perforées Traitements réactifs : SDOF avec couche poreuse très ouverte Avantages : excellentes propriétés mécaniques du sandwich
–
Traitements à réaction non localisée Propagation à l ’intérieur du traitement von meluve amac Ttiarnemee stx eubrfix auritéxuerop uo A priori plus performants en acoustique car efficacité à large bande peu utilisés car problèmes d ’intégration (tenue mécanique, encrassement, rétention d ’eau,..)
Matériaux Absorbants pour applications aéronautiques
Journée Scientifique de l ’ONERA du 16/01/2003
Implantation type de traitements acoustiques sur système propulsifs
Matériaux Absorbants pour applications aéronautiques
Corps central traité
Journée Scientifique de l ’ONERA du 16/01/2003
Mise en oeuvre traitements acoustiques sur système propulsif
  Applications et moteur / écoulements chaud et froid nacelle: conduits
          Sa localisation:
Ses Fonctions
de pièces moteur et/ou nacelle
    Acoustique : dissipation de l ’énergie par effet joule et/ou modification de l ’onde sonore
    Aérodynamique: reconstitution de la veine d ’écoulement avec le minimum de pertes aéro (perforations avec des orifices de diamètre n ’excédant pas 2 mm) et le respect des lignes aérodynamiques (± 1.2 mm)
    Structurale: transmission des efforts (conduit aval soufflante en mode « reverse ») et rétention des aubes.
Matériaux Absorbants pour applications aéronautiques
Journée Scientifique de l ’ONERA du 16/01/2003
Un traitem
Caractérisation des traitements absorbants
omplexe
 Partie réelle:Résistance acoustique,elle doit être optimisée (calculs de propagation en conduit guidé) pour que la dissipation sonore (par effet visco-thermique) soit maximale (amortissement optimal) sur une bande de fréquences la plus large possible.  Partie imaginaire:Réactance acoustique,elle doit être optimisée (calcul de propagation en conduit guidé) pour que l ’accord en fréquences soit celui souhaité.
Traitements à réaction localisée :impédance normalepour caractériser le traitement. Traitements à réaction non localisée: impédance fonction de l ’incidence des modes acoustiques.
Dimensionnement/définition géométrique des traitements : Modèles d ’impédancequi relient l ’impédance (résistance et réactance) aux paramètres géométriques de la structure, au niveau sonore et à l ’écoulement. Les forts niveaux sonores et la présence de l ’écoulement tangentiel sont responsables des effets de comportement non linéaires de l ’acoustique au niveau des parois poreuses. Les treillis métalliques ou polymères utilisés comme couches résistives minimisent ces effets.
Matériaux Absorbants pour applications aéronautiques
Journée Scientifique de l ’ONERA du 16/01/2003
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