Contribution à l'étude de l'insonorisation des entrées d'air latérales de turbomoteurs d'hélicoptères

par Sid-Ali Meslioui

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de Michel Roger.

Soutenue en 1996

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon .


  • Résumé

    Les hélicoptères offrent un intérêt indéniable pour les liaisons à courte distance, en particulier entre les aéroports et le centre des villes, mais les fortes nuisances sonores qu'ils engendrent constituent une des principales entraves au développement de ce marché très prometteur. Des recherches approfondies sont menées dans tous les pays où existe une industrie aéronautique, pour prévoir et réduire le bruit émis par ces appareils. Les progrès sont signifiants depuis plusieurs années, principalement sur les rotors. Cependant, les turbomoteurs produisent une gêne (exprimée par les niveaux sonores pondérés a ou d, ou par les pnl perceived noise levels) du même ordre que celle des rotors, pendant la phase de décollage. C'est pour cette raison que les projets d'hélicoptères plus silencieux doivent inclure des améliorations des moteurs. Leur rayonnement vers l'amont est dominé par le fondamental acoustique du premier étage de compression, dont la fréquence se situe typiquement entre 8 et 10 khz. Le moyen le plus efficace de diminuer cette raie consiste, dans l'état actuel de la technique, à insonoriser l'entrée d'air. L'étude présentée dans ce mémoire s'inscrit dans ce contexte et vise à connaître et à optimiser l'atténuation qui peut être atteinte. Le travail porte plus précisément sur des traitements acoustiques de nouvelle génération, constitués d'un matériau en feutre métallique, d'une lame d'air cloisonnée par un nid d'abeilles et d'un fond parfaitement rigide. Ces assemblages semblent en effet fournir des performances acoustiques supérieures à celles des résonateurs classiques, tant sur la largeur de bande d'absorption que sur le coefficient d'absorption. Cette étude comporte une partie expérimentale et une partie théorique. La partie expérimentale débute par la conception de revêtements absorbants. Les revêtements ainsi définis ont servi à la réalisation de maquettes d'entrées d'air traitées. La diminution du rayonnement sonore grâce au revêtement a ensuite été évaluée en chambre sourde par différence des puissances rayonnées par une entrée d'air à parois réfléchissantes et une entrée d'air traitée. Ce mode opératoire permet en outre d'étudier la directivité du rayonnement. Parallèlement, un outil de calcul prévisionnel a été établi. Pour chaque mode propagatif incident dans un conduit semi-infini tridimensionnel à section rectangulaire rigide et traite dans sa partie terminale, il permet de: Restituer les propriétés de réflexion et de transmission de la discontinuité d'impédance, Calculer l'amortissement de l'onde transmise jusqu'à l'extrémité. Le rayonnement à l'extérieur est alors évalué grâce à une approximation haute fréquence. Enfin, un calcul multimodal effectué à l'aide d'une hypothèse d'équirépartition de puissance sur tous les modes propagatifs du conduit a permis de: Montrer que l'optimisation d'un traitement absorbant n'est pas la même avec un seul mode incident qu'avec plusieurs modes, Trouver un bon accord entre le calcul prévisionnel et les résultats expérimentaux. L'étude permet d'espérer une atténuation de 12 db de la raie fondamentale d'un turbomoteur lors du traitement d'une entrée d'air latérale.

  • Titre traduit

    Contribution to the study of noise reduction in lateral inlets of turboshaft engines


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