La technologie du réducteur acoustique

La combustion pulsée a la forte réputation justifiée de produire beaucoup de bruit. Les variations de pression directement corrélées à la puissance acoustique sont à l’origine des effets de cisaillement entre les molécules de gaz animées de vitesses différentes. Et cette puissance est directement proportionnelle à la variation de vitesse à la puissance 8 : V8 !!

À l’évidence, l’inconvénient majeur du Thermoréacteur réside dans la puissance acoustique générée par l’éjection à haute vitesse des gaz brûlés pulsés. Ces derniers, en fonction surtout de la pression de fin de combustion, admettent un gradient de Vitesse telle que : 0 m/s < V < 2300 m/s.

Et pour un Turboréacteur actuel en Aviation Civile, les sources de bruit proviennent principalement de :

On constate alors qu’au Décollage la source de bruit principale est celle du Jet très chaud de Gaz Brûlés qui représentent quasiment 80% du Bruit total, alors qu’à l’Atterrissage, ce sont surtout les bruits aérodynamiques (train, volets,…), et les Flux d’Air froid produit par les Fans Amont et Aval qui totalisent ces mêmes 80% !

Tout sur le Bruit
L’étude qui va être présentée ci-après a été effectuée par le  Département Acoustique de Sogeti High Tech/Blagnac en 2010 sous cahier des charges élaboré par la société Xplorair, et financée par EADS Innovation Works
L’Idée Force fut d’étudier le concept du Multi Couches, ou « Mille-Feuilles Acoustique » enrobant le Jet Principal générateur de la Poussée produite par le Thermoréacteur. Ainsi, conformément à la relation vitesse/cisaillement, il devenait utile d’explorer ce que nous avons baptisé le « mille feuilles acoustique » en ce sens que le jet principal créateur de la poussée recherchée – donc à laisser tel que – sera « enrobée » de plusieurs couches de gaz (air, vapeur…) d’une vitesse de moins en moins élevée, de telle sorte que la dernière couche présente une vitesse la plus faible possible, mais compatible avec les lois aérodynamiques.

ACG-Aviation-Xplorair-Concept-Reducteur-Acoustisque
Ainsi, si la puissance acoustique croit comme la puissance 8 de la vitesse, elle décroitra dans les mêmes proportions. À ceci près qu’il faudra mesurer les interactions entre les différentes couches. Mais le concept devrait contribuer fortement à réduire cette puissance acoustique.

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La géométrie générale d’un moteur double flux en aéronautique ainsi que les différentes régions qui génèrent le bruit de mélange (source principale du bruit de jet subsonique) sont illustrées dans la figure suivante :

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Gardons en mémoire que :
Réduire la puissance acoustique de 3 dB = Diviser par 2 cette puissance