Réduire le bruit de nos avions

L’origine de cette recherche est due à un problème de nuisances sonores après du voisinage de notre terrain d’évolution. Soucieux de préserver notre site et la tranquillité des riverains, nous avons définis un certains nombre d’actions.

Actions immédiates: Diminuer la gène occasionnée.

1. Utilisation du manche des gaz en proportionnel: 
   Les anciens ont sensibilisé les plus novices à l’intérêt apporté par l’utilisation du 4eme axe. Cela passe par des démonstrations en vol mettant en avant le réalisme du vol à mis gaz.
2. Redéfinition du domaine de vol pour ne pas s’approcher des habitations.
3. Prise de conscience du bruit par des mesures systématiques du niveau sonore de tous les avions au 3 régimes (ralenti, mis gaz et plein gaz).
4. Affichage d’un tableau afin de sensibiliser les pilotes les plus bruyants.

Actions à court terme: Baisser sensiblement le bruit de l’échappement des moteurs thermiques.

1. La première phase consiste à rechercher, auprès des revendeurs, des solutions toutes faites pour diminuer le bruit des échappement. Ces recherches ont été, hélas, infructueuses (hormis des résonateurs à des prix incompatibles avec des avions de début ou des trainers). De plus, nos fournisseurs habituels ne semblent guère préoccupés par ce problème et nous orientent presque toujours vers l’électrique.
2. Nous avons ensuite, « épluché » tout notre stock de revues. Là, la pèche est meilleure. Plusieurs articles ont étés écrits et des essais réalisés par des modélistes ont été publiés. 
   Un grand merci à Pierre Rousselot pour ces articles parus dans MRA d’avril à juillet 1981 puis en février 1990 qui nous ont donné les idées de bases qui ont servies à nos propres investigations. Les principes énoncés par P. Rousselot sont repris plus loin.

La réalisation des prototypes:
Le principe retenu repose sur celui qui est utilisé dans nos automobiles. A savoir, une première chambre d’expansion chargée de refroidir les gaz, puis une seconde chargée d’absorber les hautes fréquences. L’idée est donc d’utiliser le silencieux d’origine comme première chambre et d’en ajouter une seconde pour l’absorption. 
Nous avons donc entrepris la réalisation de plusieurs silencieux avec des moyens divers et variés. 
Trois solutions faciles à mettre en oeuvre se sont dégagées.

1. La première est de la boite à gâteaux métallique découpée et soudée ou à base de bombes sous pression (vide),
2. La seconde est une pompe à vélo aluminium recyclée
3. Et la troisième est a base de tube PVC
   

Les principes:
Les principes employés sont décrits par les schémas ci-dessous:

L’utilisation de l’un ou l’autre schéma n’a pas montré de différence notable. 
Les règles que nous avons utilisées sont les suivantes:

1. Volumes = entre 10 et 30 fois la cylindrée
2. Diamètre du tube interne = diamètre de la sortie du silencieux
3. Surface totale des trous = 1,5 fois la sortie du silencieux.

Les mesures et les premiers résultats:
Les mesures ont été faites avec les trois prototypes de silencieux et les résultats ont été relevés aux 3 régimes (ralenti, mi-gaz et plein gaz) afin de mesurer l’influence du silencieux selon l’utilisation que l’on fait du moteur. 
L’avion servant de référence est équipé d’un moteur OS 40 FP et d’une hélice Graupner 10,5 x 6. Les mesures sont faites, sur herbe, à 3 mètres de l’avion perpendiculairement à son axe de vol et à 30 cm du sol.
Les résultats des mesures sont donnés dans le graphique suivant:

Les conclusions des mesures:
Il apparaît, comme cela était prévisible, que les performances du moteur sont affectées par la géométrie du silencieux. Cela se traduit par des difficultés au réglage du moteur et une perte de tours significative à plein gaz. Dans ce cas, le fonctionnement du moteur n’est pas fiable et ne dure généralement pas. Le pot en tôle en est un exemple, et si le niveau sonore est faible, cela est du au régime moteur moins élevé que dans les autres cas.

Un silencieux adapté au moteur ne dégrade que faiblement ses performances. On note donc:

1. Une perte de régime de 200 à 400 tours.
2. Le meilleur gain est donc de 6dB.

Ce qui correspond à une atténuation par 4 de la puissance sonore.
Ce chiffre à été confirmé par des mesures systématiques faites sur d’autres avions avec des motorisations et des hélices différentes.

La généralisation des silencieux:
Le principe étant établi, il a été communiqué à l’ensemble des membres du Club afin que chacun puisse s’équiper. 
Cependant, cette réalisation n’étant pas toujours à la porté de tous (les débutants, les plus jeunes et les adeptes du « Ready to fly), il restait à réaliser un certain nombre de silencieux afin de pouvoir les leur proposer.

Afin d’aller vite et d’obtenir un coup de revient très bas, nous avons choisi de réaliser le tube en PVC et de le fermer par un tissu de verre enrobé de résine. Le tube interne est un tube Alu de 8 ou de 10 selon la cylindrée (25 ou 40). Ce tube est percé d’une vingtaines de trous de 2 mm et pincé en son centre. Le principe est efficace et deux soirées (à plusieurs) à permis de réaliser une douzaine de pièces. Le prix de revient est de l’ordre de 10 Euros l’unité et le poids d’une centaine de grammes.

Aujourd’hui, le bruit maximal autorisé sur notre terrain est de 89dB (au lieu des 92 réglementaires). Chaque avion doit subir une mesure avant d’être autorisé à voler. 
On constate que cette contrainte est tout à fait acceptée et les résultats encourageant. En effet, certains avions, particulièrement silencieux, sont maintenant à 82dB. C’est un réel plaisir que les entendre, pardon, de ne pas les entendre évoluer. En final, nous épargnons le voisinage et nous en profitons tous.

La suite:
Le problème de l’échappement étant maintenant mieux maîtrisé, on s’aperçoit qu’il reste du travail. En effet, les explosions du moteur ne sont pas la seule source de bruit. On s’aperçoit, sur les avions les plus silencieux que les bruits des hélices deviennent prédominant sans parler des vibrations de la structure de l’avion. 
Nous entreprenons donc maintenant un nouveau domaine de recherche.