EP1837862A1 - Procédé et dispositif de traitement du bruit à bord d'un aeronef - Google Patents

Procédé et dispositif de traitement du bruit à bord d'un aeronef Download PDF

Info

Publication number
EP1837862A1
EP1837862A1 EP07005657A EP07005657A EP1837862A1 EP 1837862 A1 EP1837862 A1 EP 1837862A1 EP 07005657 A EP07005657 A EP 07005657A EP 07005657 A EP07005657 A EP 07005657A EP 1837862 A1 EP1837862 A1 EP 1837862A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
noise
cabin
loudspeaker
signals
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07005657A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Franck Marrot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Helicopters SAS
Original Assignee
Eurocopter France SA
Eurocopter SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eurocopter France SA, Eurocopter SA filed Critical Eurocopter France SA
Publication of EP1837862A1 publication Critical patent/EP1837862A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17853—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter
    • G10K11/17854—Methods, e.g. algorithms; Devices of the filter the filter being an adaptive filter
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17823—Reference signals, e.g. ambient acoustic environment
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1785—Methods, e.g. algorithms; Devices
    • G10K11/17857—Geometric disposition, e.g. placement of microphones
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17879—General system configurations using both a reference signal and an error signal
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17879—General system configurations using both a reference signal and an error signal
    • G10K11/17883—General system configurations using both a reference signal and an error signal the reference signal being derived from a machine operating condition, e.g. engine RPM or vehicle speed

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for processing noise on board an aircraft.
  • the technical field of the invention is that of the manufacture of rotorcraft.
  • the present invention is more particularly relating to electronic noise treatment systems, also called noise or active noise canceling systems.
  • Anti-noise techniques generally consist of measuring a noise and generating, as a function of the measurement, an acoustic wave intended to attenuate the noise; feedback techniques are generally distinguished where only a noise measurement sensor is used, "feel forward" techniques where a reference (correlation) signal is also used; according to the document ( Jari Kataja et al, Joint Baltie-Nordic Acoustics Meeting 2004, 8-10 June 2004 ), psychoacoustic phenomena should be taken into account when choosing the technique to use.
  • the actuators used may be speakers or piezoelectric actuators, the sensors may be microphones or accelerometers.
  • the algorithms used to minimize noise or vibration can be LMS or RLMS ("Recursive Least Mean Square").
  • the patent US5845236 proposes to use an active attenuation device in addition to vibratory resonators.
  • the patent US5754662 proposes to treat separately low frequencies and higher frequencies at low frequencies, and to separately control two actuators respectively adapted to these low and higher frequencies; it is proposed to use a subwoofer for low frequencies.
  • the patent EP1031136 describes an active noise attenuation system inside the cabin of a helicopter with a gearbox and feet attaching the box to the cabin structure; the system controls several jacks attached to each foot to apply vibration to the foot, to reduce vibrations - due to gearboxes of the box - whose frequency is close to 700 Hz.
  • the patent EP917706 describes a noise attenuation system adapted to a two-engine aircraft.
  • An object of the invention is to propose a method and a device for processing noise on board an aircraft - in particular a rotorcraft - which are improved and / or which remedy, in part at least, the shortcomings and disadvantages. systems known in this field.
  • the adapter comprising the duct (vent) connecting the cavity to the booth makes it possible to improve the efficiency of the loudspeaker in the vicinity of frequencies (low frequencies) which are preferably less than 1000 Hertz, in particular situated in a range from About 10 Hz to about 100 Hz, or in the range of about 30 Hz to about 300 Hz.
  • frequencies low frequencies
  • the device comprises several microphones and several speakers; each vent may have a substantially cylindrical or flared, convergent and / or divergent shape.
  • two vents respectively associated with two cavities (and two loudspeakers) have two respective frequencies of maximum efficiency (sound level) whose values differ.
  • the invention can be implemented via a program.
  • a data processing program corresponding to noise measurements for providing loudspeaker control data which is attached to a medium - such as a memory, removable or not - readable by a calculator or processor of the on-board processing unit or intended to be on board the aircraft, and which is arranged to perform, when executed by this calculator or processor, operations of a method according to the invention.
  • the spectrum 39 of the noise prevailing in the cabin of a helicopter has a level increasing until it reaches a maximum 40 exceeding 100 decibels for frequencies close to 20 to 40 Hz; the level presents a decreasing general trend ("background noise") for the higher frequencies, including 41 "wide lines centered on frequencies of the order of 50 to 400 Hz, followed by" fine "lines 42 centered on frequencies of the order of 500 to 10000 Hz.
  • the cabin 20 is delimited by ceiling panels 43, partition panels 44, and floor panels 45; a seat 35 provided with a headrest 46 equips the cabin and receives a passenger 47.
  • a loudspeaker 26 is attached to the panel 43 so that the front face of its membrane 260 can radiate directly into the cabin.
  • a second speaker 27 is attached to the panel 44 via a conduit 31; the front face of the membrane 270 of the speaker 27 extends to the left end of the duct 31 which opens into the cabin at its right end.
  • a microphone 22 is attached to the headrest 46 and is connected, like the loudspeakers 26 and 27, to a signal and data processing unit 28.
  • a sensor 25 - such as a tachometric sensor sensitive to the rotation frequency of the main rotor of the helicopter - and / or a microphone or accelerometer 24 are also connected to the unit 28 to deliver a reference signal.
  • the device comprises two microphones 22 and 23 for measuring noise in two areas of the cabin where the noise sensation must be minimized.
  • Each microphone is connected to the unit 28 by a low-pass filter 36 and a high-pass filter 37, so that the unit 28 receives on its inputs 281 filtered, low frequency noise measurement signals, and receives on its inputs 282 filtered noise signals of medium and high frequency.
  • the cutoff frequency of the filters 36 and 37 may be of the order of 300 Hz to about 600 Hz.
  • the filters 36, 37 may be digital and / or integrated in the unit 28.
  • the unit 28 From the signals delivered by the sensors 22 to 25, the unit 28 generates control signals that it delivers on its outputs to which the loudspeakers 26, 27 are connected.
  • a cavity 32 extends forward of the membrane of each loudspeaker 26, 27; in addition, each cavity 32 is respectively connected by a tubular vent 29 to the cabin 20.
  • the cavity 32 extends behind the membrane 270 of the loudspeaker 27; a vent 30 extends through the wall 44 separating the cavity 32 of the cabin, and connects the cavity to the volume of the cabin.
  • the sound level of the loudspeaker at low frequencies, especially in the vicinity of frequencies 33 or 34, is not high enough to effectively attenuate the wide noise lines 40, 41 (see FIG. .
  • the cavity and the vent form an acoustic resonator (Helmholtz type) connecting the loudspeaker to the cabin; the assembly formed by the speaker and the resonator is a bass-reflex system which has, as shown in Figure 4, a variable efficiency (50) depending on the frequency.
  • the two speakers equipped with their resonator have a maximum sound level for the low frequency 33 or 34 respectively; these frequencies 33 or 34 correspond to the acoustic characteristics of the two zones and are generally less than 100 Hz.
  • the amplification obtained effectively attenuates the lines 40 or 41.
  • a first speaker connected to the cab by a first adapter has the sound level 50
  • a second speaker connected to the cab by a second adapter has the sound level 500; note that these two curves (50 or 500) of sound level have maximums for two frequencies of different values.
  • the device comprises a microphone 22 disposed in the cockpit 200 of the helicopter 21 and four other microphones 22 attached to the seats (not shown) equipping the main cabin 201; a loudspeaker 27 integral with the wall separating the cockpit from the cabin makes it possible to attenuate the noise in the cockpit.
  • Six speakers 26 equip a ceiling panel of cabin 201 and a speaker 27 equips a rear panel of the cabin. At least one of these speakers is used for communication (intercom) between the crew and the passengers.
  • the device further comprises two sensors (accelerometers) 24, 25 of reference respectively integral with a structure 51 ("mechanical floor”) receiving the main gearbox 52 of the helicopter, and this gearbox.
  • the device also comprises an electromechanical resonator or vibrator 53 integral with the structure of the helicopter and controlled by the unit 26 to attenuate the noise in the cabin 200, 201; a sensor 25 additional reference is set near this resonator and connected to an input of the unit 28.
  • the unit 28 for processing the signals delivered by the sensors comprises a psychoacoustic weighting module 38; this module performs a weighting of the signals or noise data entering the unit 28, and / or a weighting of the signals or control data of the loudspeakers; this weighting makes it possible to optimize one or more parameters of acoustic comfort, in particular the loudness or the level in dBA, dBG, or dBSIL4.
  • the effectiveness of a device according to the invention results in particular from the use of loudspeakers and acoustic adapters adapted to the frequency bands in which the noise level corresponds to a significant energy; this efficiency can be enhanced by the separate control of speakers adapted to the low frequencies on the one hand, and speakers adapted to medium and high frequencies on the other hand.
  • a psychoacoustic weighting avoids unnecessary attenuation of noise components producing a lesser sensation of discomfort.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif de traitement du bruit dans la cabine (20) d'un aéronef, qui comporte : - plusieurs microphones (22 à 24) respectivement fixés à des sièges (35) de la cabine; - plusieurs haut-parleurs (26, 27); - au moins une unité (28) de traitement arrangée pour recevoir des signaux de mesure de bruit délivrés par les microphones, et pour délivrer aux haut-parleurs des signaux de commande afin d'atténuer le bruit dans la cabine, l'unité de traitement comportant plusieurs modules de traitement respectivement associés à l'un des microphones et/ou à l'un des haut-parleurs; - un résonateur acoustique comportant un évent (29 à 31) couplé à une cavité (32) et reliant le haut-parleur à la cabine, le résonateur acoustique comportant un évent (29 à 31) couplé à une cavité (32), le haut-parleur et son résonateur associé présentant une fréquence (33 ou 34) de niveau sonore (50, 500) maximum qui est inférieure à 1000 Hertz.

Description

  • La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif destinés au traitement du bruit à bord d'un aéronef.
  • Le domaine technique de l'invention est celui de la fabrication de giravions.
  • La présente invention est plus particulièrement relative aux systèmes de traitement électronique du bruit, également nommés systèmes d'antibruit ou d'anti-bruit actif.
  • Les techniques d'anti-bruit consistent d'une façon générale à mesurer un bruit et à générer, en fonction de la mesure, une onde acoustique destinée à atténuer le bruit ; on distingue généralement les techniques rétroactives (« feed back ») où seul un capteur de mesure du bruit est utilisé, des techniques prédictives (« feel forward ») où un signal de référence (de corrélation) est également utilisé ; selon le document (« selection of active noise control stategy : two test cases » , Jari Kataja et al, Joint Baltie-Nordic Acoustics Meeting 2004, 8-10 June 2004), des phénomènes psycho acoustiques devraient être pris en compte pour choisir la technique à utiliser.
  • Il a été proposé dans les brevets FR2769396 et US6224014 de réduire le bruit de raies à l'intérieur d'un hélicoptère en commandant un actionneur en fonction de mesures délivrées par un capteur acoustique ou vibratoire.
  • Il a été proposé dans les brevets FR2802328 et US6502043 d'utiliser en outre un capteur (de référence) effectuant une mesure corrélée avec une source de bruit, et de pondérer les signaux de mesure de bruit pour privilégier des zones déterminées de l'aéronef, par exemple à proximité de sièges de passagers.
  • Les actionneurs utilisés peuvent être des hauts parleurs ou des actionneurs piézo électriques, les capteurs pouvant être des microphones ou des accéléromètres. Les algorithmes utilisés pour minimiser les bruits ou vibrations peuvent être de type LMS ou RLMS (« Recursive Least Mean Square »).
  • Le brevet US5845236 propose d'utiliser un dispositif d'atténuation active en complément des résonateurs vibratoires.
  • Le brevet US5754662 propose de traiter séparément des fréquences basses et des fréquences supérieures aux fréquences basses, et de commander séparément deux actionneurs respectivement adaptés à ces fréquences basses et supérieures ; il est notamment proposé d'utiliser un caisson de graves pour les fréquences basses.
  • Le brevet EP1031136 décrit un système d'atténuation active du bruit à l'intérieur de la cabine d'un hélicoptère comportant une boîte de transmission et des pieds fixant la boîte à la structure de la cabine ; le système commande plusieurs vérins attachés à chaque pied pour appliquer au pied des contre vibrations, pour réduire des vibrations - dues à des pignons de la boîte - dont la fréquence est voisine de 700 Hz.
  • Le document WO03/073415 décrit un autre système dans lequel on utilise une pondération de signaux variable dans le temps pour éviter de saturer les actionneurs.
  • Le brevet EP917706 décrit un système d'atténuation du bruit adapté à un avion à deux moteurs.
  • Bien que ces systèmes présentent des qualités, leur intégration à un giravion se heurte à des problèmes complexes qui tiennent notamment au niveau élevé des bruits à atténuer, à la quantité élevée de « raies fines » dans le spectre du bruit à atténuer, qui sont situées dans une bande de fréquence allant jusqu'à 10000 Hz environ, et à la présence de « raies larges dans un tel spectre, en particulier aux fréquences situées dans une plage allant de 10 à 1000 Hz.
  • Un objectif de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif de traitement du bruit à bord d'un aéronef - en particulier d'un giravion - qui soient améliorés et/ou qui remédient, en partie au moins, aux lacunes et inconvénients des systèmes connus dans ce domaine.
  • Conformément à un aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de traitement du bruit dans la cabine d'un aéronef, qui comporte :
    • plusieurs microphones respectivement fixés à des sièges de la cabine;
    • plusieurs haut-parleurs;
    • au moins une unité de traitement arrangée pour recevoir des signaux de mesure de bruit délivrés par les microphones, et pour délivrer aux haut-parleurs des signaux de commande afin d'atténuer le bruit dans la cabine, l'unité de traitement comportant plusieurs modules de traitement respectivement associés à l'un des microphones et/ou à l'un des haut-parleurs;
    • au moins un résonateur acoustique couplé acoustiquement à un haut-parleur et à la cabine,
    le résonateur acoustique comportant un évent couplé à une cavité, le haut-parleur et son résonateur associé présentant une fréquence de niveau sonore maximum qui est inférieure à 1000 Hertz.
  • Conformément à un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé d'atténuation du bruit en une ou plusieurs zones d'une cabine d'un aéronef, chaque zone étant équipée d'un capteur (microphone) de mesure du bruit et d'un haut parleur, à l'aide d'un dispositif d'atténuation relié au(x) capteur(s) et aux haut-parleux(s) et prévu (en particulier programmé) pour exciter le(s) haut-parleur(s) afin d'atténuer le bruit mesuré par le(s) capteur(s) ; l'aéronef est en outre équipé d'un ou plusieurs haut-parleur(s) supplémentaire(s) plus adapté(s) à l'émission de fréquences basses que le(s)dit(s) haut-parleur(s) équipant la (les) zone(a) de la cabine ; le procédé comporte les opérations suivantes :
    • filtrage des signaux de mesure délivrés par les capteurs pour produire des signaux filtrés BF (basse fréquence) et des signaux filtrés MHF (moyenne et haute fréquence) ;
    • élaboration d'un signal de commande de haut-parleur(s) propre au haut-parleur équipant chaque zone de la cabine ainsi qu'un signal de commande du (des) haut-parleur(s), en fonction des signaux filtrés et d'une pondération psychoacoustique, afin d'atténuer la sensation de bruit perçue par les occupants de la cabine ; et
    • augmentation du niveau sonore du (des) haut-parleurs supplémentaires par un résonateur acoustique couplé au haut-parleur supplémentaire et à la cabine,
  • Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé d'atténuation du bruit à bord d'un aéronef comportant une cabine équipée d'un ou plusieurs haut-parleur(s) et d'un ou plusieurs microphone(s) de mesure du bruit, dans lequel :
    • on filtre les signaux du (des) microphone(s) pour extraire des composantes basse fréquence du bruit et on élabore un signal de commande d'un haut parleur au moins à partir des signaux filtrés, afin d'atténuer la sensation de bruit perçue par les occupants de la cabine.
    • on couple le haut parleur à la cabine par l'intermédiaire d'un adaptateur acoustique améliorant l'efficacité du haut parleur aux basses fréquences.
  • Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de traitement du bruit dans la cabine (pouvant inclure le cockpit) d'un giravion, qui comporte :
    • au moins un microphone, de préférence fixé(s) à un (des) siège(s) ;
    • au moins un haut-parleur ;
    • une unité de traitement qui est connectée au(x) mictophone(s) pour en recevoir des signaux de mesure de bruit, et qui est connectée au(x) haut-parleur(s) pour lui (leur) délivrer des signaux de commande permettant d'atténuer le bruit dans la cabine ;
    • un adaptateur acoustique reliant un haut-parleur à la cabine, l' adaptateur comportant une cavité couplée acoustiquement au haut parleur ainsi qu'un conduit ou évent faisant communiquer la cavité et la cabine.
  • L'adaptateur comportant le conduit (évent) reliant la cavité à la cabine permet d'améliorer le rendement du haut-parleur au voisinage de fréquences (basses fréquences) qui sont de préférence inférieures à 1000 Hertz, en particulier situées dans une plage allant de 10 Hz environ jusqu'à 100 Hz environ, ou dans une plage allant de 30 Hz environ jusqu'à 300 Hz environ.
  • De préférence, le dispositif comporte plusieurs microphones et plusieurs haut-parleurs ; chaque évent peut présenter une forme sensiblement cylindrique ou évasée, convergente et/ou divergente.
  • Selon un mode de réalisation, deux évents respectivement associés à deux cavités (et à deux haut-parleurs) présentent deux fréquences respectives d'efficacité (de niveau sonore) maximum dont les valeurs diffèrent.
  • L'invention peut être mise en oeuvre par l'intermédiaire d'un programme.
  • Ainsi, selon un aspect de l'invention, il est proposé un programme de traitement de données correspondant à des mesures de bruit pour fournir des données de commande de haut-parleurs, qui est fixé sur un support - tel qu'une mémoire, amovible ou non - lisible par un calculateur ou processeur de l'unité de traitement embarquée ou destinée à être embarquée à bord de l'aéronef, et qui est arrangé pour effectuer, lorsqu'il est exécuté par ce calculateur ou processeur, des opérations d'un procédé selon l'invention.
  • D'autres aspects, caractéristiques, et avantages de l'invention apparaissent dans la description suivante, qui se réfère aux dessins annexés et qui illustre, sans aucun caractère limitatif, des modes préférés de réalisation de l'invention,
  • Sauf indication contraire, les termes « signal » et « donnée » sont considérés comme équivalents.
    • La figure 1 est un graphe illustrant un spectre du bruit produit par un hélicoptère, dont l'axe des fréquences portées en abscisse présente une échelle logarithmique, et dont l'axe des niveaux portés en ordonnée présente une échelle linéaire.
    • La figure 2 illustre schématiquement un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention.
    • La figure 3 illustre schématiquement une variante de réalisation d'un adaptateur acoustique d'un dispositif selon l'invention.
    • La figure 4 est un graphe illustrant schématiquement les variations en fonction de la fréquence du niveau sonore d'un haut-parleur couplé à un adaptateur dans un dispositif selon l'invention.
    • La figure 5 illustre schématiquement un second mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention.
    • La figure 6 illustre schématiquement un troisième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention et son intégration à un hélicoptère partiellement représenté en vue éclatée.
    • La figure 7 illustre schématiquement des séquences d'opérations de programmes et procédés selon l'invention.
  • Par référence à la figure 1, le spectre 39 du bruit régnant dans la cabine d'un hélicoptère présente un niveau croissant jusqu'à atteindre un maximum 40 dépassant 100 décibels pour des fréquences voisines de 20 à 40 Hz ; le niveau présente une tendance générale (« bruit de fond ») décroissante pour les fréquences plus élevées, incluant des raies 41 « larges centrées sur des fréquences de l'ordre de 50 à 400 Hz, suivies de raies 42 « fines » centrées sur des fréquences de l'ordre de 500 à 10000 Hz.
  • Par référence à la figure 2, la cabine 20 est délimitée par des panneaux 43 de plafond, des panneaux 44 de cloison, et des panneaux 45 de plancher ; un siège 35 pourvu d'un appui-tête 46 équipe la cabine et reçoit un passager 47.
  • Un haut-parleur 26 est fixé au panneau 43 de sorte que la face avant de sa membrane 260 puisse rayonner directement dans la cabine. Un second haut-parleur 27 est fixé au panneau 44 par l'intermédiaire d'un conduit 31 ; la face avant de la membrane 270 du haut-parleur 27 s'étend à l'extrémité gauche du conduit 31 qui débouche dans la cabine par son extrémité droite.
  • Un microphone 22 est fixé à l'appui-tête 46 et est relié, comme les haut-parleurs 26 et 27, à une unité 28 de traitement de signaux et de données. Un capteur 25 - tel qu'un capteur tachymétrique sensible à la fréquence de rotation du rotor principal de l'hélicoptère - et/ou un microphone ou accéléromètre 24 sont également reliés à l'unité 28 pour lui délivrer un signal de référence.
  • Dans la configuration illustrée figure 5, le dispositif comporte deux microphones 22 et 23 servant à mesurer le bruit dans deux zones de la cabine où la sensation de bruit doit être minimisée. Chaque microphone est relié à l'unité 28 par un filtre 36 passe-bas et par un filtre 37 passe haut, de sorte que l'unité 28 reçoit sur ses entrées 281 des signaux de mesure de bruit filtrés, de fréquence basse, et reçoit sur ses entrées 282 des signaux de mesure de bruit filtrés, de fréquence moyenne et haute.
  • A titre d'exemple, la fréquence de coupure des filtres 36 et 37 peut être de l'ordre de 300 Hz à 600 Hz environ.
  • Les filtres 36, 37 peuvent être numériques et/ou intégrés à l'unité 28.
  • A partir des signaux délivrés par les capteurs 22 à 25, l'unité 28 élabore des signaux de commande qu'elle délivre sur ses sorties auxquelles sont reliés les hauts parleurs 26, 27.
  • Dans la configuration illustrée figure 5, une cavité 32 s'étend en avant de la membrane de chaque haut-parleur 26, 27 ; en outre, chaque cavité 32 est respectivement reliée par un évent 29 tubulaire à la cabine 20.
  • Dans la configuration illustrée figure 3, la cavité 32 s'étend en arrière de la membrane 270 du haut-parleur 27 ; un évent 30 s'étend au travers de la paroi 44 séparant la cavité 32 de la cabine, et relie la cavité au volume de la cabine.
  • Le niveau sonore du haut-parleur aux basses fréquences, notamment au voisinage des fréquences 33 ou 34 n'est pas assez élevé pour permettre d'atténuer efficacement les raies larges 40, 41 (cf. fig. 1) de bruit de l'hélicoptère. La cavité et l'évent forment un résonateur acoustique (de type Helmholtz) reliant le haut-parleur à la cabine ; l'ensemble formé par le haut parleur et le résonateur constitue un système bass-reflex qui présente, comme illustré figure 4, une efficacité variable (50) en fonction de la fréquence.
  • Dans le cas où deux zones de la cabine sont traitées, chacune au moyen d'un haut-parleur, les deux haut-parleurs équipés de leur résonateur présentent un niveau sonore maximum pour la fréquence basse 33 ou 34 respectivement ; ces fréquences 33 ou 34 correspondent aux caractéristiques acoustiques des deux zones et sont généralement inférieures à 100 Hz. L'amplification obtenue permet d'atténuer efficacement les raies 40 ou 41.
  • Selon un mode de réalisation, un premier haut-parleur relié à la cabine par un premier adaptateur présente le niveau sonore 50, tandis qu'un second haut-parleur relié à la cabine par un second adaptateur présente le niveau sonore 500 ; on remarque que ces deux courbes (50 ou 500) de niveau sonore présentent des maximum pour deux fréquences de valeurs différentes.
  • Dans la configuration illustrée figure 6, le dispositif comporte un microphone 22 disposé dans le cockpit 200 de l'hélicoptère 21 et quatre autres microphones 22 fixés aux sièges (non représentés) équipant la cabine 201 principale ; un haut-parleur 27 solidaire de la paroi séparant le cockpit de la cabine permet d'atténuer le bruit dans le cockpit.
  • Six haut-parleurs 26 équipent un panneau d'habillage du plafond de la cabine 201 et un haut-parleur 27 équipe un panneau arrière de la cabine. Au moins un de ces haut-parleurs est utilisé pour la communication (interphone) entre l'équipage et les passagers.
  • Le dispositif comporte en outre deux capteurs (accéléromètres) 24, 25 de référence respectivement solidaires d'une structure 51 (« plancher mécanique ») recevant la boite de transmission principale 52 de l'hélicoptère, et de cette boite de transmission.
  • Le dispositif comporte également un résonateur ou vibrateur électromécanique 53 solidaire de la structure de l'hélicoptère et commandé par l'unité 26 pour atténuer le bruit dans la cabine 200, 201 ; un capteur 25 de référence supplémentaire est fixé à proximité de ce résonateur et relié à une entrée de l'unité 28.
  • Par référence à la figure 5, l'unité 28 de traitement des signaux délivrés par les capteurs comporte un module 38 de pondération psychoacoustique ; ce module réalise une pondération des signaux ou données de bruit entrant dans l'unité 28, et/ou une pondération des signaux ou données de commande des haut-parleurs ; cette pondération permet d'optimiser un ou plusieurs paramètres de confort acoustique, en particulier la sonie ou le niveau en dBA, dBG, ou dBSIL4.
  • Cette pondération peut être réalisée par un procédé ou programme exécuté par un processeur de l'unité 28 et comportant la séquence suivante (cf. figure 7) :
    • l'acquisition ACQ des signaux de bruit délivrés par les capteurs 22 à 24 ;
    • l'adaptation ALG des coefficients du filtre délivrant les signaux de commande des haut-parleurs, en fonction des signaux de bruits mesurés, en utilisant un algorithme de calcul LMS (ou RLMS) ;
    • la génération COM des signaux de commande des haut-parleurs permettant de générer des ondes acoustiques en opposition de phase avec celles correspondant au bruit mesuré ;
    tant que la génération des signaux de commande ne converge pas vers une solution stable, on reprend (branche 60) l'exécution de la séquence d'opérations ACQ/ALG/COM et, lorsque la stabilité est obtenue, la séquence se poursuit par :
    • l'enregistrement GEL des coefficients des filtres ;
    • le calcul SON de paramètres psychoacoustiques (sonie et acuité par exemple) en fonction des signaux de bruits mesurés ;
    • le calcul et la mémorisation IND d'un indice ou niveau de confort acoustique ;
    si l'indice de confort ainsi obtenu est supérieur ou égal à l'indice précédemment obtenu par la même séquence d'opérations, on reprend (branche 61) l'exécution de la séquence d'opérations (ACQ à IND), sinon, on remplace MOD les coefficients du filtre dernièrement enregistrés par ceux enregistrés précédemment, et on reprend (branche 62) l'exécution de la séquence complète d'opérations ACQ à MOD.
  • L'efficacité d'un dispositif selon l'invention résulte notamment de l'utilisation de haut-parleurs et adaptateurs acoustiques adaptés aux bandes de fréquence dans lesquelles le niveau de bruit correspond à une énergie importante ; cette efficacité peut être renforcée par la commande séparée de haut-parleurs adaptés aux basses fréquences d'une part, et de haut-parleurs adaptés aux moyennes et hautes fréquences d'autre part.
  • Par ailleurs, la mise en oeuvre d'une pondération psychoacoustique permet d'éviter d'atténuer inutilement des composantes du bruit produisant une moindre sensation d'inconfort.
  • Ces caractéristiques contribuent à l'obtention d'un système moins lourd, mieux à même d'être embarqué à bord d'un aéronef.

Claims (16)

  1. Dispositif de traitement du bruit dans la cabine (20, 200, 201) d'un aéronef (21), qui comporte :
    - plusieurs microphones (22 à 24) respectivement fixés à des sièges (35) de la cabine;
    - plusieurs haut-parleurs (26, 27);
    - au moins une unité (28) de traitement arrangée pour recevoir des signaux de mesure de bruit délivrés par les microphones, et pour délivrer aux haut-parleurs des signaux de commande afin d'atténuer le bruit dans la cabine, l'unité de traitement comportant plusieurs modules de traitement respectivement associés à l'un des microphones et/ou à l'un des haut-parleurs;
    - au moins un résonateur acoustique (29 à 32) couplé acoustiquement à un haut-parleur et à la cabine,
    le résonateur acoustique comportant un évent (29 à 31) couplé à une cavité (32), le haut-parleur et son résonateur associé présentant une fréquence (33 ou 34) de niveau sonore (50, 500) maximum qui est inférieure à 1000 Hertz.
  2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel la fréquence de niveau sonore maximum est située dans une plage allant de 10 Hz environ jusqu'à 100 Hz environ.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la fréquence de niveau sonore maximum est située dans une plage allant de 20 Hz environ jusqu'à 300 Hz environ.
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'évent présente une forme sensiblement cylindrique ou évasée, convergente et/ou divergente.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel deux évents respectivement associés à deux cavités et à deux haut-parleurs forment deux résonateurs présentant deux fréquences respectives (33 ou 34) de niveau sonore maximum dont les valeurs diffèrent.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, qui comporte un organe (36, 37) de filtrage des signaux délivrés par le(s) microphone(s), et plusieurs modules de l'unité de traitement pour produire des signaux basse fréquence et des signaux moyenne et haute fréquence.
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'unité de traitement comporte un organe (38) de pondération psychoacoustique des signaux reçus des microphones ou délivrés aux haut-parleurs.
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 qui comporte en outre un vibrateur électromécanique (53) solidaire de la structure de l'hélicoptère et commandé par l'unité (28) pour atténuer le bruit dans la cabine..
  9. Procédé d'atténuation du bruit à bord d'un aéronef (21) comportant une cabine (20, 200, 201) équipée de plusieurs haut-parleurs (26, 27) et de plusieurs capteurs (22 à 24) de mesure du bruit, dans lequel :
    - on filtre les signaux de chaque capteur pour extraire des composantes basse fréquence du bruit et on élabore un signal de commande d'un haut-parleur au moins à partir des signaux filtrés, afin d'atténuer la sensation de bruit perçue par des occupants de la cabine,
    - on couple le haut-parleur à la cabine par l'intermédiaire d'un résonateur (29 à 32) acoustique améliorant l'efficacité du haut-parleur aux basses fréquences, le résonateur acoustique comportant un évent (29 à 31) couplé à une cavité (32), le haut-parleur et son résonateur associé présentant une fréquence (33 ou 34) de niveau sonore (50, 500) maximum qui est inférieure à 1000 Hertz.
  10. Procédé selon la revendication 9 d'atténuation du bruit en plusieurs zones de la cabine, chaque zone étant équipée d'un microphone et d'un haut-parleur, à l'aide d'un dispositif d'atténuation relié aux microphones et aux haut-parleurs et programme pour exciter les haut-parleurs afin d'atténuer le bruit mesure par les microphones, au moins un haut-parleur étant couplé acoustiquement à la cabine par l'intermédiaire d'un résonateur comportant une cavité et un évent, le procédé comportant les opérations suivantes :
    - filtrage des signaux de mesure délivrés par les microphones pour produire des signaux filtrés BF (basse fréquence) et des signaux filtrés MHF (moyenne et haute fréquence) ;
    - élaboration d'un signal de commande de haut-parieur(s) propre au haut-parleur équipant chaque zone de la cabine, les signaux de commande des haut-parleurs étant élaborés en fonction des signaux filtrés et d'une pondération psychoacoustique afin d'atténuer la sensation de bruit perçue par des occupants de la cabine.
  11. Programme de traitement de données de mesure de bruit à l'intérieur d'un aéronef, pour fournir des données de commande de haut-parleur(s) afin de réduire le bruit, qui est fixé sur un support lisible par un processeur embarqué à bord de l'aéronef, et qui est arrangé pour effectuer, lorsqu'il est exécuté par le processeur, des opérations d'un procédé selon l'une des revendications 9 ou 10.
  12. Programme selon la revendication 11, qui est arrangé pour effectuer, lorsqu'il est exécuté par le processeur, une pondération psychoacoustique des données de mesure du bruit ou des données de commande de haut-patleur(s),
  13. Programme selon la revendication 11 ou 12, qui traite parallèlement des données de mesure de bruit délivrées par plusieurs capteurs et/ou des données de commande de plusieurs haut-parleurs.
  14. Programme selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, qui comporte un module de filtrage fréquentiel des données de mesure de bruit.
  15. Programme selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, qui comporte un algorithme de minimisation de bruit de type LMS ou RLMS.
  16. Programme selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, qui utilise des signaux délivrés par un capteur tachymétrique (25) sensible à la fréquence de rotation d'un rotor.
EP07005657A 2006-03-24 2007-03-20 Procédé et dispositif de traitement du bruit à bord d'un aeronef Withdrawn EP1837862A1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0602555A FR2899011B1 (fr) 2006-03-24 2006-03-24 Procede et dispositif de traitement du bruit a bord d'un aeronef

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1837862A1 true EP1837862A1 (fr) 2007-09-26

Family

ID=37763928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07005657A Withdrawn EP1837862A1 (fr) 2006-03-24 2007-03-20 Procédé et dispositif de traitement du bruit à bord d'un aeronef

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20080019536A1 (fr)
EP (1) EP1837862A1 (fr)
FR (1) FR2899011B1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2119628A4 (fr) * 2007-12-14 2015-01-07 Panasonic Corp Dispositif et système de réduction du bruit
CN110775269A (zh) * 2018-07-26 2020-02-11 松下知识产权经营株式会社 无人飞行体、信息处理方法以及程序记录介质

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2918636B1 (fr) * 2007-07-10 2009-10-23 Eads Europ Aeronautic Defence Avion a confort acoustique ameliore
JP5327049B2 (ja) * 2007-12-14 2013-10-30 パナソニック株式会社 騒音低減装置
US20100054490A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Lucent Technologies Inc. Audio Noise Cancellation System
JP2013178471A (ja) * 2012-02-09 2013-09-09 Panasonic Corp 騒音低減装置
FR2997219B1 (fr) 2012-10-23 2014-12-05 Eurocopter France Procede et dispositif actif de traitement de bruit a bord d'un vehicule, et vehicule muni d'un tel dispositif
US10440480B2 (en) * 2016-04-06 2019-10-08 Harman International Industries, Incorporated Hybrid active noise control
EP3379529A1 (fr) * 2017-03-21 2018-09-26 RUAG Schweiz AG Système de commande active du bruit dans un aéronef et procédé pour réduire le bruit dans l'aéronef
JP6961528B2 (ja) * 2017-07-04 2021-11-05 鹿島建設株式会社 能動騒音制御装置及び能動騒音制御方法
CN114201819B (zh) * 2021-12-06 2024-01-12 南京航空航天大学 一种融合声阵列和在桨控制的直升机主动噪声抑制装置
GB2623542B (en) * 2022-10-19 2025-05-14 Sony Interactive Entertainment Inc Audio cancellation system and method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4226885A1 (de) * 1992-08-13 1994-02-17 Bayerische Motoren Werke Ag Schallabsorptionsverfahren für Kraftfahrzeuge
WO1996003945A1 (fr) * 1994-07-29 1996-02-15 Noise Cancellation Technologies, Inc. Systeme d'elimination des vibrations actives pour aeronef
WO1996017340A1 (fr) * 1994-11-30 1996-06-06 Lord Corporation Vibreurs a selection de frequences
US5778081A (en) * 1996-03-04 1998-07-07 United Technologies Corp Active noise control using phased-array active resonators
WO2003073415A1 (fr) * 2002-02-27 2003-09-04 Sikorsky Aircraft Corporation Dispositif efficace de calcul permettant d'effectuer un controle optimal au moyen de limitations de controle

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5526292A (en) * 1994-11-30 1996-06-11 Lord Corporation Broadband noise and vibration reduction
US6343127B1 (en) * 1995-09-25 2002-01-29 Lord Corporation Active noise control system for closed spaces such as aircraft cabin

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4226885A1 (de) * 1992-08-13 1994-02-17 Bayerische Motoren Werke Ag Schallabsorptionsverfahren für Kraftfahrzeuge
WO1996003945A1 (fr) * 1994-07-29 1996-02-15 Noise Cancellation Technologies, Inc. Systeme d'elimination des vibrations actives pour aeronef
WO1996017340A1 (fr) * 1994-11-30 1996-06-06 Lord Corporation Vibreurs a selection de frequences
US5778081A (en) * 1996-03-04 1998-07-07 United Technologies Corp Active noise control using phased-array active resonators
WO2003073415A1 (fr) * 2002-02-27 2003-09-04 Sikorsky Aircraft Corporation Dispositif efficace de calcul permettant d'effectuer un controle optimal au moyen de limitations de controle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2119628A4 (fr) * 2007-12-14 2015-01-07 Panasonic Corp Dispositif et système de réduction du bruit
CN110775269A (zh) * 2018-07-26 2020-02-11 松下知识产权经营株式会社 无人飞行体、信息处理方法以及程序记录介质

Also Published As

Publication number Publication date
FR2899011A1 (fr) 2007-09-28
US20080019536A1 (en) 2008-01-24
FR2899011B1 (fr) 2008-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1837862A1 (fr) Procédé et dispositif de traitement du bruit à bord d'un aeronef
CA1265063A (fr) Procedes et dispositifs pour attenuer les bruits d'origine externe parvenant au tympan et ameliorer l'intelligibilite des communications electro- acoustiques
EP2725575B1 (fr) Procédé et dispositif actif de traitement de bruit à bord d'un véhicule, et véhicule muni d'un tel dispositif
EP2518724B1 (fr) Combiné audio micro/casque comprenant des moyens de débruitage d'un signal de parole proche, notamment pour un système de téléphonie "mains libres"
EP0852793B1 (fr) Procede et dispositif d'attenuation active hybride de vibrations, notamment de vibrations mecaniques, sonores ou analogues
US11862139B2 (en) Method and system for creating a plurality of sound zones within an acoustic cavity
US9099075B2 (en) Standing wave attenuation device
US8335318B2 (en) Active noise reduction adaptive filtering
EP0829079B1 (fr) Procede et dispositif personnels d'attenuation acoustique active a reponse impulsionelle invariante
JP4140607B2 (ja) エンジン音加工装置
CN109243422B (zh) 用于免提麦克风的安静区
FR2636189A1 (fr) Systeme d'attenuation electronique de bruit
EP3828880A1 (fr) Appui-tête à annulation de bruit pour siège de véhicule
CN108140377A (zh) 道路和发动机噪声控制
CN101877808A (zh) 无噪声区控制系统
FR2656719A1 (fr) Systeme de controle actif du bruit pour un vehicule automobile.
JPH0519160B2 (fr)
CN101473371A (zh) 主动降噪引擎速度的确定
CN104737475A (zh) 针对具有多个声学区域的车载通信系统的风噪声检测
JPH0728474A (ja) 騒音キャンセル方式
CN118522268A (zh) 降噪控制系统、方法、车辆以及设备
FR3078931A1 (fr) Dispositif et procede pour l'amenagement d'au moins une zone acoustique privee dans l'habitacle d'un vehicule
JP2008205804A (ja) 音響システム
JPH06266374A (ja) 騒音キャンセル方式
JPH04308899A (ja) 車室内音の適応型能動消音方式

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR MK YU

17P Request for examination filed

Effective date: 20080207

AKX Designation fees paid

Designated state(s): GB IT

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8566

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: AIRBUS HELICOPTERS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20151001