Aujourd'hui, la plupart des avions GA en Europe sont équipés de silencieux afin de répondre aux exigences de bruit de plus en plus strictes. En voici un monté sur un Cessna 172 (image source):

Historiquement, les silencieux étaient considérés comme un inconvénient car ils réduisent les performances du moteur en augmentant la contre-pression. En bloquant partiellement le flux d'échappement, le silencieux augmente la pression du cylindre lors de la dernière course ascendante du cycle (la course d'échappement) de sorte qu'il fait face à plus de résistance contre le déplacement vers le haut. De plus, plus de gaz brûlés restent dans le cylindre, donc moins de mélange air-carburant frais peut être ingéré au cycle suivant. Tout au plus, dans les aéronefs à cockpit ouvert, un tube a été installé pour évacuer les gaz d'échappement du pilote. Ci-dessous, une image d'une Mercedes D.IIIa dans un Fokker D VII ( source):

Cependant, le vol de nuit rendrait les avions facilement détectables par leurs flammes d'échappement, donc pendant la Seconde Guerre mondiale, des tubes ont été ajoutés à la cheminée d'échappement afin d'éviter la détection optique. Ci-dessous, une image d'un Avro Lancaster avec des moteurs Bristol Hercules ( source):

Notre bien meilleure compréhension des moteurs à pistons permet désormais de concevoir des silencieux qui ne causent pas beaucoup de perte de puissance et dans le cas d'un silencieux à résonance réglé, vous obtenez même plus de puissance à la vitesse de conception car un une onde de pression arrivera du silencieux à l'orifice d'échappement juste au moment où les soupapes se ferment et augmentera la pression du cylindre. Cependant, étant donné les bas régimes de nos moteurs à pistons d'aviation à l'ancienne, ces silencieux doivent être grands et les conceptions de cellule tout aussi anciennes n'ont pas de place pour eux. Donc, dans l'aviation, les silencieux provoquent toujours une perte de puissance.

Même dans les avions américains conçus dans les années 40 et 50, les avions les plus courants ont des silencieux.

Mooney en a.

Et le très populaire Cessna 172

La réponse directe à la question que vous avez posée est qu'il y a généralement beaucoup plus de séparation entre un avion en service et presque tous ceux qui pourraient l'entendre, donc le bruit n'a tout simplement pas autant d'importance qu'avec quelque chose comme une voiture qui fonctionne fréquemment à moins d'un mètre, par exemple, d'autres voitures et piétons, et souvent à seulement quelques dizaines de mètres des maisons, des bureaux, des hôpitaux, etc.

D'un autre côté, je me sens obligé de signaler que contrairement à la croyance populaire, un système d'échappement peut réduire les niveaux de bruit sans causer de perte de puissance - en fait, un système correctement conçu peut en fait augmenter la puissance dans de nombreux cas, en particulier certains qui sont tout à fait applicables à la plupart

Par exemple, une simple chambre d'expansion réglée ressemble généralement à deux cônes avec leurs grandes extrémités soudées ensemble. Cela permet d'augmenter la puissance de sortie assez simplement.

Lorsque la valeur d'échappement du moteur s'ouvre, l'échappement commence à s'écouler hors de l'orifice d'échappement (poussé assez rapidement par le piston). Cela signifie que nous avons un flux d'échappement assez dense qui s'éloigne de l'orifice d'échappement à une vitesse assez élevée.

Lorsque l'orifice d'échappement se ferme, ces gaz d'échappement continuent de s'éloigner de l'orifice, laissant un vide partiel derrière

Dans un système d'échappement à "tuyau ouvert", l'air atmosphérique pénètre très rapidement dans le vide, donc au moment où l'orifice d'échappement s'ouvre à nouveau, les gaz d'échappement doivent "pousser" l'air hors de le moyen de s'écouler hors du port.

Avec un système d'échappement réglé, nous avons un tuyau (d'une sorte) près de l'orifice d'échappement pour empêcher l'air de l'atmosphère de remplir le vide à côté du port . La chambre d'expansion à double cône fait bien plus que cela: elle est conçue pour que les gaz d'échappement denses rebondissent sur l'extrémité la plus éloignée de la chambre et reviennent vers l'orifice. Il revient à l'extrémité de l'orifice de la chambre, et rebondit dessus pour qu'il s'éloigne maintenant de l'orifice d'échappement.

Ce que nous recherchons, c'est que le vide partiel derrière les gaz d'échappement denses se trouve juste à l'extérieur de l'orifice d'échappement du moteur juste lorsque la soupape d'échappement s'ouvre. Lorsque cela se produit, ce vide partiel aide en fait à "aspirer" le prochain "paquet" de gaz d'échappement hors de la chambre de combustion.

En ce qui concerne la réduction du bruit: le bruit de l'échappement est essentiellement dû au fait des "packs" de gaz d'échappement comprimés suivis de l'air raréfié immédiatement après. Avec la chambre accordée, nous laissons le prochain paquet d'échappement compressé «se remplir» dans ce vide partiel. En conséquence, le gaz sortant de l'échappement a une pression beaucoup plus constante.

Pourquoi cela est particulièrement applicable aux avions: principalement parce que dans un avion, la vitesse du moteur est beaucoup plus prévisible la plupart du temps temps. Contrairement à quelque chose comme une voiture, la plupart des avions sont essentiellement conçus autour d'une vitesse de croisière et passent la grande majorité de leur temps à fonctionner dans une plage assez étroite de régime moteur, il est donc assez facile de concevoir une chambre d'expansion pour cette vitesse, avec un minimum de considération. pour d'autres vitesses.

Les hélices tournent souvent à un régime suffisamment élevé pour que les pointes des pales dépassent la vitesse du son. Vous avez déjà remarqué qu'un avion à hélice est extrêmement bruyant au décollage, mais très silencieux à l'atterrissage? boum.

Notre oreille entend un «grondement de colère». Pas le moteur, pas tout le temps.C'est pourquoi un hélice à 5 pales est un peu plus silencieux qu'un hélice à deux pales, chacun fonctionnant avec la même poussée nette. . Une hélice à 5 pales fonctionne à un régime plus bas, moins de rampes sonores.

OK, le point est le suivant: si votre hélice est capable de faire un bruit qui dépasse largement le bruit du moteur, pourquoi faire taire le moteur? Oui, un avion à hélice en vol rectiligne et en palier n'est pas aussi silencieux qu'une voiture, mais la chose est littéralement à des kilomètres de l'oreille non protégée la plus proche, donc moins besoin de suppression du son du moteur. Ici à Seattle, où il semble que tout le monde a un hydravion, les réglementations sur le nombre de pales entrent en vigueur. Non, trop de bruit au décollage. OK mieux. Toujours bruyant à haut régime 5 ou 7? Yay! Jamais besoin de le faire tourner assez vite pour un fonctionnement supersonique.Certains hélices plus récents ont de nombreuses pales curieusement incurvées et fonctionnent très silencieusement.Hélice silencieuse = hélice efficace.

Les moteurs d'avion sont conçus pour fonctionner à proximité du WOT (grand régime des gaz) dans une plage étroite de régime pendant la majeure partie du vol.

Faire correspondre la longueur du tuyau au régime est appelé réglage d'échappement, ce qui améliore les performances et, à ma connaissance, réduit le bruit.

Cela signifie que le réglage de l'échappement de chaque cylindre doit être simple, essentiellement coupé à la bonne longueur et laissé ouvert serait le meilleur.

( Source) Exemple de réglage d'échappement.