Le problème du “BANG” supersonique #
L’idée d’un avion aux ailes trouées est née du problème que cause le bang supersonique. Ce phénomène se produit lorsqu’un avion dépasse la vitesse du son (environ 1 235 km/h).
Cet énorme bruit d’un avion passant le mur du son est causé par l’accumulation d’ondes de pression sonores. Les ondes sonores générées par les moteurs de l’appareil restent à proximité de celui-ci et s’accumulent.
C’est la libération de ces ondes accumulées à proximité de l’avion qui provoque une onde de choc sonore.
Ce bruit assourdissant est audible à des dizaines de km (25 à 40 km selon l’altitude de l’avion). C’est un problème car :
- il cause des nuisances aux populations qui vivent près des bases aériennes,
- l’onde de choc peut créer des dégâts matériels notamment sur les surfaces fragiles (fenêtres, murs, etc.),
- il limite la discrétion de certains appareils furtifs.
Les chercheurs de l’université polytechnique du Nord-ouest, située à Xi’an en Chine, se sont donc penchés sur le sujet de l’élimination de ce bang supersonique.
Comment les trous sur les ailes éliminent-ils l’onde de choc ? #
Les ailes du prototype qui a été testé cette année possèdent des trous de petite taille. Mais, lorsque l’avion vole en dessous de la vitesse du son, les trous sont recouverts par une membrane flexible.
Au moment où l’appareil est sur le point de passer la vitesse du son (Mach 1), les membranes se rétractent pour que le trou puisse réduire l’impact des ondes sonores.
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Comment cela fonctionne-t-il ?
Pas de panique ! Le principe est simple à comprendre. En effet, les ondes sonores se propagent plus facilement sur les surfaces lisses et fluides. Lorsqu’on ajoute des trous sur une surface, ceux-ci perturbent donc la propagation des vibrations. Ils empêchent l’accumulation d’ondes sonores près de l’avion et perturbent la formation d’une onde de choc.
Vers une amélioration de l’aérodynamisme #
En cherchant une solution au bang supersonique, les chercheurs chinois ont découvert bien plus que ce qu’ils espéraient. Ils se sont rendus compte que les trous sur la surface de l’aile améliorent également l’efficacité aérodynamique de l’appareil d’environ 10 %.
Les essais futurs de cette aile à trous auront donc trois objectifs :
- confirmer l’élimination du bang supersonique,
- réduire la consommation de carburant des avions supersoniques,
- faciliter le pilotage en éliminant les turbulences engendrées par les ondes sonores.
Le futur de l’aviation supersonique se dessine #
Les ingénieurs chinois ne sont pas les seuls à travailler sur un avion supersonique sans bang. La Nasa est aussi sur le coup ! D’ici à 2025, celle-ci réalisera l’essai de son fameux X-59 : un avion sans bang supersonique.
Mais la Nasa semble avoir choisi une autre direction. Elle n’a pas opté pour des ailes trouées, mais pour « Un nez long et mince et un moteur placé sur le haut du fuselage qui sont conçus pour contrôler la puissance et la position des ondes de choc, afin de produire un son plus doux au sol« .
Ces avancées technologiques pourraient-elles remettre les avions supersoniques à vocation commerciale sur le devant de la scène ?
