La NASA testera bientôt les progrès réalisés sur un outil clé pour mesurer les « bruits soniques » uniques que produira son avion de recherche supersonique silencieux X-59 en vol.
Une sonde de détection des chocs est une sonde de données aériennes en forme de cône développée avec des caractéristiques spécifiques pour capturer les ondes de choc uniques que le X-59 produira. Les chercheurs du Armstrong Flight Research Center de la NASA à Edwards, en Californie, ont mis au point deux versions de la sonde pour recueillir des données précises sur la pression pendant un vol supersonique. L’une des sondes est optimisée pour les mesures en champ proche, capturant les ondes de choc qui se produisent très près de l’endroit où le X-59 les produira. La seconde sonde mesurera le champ moyen, recueillant des données à des altitudes comprises entre 5 000 et 20 000 pieds au-dessous de l’avion.
Fonctionnement et objectifs des sondes
Lorsqu’un avion effectue un vol supersonique, il génère des ondes de choc qui se propagent dans l’air ambiant et produisent de puissants bangs soniques. Le X-59 est conçu pour dévier ces ondes de choc, réduisant ainsi les puissants bangs soniques à des bruits sourds. Lors des vols d’essai, un avion F-15B équipé d’une sonde de détection des chocs fixée à son nez volera avec le X-59. La sonde d’environ 1,80 m recueillera en continu des milliers d’échantillons de pression par seconde, enregistrant les variations de pression de l’air pendant que l’avion traverse les ondes de choc.
« Une sonde de détection des chocs agit comme une source de vérité, comparant les données prédites avec les mesures réelles », déclare Mike Frederick, chercheur principal de la NASA pour la sonde.
Innovations techniques
« Les sondes sont dotées de cinq orifices de pression, un à l’extrémité et quatre autour du cône », explique M. Frederick. « Ces orifices mesurent les variations de pression statique lorsque l’avion traverse les ondes de choc, ce qui nous aide à comprendre les caractéristiques de choc d’un avion particulier. Les orifices combinent leurs mesures pour calculer la pression locale, la vitesse et la direction de l’écoulement de l’air. »
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Les chercheurs évalueront bientôt les améliorations apportées à la sonde de détection des chocs en champ proche par le biais de vols d’essai, au cours desquels la sonde, montée sur un F-15B, recueillera des données en poursuivant un deuxième F-15 pendant un vol supersonique. Les améliorations consistent notamment à placer les transducteurs de pression de la sonde – des dispositifs qui mesurent la pression de l’air sur le cône – à seulement 5 pouces de ses orifices.
« La sonde répondra aux exigences de résolution et de précision de la mission Quesst », a déclaré M. Frederick. « Ce projet montre comment la NASA peut utiliser des technologies existantes et les adapter pour relever de nouveaux défis. »
Légende illutration : Un gros plan de la sonde de détection des chocs de la NASA met en évidence ses ports de pression, conçus pour mesurer les variations de pression de l’air pendant un vol supersonique. La sonde sera montée sur le banc d’essai de recherche aéronautique F-15B de la NASA pour des vols d’étalonnage, afin de valider sa capacité à mesurer les ondes de choc générées par le X 59 dans le cadre de la mission Quesst de la NASA visant à fournir des données sur les vols supersoniques silencieux. Crédit : NASA/Lauren Hughes
