Comment l'avion supersonique de la NASA élimine les bangs assourdissants

La conception du nez extrêmement long et le repositionnement des moteurs des États-Unis permettent à l'avion supersonique X-59 de fonctionner plus silencieusement, ne produisant que 75 décibels de bang sonique au lieu de 105 décibels comme le Concorde.

Simulation du vol du X-59 au-dessus de la terre. Photo : NASA — Simulation du vol du X-59 au-dessus de la terre. Photo : *NASA*

Le bang supersonique explique en partie pourquoi aucun avion de ligne supersonique n'est en service aujourd'hui et a notamment limité le succès du Concorde, dont le dernier vol remonte à 2003. L'avion supersonique était limité à des vitesses subsoniques lorsqu'il survolait des terres ou des zones côtières. Selon CNN , la réglementation internationale limite toujours les avions commerciaux à des vitesses subsoniques au-dessus des terres afin d'éviter l'impact des bangs supersoniques sur les zones résidentielles.

Aujourd'hui, la NASA tente de changer cela en transformant le fracas en un bruit sourd, ouvrant ainsi la voie à une nouvelle génération d'avions supersoniques plus silencieux. L'agence mène un programme appelé Quest. Fruit de décennies de recherche, un nouvel avion hypersonique, le X-59, a fait ses débuts le 12 janvier.

Le X-59 est le dernier-né d'une gamme d'avions expérimentaux comprenant le X-1 (premier avion habité à dépasser la vitesse du son en 1947) et le X-15 (qui a établi le record du vol habité le plus rapide en 1967 à Mach 6,7, soit 8 330 km/h). Ce nouvel appareil a été conçu et construit par l'usine Skunk Works de Lockheed Martin à Palmdale, en Californie, dans le cadre d'un contrat de 247,5 millions de dollars avec la NASA. Après avoir quitté le hangar, le X-59 subira des tests de systèmes intégrés, de fonctionnement des moteurs et des essais sur piste en vue de son premier vol. Son premier vol est prévu plus tard cette année.

« Le X-59 sera beaucoup plus silencieux que le Concorde ou tout autre avion supersonique existant aujourd'hui », a déclaré Craig Nickol, conseiller au siège de la NASA. « L'avion est extrêmement long et fin. Il mesure près de 30 mètres de long, mais son envergure n'est que d'environ 8,5 mètres. Le nez est un élément marquant de cet avion, représentant environ un tiers de sa longueur. »

La forme particulière de l'avion joue un rôle essentiel pour le rendre beaucoup plus silencieux à vitesse supersonique. Lorsqu'un avion vole à vitesse subsonique, les ondes sonores qu'il produit peuvent se propager dans toutes les directions. Cependant, à vitesse supersonique, l'avion lui-même émet du son, et ces ondes sont comprimées et combinées en ondes de choc qui naissent au niveau du nez et se terminent à la queue. Lorsque ces ondes de choc hautement comprimées atteignent l'oreille humaine, elles créent un bang supersonique. Ce phénomène ne se produit pas lorsque l'avion franchit le mur du son. Il s'agit plutôt d'un effet continu, audible par toute personne se trouvant dans le cône sous l'avion, tant que l'appareil dépasse la vitesse du son.

La forme du X-59 est conçue pour empêcher la combinaison des ondes sonores. Celles-ci se dispersent, grâce à des surfaces aérodynamiques situées à des endroits stratégiques. Le moteur unique est également placé sur le dessus de l'avion plutôt qu'en dessous, afin de maintenir une section transversale lisse et d'empêcher les ondes de choc d'atteindre le sol. Ainsi, selon la NASA, le X-59 ne produit que 75 décibels de bruit à vitesse supersonique, contre 105 décibels pour le Concorde.

« Cela peut ressembler à un coup de tonnerre lointain à l'horizon ou à quelqu'un qui claque une portière de voiture au coin d'une rue », explique Nickol. « Les gens pourraient même ne pas entendre une explosion. S'ils l'entendaient, ils ne seraient probablement pas surpris, car le son est si faible et diffus qu'il n'est absolument pas fort. »

Le X-59 devrait voler à Mach 1,4, soit 1 450 km/h. Auparavant, l'équipe Quesst effectuera une série de vols d'essai sur le site de Skunk Works avant de transférer l'appareil au Centre de recherche en vol Armstrong de la NASA à Edwards, en Californie, où il sera opérationnel. Le cœur du programme débutera fin 2024, avec une série de vols d'essai au-dessus de plus d'une douzaine de zones résidentielles aux États-Unis, sélectionnées pour leurs conditions géographiques et atmosphériques variées.

Après le survol de zones sélectionnées par le X-59, la NASA mènera une enquête auprès des populations locales pour observer leur réaction au bruit. L'objectif est de confirmer que le bang sonique de 75 décibels est acceptable. Les données recueillies seront partagées avec la Federal Aviation Administration et les organismes de réglementation internationaux. La NASA estime que ce changement de réglementation ouvrira la voie à une nouvelle génération d'avions supersoniques capables d'emprunter des itinéraires jusqu'alors non autorisés, comme New York-Los Angeles, réduisant ainsi de moitié les temps de vol.

An Khang (selon CNN )

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