Comment l'avion supersonique de la NASA élimine les explosions assourdissantes

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 sonique est l'une des raisons pour lesquelles aucun avion de ligne supersonique n'est en service aujourd'hui et l'un des facteurs qui ont 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 actuelle limite toujours la vitesse terrestre des avions commerciaux à une vitesse inférieure à celle du son afin d'éviter l'impact des bangs soniques sur les zones résidentielles.

Aujourd’hui, la NASA cherche à changer cette dynamique en transformant le bang en un bruit sourd et doux, ouvrant la voie à une nouvelle génération d’avions supersoniques plus silencieux. L'agence gère un programme appelé Quest. Le résultat de décennies de recherche est un nouveau modèle d'avion hypersonique appelé X-59, qui a été lancé le 12 janvier.

Le X-59 est le dernier d'une gamme d'avions expérimentaux qui comprend le X-1 (qui est devenu le 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 5 200 mph). Le nouvel avion 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 combinés de systèmes, de fonctionnement du moteur et de tests sur piste en préparation de son premier vol. Le véhicule devrait décoller pour la première fois 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 élancé. Il mesure près de 30,5 mètres de long, mais son envergure n'est que d'environ 8,8 mètres. Le nez est un élément marquant de cet avion, représentant un tiers de sa longueur.

La forme spéciale joue un rôle clé en rendant l'avion beaucoup plus fluide lorsqu'il voyage à des vitesses supersoniques. Lorsqu’un avion vole à des vitesses inférieures à la vitesse du son, les ondes sonores qu’il crée peuvent se propager dans toutes les directions. Cependant, à des vitesses supersoniques, l'avion lui-même émettra du son, les ondes sonores seront comprimées et combinées en ondes de choc, provenant du nez et se terminant à la queue. Lorsque cette onde de choc hautement comprimée atteint l’oreille humaine, elle crée un bang sonique. Cela n’arrive pas lorsque les avions franchissent le mur du son. Il s’agit plutôt d’un effet continu qui peut être entendu par toute personne se trouvant dans le cône situé sous l’avion, à condition que le véhicule dépasse la vitesse du son.

La forme du X-59 est conçue pour empêcher les ondes sonores de se combiner entre elles. Ils se disperseront, à l’aide de surfaces aérodynamiques à des endroits clés. Le moteur unique est également placé au-dessus plutôt qu'en dessous de l'avion, afin de conserver une section transversale lisse qui empêche les ondes de choc d'atteindre le sol. Grâce à cela, selon la NASA, le X-59 ne produit que 75 décibels de son lorsqu'il voyage à des vitesses supersoniques, contre 105 décibels pour le Concorde.

« Cela signifie que l'avion pourrait faire le bruit d'un coup de tonnerre lointain à l'horizon ou de quelqu'un qui claque une portière de voiture au coin de la rue », a décrit Nickol. « Les gens n'entendent peut-être même pas les explosions. S'ils les entendent, ils ne seront certainement pas surpris, car le son est si faible et diffus qu'il n'est absolument pas fort. »

Le X-59 devrait voler à 1,4 fois la vitesse du son, soit 1 489 km. Avant cela, l'équipe Quesst effectuera plusieurs vols d'essai dans les installations de Skunk Works avant de déplacer l'avion vers le centre de recherche de vol Armstrong de la NASA à Edwards, en Californie, la base opérationnelle du véhicule. Le cœur du programme débutera fin 2024, lorsqu’une série de vols d’essai sera effectuée dans plus d’une douzaine de quartiers à travers les États-Unis, sélectionnés pour une variété de conditions géographiques et atmosphériques.

Après que le X-59 aura survolé des zones sélectionnées, la NASA étudiera les communautés au sol pour voir comment elles réagissent au bruit. L’objectif est de valider l’hypothèse selon laquelle le bang sonique de 75 décibels est acceptable. Les données collectées seront fournies à la Federal Aviation Administration des États-Unis et aux législateurs internationaux. La NASA estime que ce changement de règle ouvrira la voie à une nouvelle génération d'avions supersoniques capables de voler sur des itinéraires auparavant non autorisés, comme celui de New York à Los Angeles, réduisant ainsi de moitié les temps de vol.

An Khang (selon CNN )

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