L'avion de chasse YF-12 a joué un rôle majeur en aidant les ingénieurs de la NASA à surmonter les problèmes de calage moteur et de fortes vibrations lors des vols à des vitesses supersoniques.
Le chasseur YF-12 peut voler à trois fois la vitesse du son. Photo : Wikipédia
Le centre de recherche Lewis de la NASA à Cleveland a utilisé le chasseur YF-12 pour développer des technologies de vol supersonique, selon Interesting Engineering . Ce centre, pionnier dans la recherche sur la propulsion aéronautique depuis les années 1940, visait à perfectionner les technologies permettant des vols supersoniques plus longs et plus rapides.
En octobre 1947, le Bell X-1, avion à propulsion fusée, entra dans l'histoire en devenant le premier appareil à franchir le mur du son, ouvrant ainsi la voie au vol supersonique. De nombreux avions militaires atteignirent ensuite des vitesses supersoniques, mais aucun n'égala le Blackbird de Lockheed Martin. Ces avions furtifs et profilés, tels que l'A-12, l'intercepteur YF-12 et l'avion de reconnaissance SR-71, furent parmi les premiers à voler à des vitesses supersoniques prolongées. Ils pouvaient atteindre trois fois la vitesse du son à des altitudes supérieures à 24 384 mètres. Cependant, la modernisation des technologies pour les gros avions de transport demeure un défi, principalement en raison du besoin accru de données sur le fonctionnement des systèmes de propulsion en vol supersonique.
Afin de remédier à un problème non détecté lors de la conception et des essais de la série Blackbird, et de faire progresser une technologie clé appelée entrées d'air à compression mixte supersonique, l'armée a prêté deux YF-12 mis hors service au centre de recherche en vol Dryden (aujourd'hui Armstrong) de la NASA. Ce prêt s'inscrivait dans le cadre d'un projet de collaboration entre la NASA et l'US Air Force visant à comparer les données de vol des YF-12 avec celles obtenues dans les souffleries des centres de recherche Ames, Langley et Lewis de la NASA.
L'équipe de Lewis a étudié les entrées d'air supersoniques en soufflerie dès le début des années 1950 et a testé des tuyères supersoniques à l'aide d'intercepteurs Delta Dart. Dans le cadre de ce nouveau projet, Lewis était chargé de tester l'entrée d'air YF-12 grandeur nature dans une soufflerie supersonique de 3 x 3 mètres et d'analyser le moteur Pratt & Whitney J58 de 144 567 newtons de poussée au Laboratoire des systèmes de propulsion (PSL).
Le conduit d'admission combiné permet au moteur de fonctionner comme un turboréacteur à double flux à bas régime et comme un turboréacteur à flux direct à haut régime. Ce système est très efficace, mais sensible aux turbulences, provoquant souvent des ratés d'allumage. Un raté d'allumage est une modification soudaine du flux d'air, engendrant une forte résistance qui peut entraîner le calage du moteur ou de violentes vibrations de l'aéronef.
En novembre 1971, des chercheurs du centre Lewis ont examiné l'entrée d'air d'un SR-71 accidenté dans une soufflerie de 3 x 3 mètres. L'année suivante, ils ont recueilli des données aérodynamiques dans différentes conditions au sein de cette même soufflerie. Ils ont également testé un nouveau système de contrôle d'entrée d'air mis au point par les ingénieurs Bobby Sanders et Glenn Mitchell, qui utilisait plusieurs vannes mécaniques pour empêcher tout décrochage. C'était la première fois que ce système était testé sur un appareil grandeur nature. L'équipe de recherche a aussi étudié l'interaction entre la cellule, l'entrée d'air, les moteurs et le système de contrôle en conditions normales et turbulentes.
Durant l'été 1973, un moteur J-58 grandeur nature fut le premier prototype testé dans la deuxième chambre de pression PSL du laboratoire Lewis. Les chercheurs collectèrent des données dans des conditions normales et variables l'année suivante. Les essais PSL permirent également de mesurer les émissions du moteur afin d'évaluer celles à haute altitude, en vol supersonique.
Le programme YF-12 a également démontré que des maquettes à petite échelle pouvaient servir à concevoir des entrées d'air supersoniques grandeur nature. Les données de vol ont permis de mieux comprendre l'influence de la maquette et de la soufflerie sur ces données. Plus important encore, le programme Lewis a conduit au développement de systèmes de commande numérique qui ont amélioré la réponse de l'entrée d'air supersonique aux turbulences, éliminant ainsi quasiment les redémarrages moteur. Nombre de ses idées ont été appliquées à la conception du SR-71 au début des années 1980 et ont contribué aux efforts de la NASA pour créer un avion de ligne supersonique pendant plusieurs décennies.
Le programme YF-12 prit fin en 1979 lorsque la NASA réorienta ses priorités aérospatiales. À cette date, l'avion YF-12 avait effectué près de 300 vols de recherche et mené à bien une année d'essais au sol dans la soufflerie de la NASA.
An Khang (Selon Interesting Engineering )
Lien source
Comment (0)