Les souffleries les plus puissantes du monde.

Les souffleries sont devenues une pierre angulaire de l'industrie aérospatiale, permettant de tester l'aérodynamique d'innombrables avions et missiles.

Une soufflerie est une machine qui simule l'écoulement de l'air autour d'objets. Le système comprend toujours un long tube étroit où l'air est généré par divers moyens, comme des ventilateurs puissants. Le modèle ou l'objet à étudier est placé à l'intérieur du tube. L'écoulement de l'air est contrôlé afin d'étudier son effet sur l'objet dans différentes conditions, notamment en fonction de la vitesse du vent. Développées à la fin du XIXe siècle, les souffleries sont aujourd'hui largement utilisées dans de nombreux secteurs industriels. Par exemple, dans l'industrie automobile, elles permettent de tester l'aérodynamisme des voitures, des voitures de course, des camions et autres véhicules.

En génie civil, les souffleries permettent de tester l'intégrité structurelle des bâtiments et des infrastructures. Elles contribuent également à optimiser la conception des aéronefs et des missiles pour des vols plus sûrs et plus efficaces. Voici quelques-unes des souffleries les plus puissantes au monde , selon Interesting Engineering .

1. JF-22

La soufflerie JF-22 permet de simuler l'environnement lors de la rentrée atmosphérique d'un engin spatial. Photo : CCTV

La soufflerie JF-22 est la plus puissante au monde pour les essais de vitesse supersonique. Construite à l'Institut de génie mécanique de l' Académie chinoise des sciences (IMCAS), au nord de Pékin, elle peut atteindre des vitesses allant jusqu'à Mach 30 (37 044 km/h ou 10,3 km/s).

La soufflerie JF-22 n'utilise pas de ventilateurs, car ceux-ci ne peuvent générer un flux d'air aussi rapide. Elle utilise plutôt des explosions contrôlées pour produire des ondes de choc qui se réfléchissent les unes sur les autres et convergent en un point unique à l'intérieur du tube de 4 mètres de diamètre et de 167 mètres de long. La JF-22 peut fournir une puissance de 15 gigawatts (GW), soit l'équivalent de 70 % de la puissance du barrage des Trois-Gorges, le plus grand barrage hydroélectrique du monde, situé à Yichang, en Chine.

2. JF-12

Le JF-12 est souvent considéré comme le prédécesseur du JF-22, étant une soufflerie à circuit ouvert. À l'instar de la soufflerie du JF-22, le JF-12 utilise des ondes de choc pour créer des conditions de vol allant de Mach 5 (6 174 km/h) à Mach 9 (11 174 km/h), à des altitudes comprises entre 25 000 et 50 000 mètres.

Construit par l'Institut de génie mécanique d'IMCAS entre 2008 et 2012, le JF-12 est essentiel au développement du planeur hypersonique chinois DF-ZF, selon un rapport de l'Institut chinois de recherche aérospatiale. Le JF-12 est toujours en service actif aux côtés du JF-22.

3. Soufflerie supersonique T-117 TsAGI

Soufflerie T-117 TsAGI. Photo de : TsAGI

La soufflerie T-117 TsAGI est une grande soufflerie supersonique construite dans les années 1970 à l'Institut central d'hydrodynamique de Moscou, en Russie. Son fonctionnement repose sur le principe de l'injection d'air par le bas : de l'air à haute pression est rapidement insufflé dans le reste de la soufflerie pour créer un flux d'air. Deux fours électriques indépendants et amovibles chauffent ce flux d'air en fonction de l'expérience.

Un four utilise deux arcs électriques pour délivrer une puissance maximale de 25 mégawatts, tandis que l'autre utilise un seul arc électrique pour une puissance maximale de 2,5 mégawatts. L'air contenu dans les fours est chauffé entre deux électrodes alignées sur le même axe, générant ainsi un arc électrique. Cet arc se met ensuite en rotation sous l'effet d'un champ magnétique, chauffant l'air qui circule entre les électrodes.

Ainsi, le T-117 TsAGI peut simuler les températures élevées rencontrées par les véhicules hypersoniques en vol, tout en générant simultanément des vitesses d'essai allant de Mach 5 (6 174 km/h) à Mach 10 (12 348 km/h). En 2018, le T-117 TsAGI a été utilisé pour tester le mode de vol hypersonique du vaisseau spatial Federation, un projet de l'agence spatiale russe Roscosmos visant à remplacer le vaisseau Soyouz pour diverses missions en orbite terrestre basse et lunaire.

4. Installation de tunnel à grande vitesse (HTF)

Le centre d'essais hypersoniques (HTF) est situé sur le site d'essais Neil Armstrong de la NASA, au sein du centre de recherche Glenn à Sandusky, dans l'Ohio. Initialement construit pour tester les tuyères de fusées chauffées par l'énergie nucléaire dans le cadre du programme de véhicules à propulsion nucléaire (NERVA), le centre est désormais spécialisé dans les essais de systèmes de propulsion hypersonique à grande échelle à des vitesses allant de Mach 5 (6 174 km/h) à Mach 7 (8 644 km/h), simulant des altitudes réelles (36 500 m).

La zone de test dans le fluide caloporteur (HTF) est réglable de 3,05 m à 4,27 m. Un four électrique à noyau de graphite y chauffe de l'azote gazeux, qui est ensuite mélangé à de l'oxygène et à de l'azote à température ambiante pour créer de l'air artificiel non pollué dans les proportions requises. La température de cet air artificiel est contrôlée afin de répondre aux exigences spécifiques du test. Le HTF peut fonctionner pendant 5 minutes consécutives, selon les conditions opératoires.

5. Plan de soufflerie unitaire (UPWT)

Maquette du système de lancement spatial UPWT (Ultrasonic Wind Tunnel) testée dans une soufflerie subsonique. Photo : NASA

La soufflerie UPWT (Unitary Plan) est l'une des plus grandes souffleries opérationnelles au monde. Située au centre de recherche Ames de la NASA à Moffett Field, en Californie, elle a servi, depuis son achèvement en 1955, à tester des avions conventionnels (commerciaux et militaires ) et des engins spatiaux (tels que la navette spatiale de la NASA, aujourd'hui hors service). Cette soufflerie a joué un rôle déterminant dans le développement de la gamme d'avions Boeing, ainsi que du chasseur F-111 et du bombardier B-1 Lancer.

L'UPWT comprend trois souffleries à circuit fermé : une soufflerie subsonique de 3,4 × 3,4 m (TWT), une soufflerie supersonique de 2,7 × 2,1 m et une autre soufflerie supersonique de 2,4 × 2,1 m. Cette dernière peut atteindre des vitesses allant jusqu'à Mach 3,5 (4 321 m). Toutes sont alimentées par quatre moteurs électromagnétiques à rotor bobiné de 65 000 ch fonctionnant sous une tension de 7 200 volts.

An Khang (Selon Interesting Engineering )

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