Les souffleries les plus puissantes du monde

Les souffleries sont devenues un pilier de l’industrie aérospatiale, aidant à tester l’aérodynamisme d’innombrables avions et fusées.

Une soufflerie est une machine qui simule le flux d’air à travers des objets. Le système est toujours constitué d'un long tuyau étroit dans lequel l'air est introduit par diverses méthodes telles qu'un ventilateur puissant. Le modèle ou l’objet à tester est placé à l’intérieur du tuyau. Le flux d’air sera contrôlé pour étudier son effet sur l’objet dans différentes conditions telles que les changements de vitesse du vent. Développées pour la première fois à la fin du XIXe siècle, les souffleries sont aujourd’hui largement utilisées dans de nombreuses industries. Par exemple, les souffleries utilisées dans l’industrie automobile testent l’aérodynamisme des voitures, des voitures de course, des camions et d’autres véhicules.

En génie civil, les souffleries testent la solidité structurelle des bâtiments et des projets d’infrastructure. Ils contribuent également à optimiser la conception des avions et des fusées pour un vol plus sûr et plus efficace. Vous trouverez ci-dessous les souffleries les plus puissantes au monde aujourd'hui, selon Interesting Engineering .

1. JF-22

La soufflerie JF-22 peut simuler l’environnement lorsque le vaisseau spatial rentre dans l’atmosphère. Photo : CCTV — La soufflerie JF-22 peut simuler l’environnement lorsque le vaisseau spatial rentre dans l’atmosphère. Photo : *CCTV*

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

Le JF-22 n'utilise pas de ventilateur car un ventilateur ne peut pas générer un flux d'air à une vitesse aussi élevée. Au lieu de cela, la soufflerie utilise des explosions chronométrées pour produire des ondes de choc qui se réfléchissent les unes sur les autres et convergent vers un point à l'intérieur d'un tube de 4 mètres de diamètre et de 167 mètres de long. Le JF-22 peut fournir 15 gigawatts (GW) d'électricité, soit 70 % de la capacité du barrage des Trois Gorges, le plus grand barrage hydroélectrique du monde à Yichang, en Chine.

2. JF-12

Le JF-12 est souvent considéré comme le prédécesseur du JF-22, qui est une soufflerie à circuit ouvert. Comme la dernière soufflerie JF-22, le JF-12 utilise des ondes de choc pour créer des conditions de vol de Mach 5 (6 174 km/h) à Mach 9 (11 174 km/h), à des altitudes de 25 000 m à 50 000 m.

Construit par l'Institut de génie mécanique de l'IMCAS en 2008-2012, le JF-12 a joué un rôle crucial dans le développement du véhicule de glisse hypersonique (HGV) DF-ZF de la Chine, selon un rapport de l'Institut de recherche aérospatiale de Chine. Le JF-12 fonctionne toujours en parallèle avec le JF-22.

3. Soufflerie supersonique T-117 TsAGI

Soufflerie T-117 TsAGI. Photo : TsAGI — Soufflerie T-117 TsAGI. Photo : *TsAGI*

Le T-117 TsAGI est une grande soufflerie supersonique construite à l'Institut central d'hydro-aérodynamique de Moscou, en Russie, dans les années 1970. Le système fonctionne selon le principe de la purge, dans lequel du gaz à haute pression est rapidement libéré dans la zone restante de la soufflerie pour créer un flux. Deux fours électriques distincts, pouvant être détachés selon l'expérience, chaufferont le flux gazeux.

Un four utilise deux arcs électriques pour fournir une puissance maximale de 25 mégawatts, tandis que l'autre four utilise un arc électrique pour une puissance maximale de 2,5 mégawatts. L'air du four est chauffé entre deux électrodes placées en ligne droite le long du même axe, produisant un arc électrique. L'arc électrique tourne alors sous l'effet du champ magnétique, réchauffant l'air passant entre les électrodes.

De cette façon, le T-117 TsAGI peut simuler les températures élevées auxquelles les véhicules hypersoniques sont confrontés pendant le vol, tout en générant des vitesses d'essai 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 régime de vol hypersonique du vaisseau spatial Federation, un projet de l'agence spatiale russe Roscosmos visant à remplacer le vaisseau spatial Soyouz lors de diverses missions en orbite terrestre basse et lunaire.

4. Tunnel hypersonique (HTF)

L'installation de tunnel hypersonique (HTF) est située dans l'installation de test Neil Armstrong de la NASA, au sein du Glenn Research Center à Sandusky, Ohio. Construite à l'origine pour tester les tuyères de fusées thermonucléaires nucléaires dans le cadre du programme Nuclear Propulsion for Rocket Vehicle Applications (NERVA), l'installation est désormais spécialisée dans les tests de systèmes de propulsion hypersonique à aspiration à grande échelle à des vitesses allant de Mach 5 (6 174 km/h) à Mach 7 (8 644 km/h), simulant des altitudes réalistes (36 500 m).

La zone de test dans le HTF est réglable de 3,05 m à 4,27 m. Là, un four électrique à noyau de graphite chauffe de l'azote gazeux, qui est ensuite mélangé à de l'oxygène et de l'azote à température ambiante pour produire de l'air artificiel sans pollution dans des proportions réelles. La température de l’air artificiel est contrôlée en fonction des exigences spécifiques du test. Le HTF peut fonctionner toutes les 5 minutes, selon les conditions de fonctionnement.

5. Soufflerie à plan unitaire (UPWT)

Modèle de fusée d'essai en soufflerie subsonique du système UPWT. Photo : NASA — Modèle de fusée d'essai en soufflerie subsonique du système UPWT. Photo : *NASA*

La soufflerie à plan unitaire (UPWT) est l'une des plus grandes souffleries en activité au monde. L'installation est située au centre de recherche Ames de la NASA à Moffet Field, en Californie. Depuis son achèvement en 1955, la soufflerie à plan unitaire (UPWT) a permis de tester à la fois des avions conventionnels (commerciaux et militaires ) et des engins spatiaux (comme la navette spatiale à la retraite de la NASA). Le tunnel a joué un rôle clé dans le développement de la flotte d'avions de Boeing, notamment l'avion de chasse F-111 et le bombardier B-1 Lancer.

L'UPWT se compose de trois souffleries en circuit fermé : une soufflerie subsonique (TWT) de 3,4 x 3,4 m, une soufflerie supersonique de 2,7 x 2,1 m et une soufflerie supersonique de 2,4 x 2,1 m. La soufflerie finale peut atteindre des vitesses allant jusqu'à Mach 3,5 (4 321 m). Tous sont alimentés par quatre moteurs électromagnétiques à rotor bobiné de 65 000 chevaux fonctionnant à 7 200 volts.

An Khang (selon Interesting Engineering )

Lien source