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 l'écoulement de l'air à travers des objets. Le système se compose généralement d'un long tube étroit dans lequel l'air est introduit par divers moyens, comme un puissant ventilateur. Le modèle ou l'objet à tester est placé à l'intérieur du tube. Le flux d'air est contrôlé afin d'étudier son effet sur l'objet dans différentes conditions, telles que des variations de vitesse du vent. Développées à la fin du XIXe siècle, les souffleries sont aujourd'hui largement utilisées dans de nombreux secteurs. Par exemple, dans l'industrie automobile, elles testent l'aérodynamisme des voitures, des bolides de course, des camions et d'autres véhicules.

En génie civil, les souffleries testent la résistance structurelle des bâtiments et des projets d'infrastructure. Elles contribuent également à optimiser la conception des avions et des fusées pour des vols plus sûrs et plus efficaces. Voici les souffleries les plus puissantes au monde aujourd'hui, selon Interesting Engineering .

1. JF-22

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

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

Le JF-22 n'utilise pas de ventilateur, incapable de générer un flux d'air aussi rapide. La soufflerie utilise plutôt des explosions temporisées pour produire des ondes de choc qui se réfléchissent les unes sur les autres et convergent en un point unique à l'intérieur d'un tuyau 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, situé à Yichang, en Chine.

2. JF-12

Le JF-12 est souvent considéré comme le prédécesseur du JF-22, une soufflerie à circuit ouvert. À l'instar de la dernière soufflerie 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 allant de 25 000 m à 50 000 m.

Construit par l'Institut de génie mécanique de l'IMCAS entre 2008 et 2012, le JF-12 a joué un rôle crucial dans le développement du véhicule hypersonique planeur chinois DF-ZF, selon un rapport de l'Institut chinois de recherche aérospatiale. Le JF-12 est toujours en service aux côtés du JF-22.

3. Soufflerie supersonique T-117 TsAGI

Soufflerie TsAGI T-117. Photo de : 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, où du gaz à haute pression est rapidement libéré dans la zone restante de la soufflerie pour créer un flux gazeux. Deux fours électriques distincts, amovibles selon l'expérience, chauffent le flux gazeux.

Un four utilise deux arcs électriques pour une puissance maximale de 25 mégawatts, tandis que l'autre utilise un seul arc pour une puissance maximale de 2,5 mégawatts. L'air dans les fours est chauffé entre deux électrodes alignées sur le même axe, produisant ainsi les arcs. Ces arcs tournent ensuite sous l'effet d'un champ magnétique, réchauffant l'air passant entre les électrodes.

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

4. Tunnel hypersonique (HTF)

Le tunnel hypersonique (HTF) est situé au centre d'essais Neil Armstrong de la NASA, qui fait partie du centre de recherche Glenn à Sandusky, dans l'Ohio. Construit à l'origine pour tester les tuyères des fusées nucléaires thermiques du programme NERVA (Propulsion nucléaire pour applications véhiculaires), ce tunnel est désormais spécialisé dans les essais de systèmes de propulsion hypersonique atmosphérique 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 (110 000 pieds).

La zone d'essai du HTF est réglable de 3,05 m à 4,27 m. Un four à charge thermique à cœur en graphite chauffe l'azote gazeux, qui est ensuite mélangé à de l'oxygène et de l'azote à température ambiante pour produire un air artificiel réaliste et exempt de pollution. La température de l'air artificiel est régulée pour répondre aux exigences spécifiques de l'essai. Le HTF peut fonctionner pendant 5 minutes d'affilée, selon les conditions d'utilisation.

5. Soufflerie à plan unitaire (UPWT)

Maquette de la fusée Space Launch System testée dans la soufflerie subsonique UPWT. Photo : NASA

La soufflerie à plan unitaire (UPWT) est l'une des plus grandes souffleries en activité au monde. Elle est située au Centre de recherche Ames de la NASA à Moffet Field, en Californie. Depuis son achèvement en 1955, elle a permis de tester des avions conventionnels (commerciaux et militaires ) et des engins spatiaux (comme la navette spatiale de la NASA, aujourd'hui retirée du service). Elle a joué un rôle clé dans le développement de la flotte d'avions de Boeing, ainsi que du chasseur F-111 et du 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 dernière soufflerie 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 chevaux fonctionnant sous 7 200 volts.

An Khang (selon Interesting Engineering )

Lien source: https://vnexpress.net/nhung-duong-ham-gio-manh-nhat-the-gioi-4733176.html