La Chine achève la soufflerie supersonique la plus puissante du monde

Située dans le district montagneux de Huairou, au nord de Pékin, la soufflerie JF-22 mesure 4 mètres (13 pieds) de diamètre et peut générer des vitesses de flux d'air allant jusqu'à 10 kilomètres (6,2 miles) par seconde, selon une évaluation finale réalisée le 30 mai.

La Chine réalise la trajectoire de descente hypersonique la plus rapide au monde (image 1) — Le JF-22, basé à Pékin, peut simuler des conditions de vol difficiles à une vitesse 30 fois supérieure à celle du son. Photo : SCMP

Cela en fait la soufflerie la plus grande et la plus rapide au monde , capable de simuler des conditions de vol hypersonique jusqu'à Mach 30, selon l'Institut chinois de mécanique, propriétaire de l'installation.

Le tunnel « soutiendra la recherche et le développement chinois d'avions hypersoniques et de systèmes de transport spatial », a déclaré l'institut dans un communiqué vendredi. À titre de comparaison, le tunnel Mach 10 du centre de recherche Langley de la NASA aux États-Unis, un important centre d'essais hypersoniques, possède une section d'essai de près de 0,8 mètre de diamètre. Cette section d'essai plus grande permet aux chercheurs d'introduire des modèles d'avions plus grands, voire des véhicules entiers, dans la soufflerie afin d'obtenir des données de vol plus précises.

Le JF-22 fait partie intégrante des objectifs du gouvernement chinois à atteindre d'ici 2035. D'ici là, Pékin espère déployer une flotte d'avions hypersoniques capables de transporter des milliers de passagers dans l'espace chaque année, ou n'importe où sur la planète en une heure. Mais ces appareils doivent être capables de résister aux températures et pressions extrêmes du vol hypersonique, tout en maintenant une trajectoire de vol stable et un environnement sûr et confortable pour les passagers.

À une vitesse cinq fois supérieure à celle du son, les molécules d'air autour de l'avion commencent à se comprimer et à chauffer, provoquant un phénomène appelé dissociation moléculaire. Les molécules d'air se décomposent en leurs atomes constitutifs, qui peuvent alors réagir entre eux pour former de nouveaux composés chimiques.

Selon l'institut, comprendre la physique complexe des flux impliqués dans la séparation moléculaire est essentiel au développement d'avions hypersoniques. En étudiant ces phénomènes en laboratoire, grâce à des installations telles que des souffleries, les chercheurs peuvent comprendre comment les véhicules hypersoniques interagissent avec leur environnement et développer de nouvelles technologies pour améliorer leurs performances et leur sécurité.

Les essais en soufflerie permettent également d'identifier d'éventuels problèmes ou défauts de conception avant la construction et le vol d'un véhicule, réduisant ainsi le risque de panne ou d'accident. Selon certaines estimations, simuler des conditions de vol à Mach 30 dans une grande soufflerie nécessiterait la même quantité d'énergie que celle du barrage des Trois Gorges, ce qui est tout simplement impossible.

Le professeur Jiang Zonglin, scientifique principal du projet JF-22, a proposé une solution innovante. Pour générer le flux d'air à grande vitesse nécessaire aux essais hypersoniques, Jiang a proposé un nouveau type de générateur d'ondes de choc appelé « générateur d'ondes de choc à réflexion directe ». Dans les souffleries hypersoniques traditionnelles, le flux d'air est généré par un processus appelé « expansion », au cours duquel un gaz à haute pression est rapidement libéré dans une chambre à basse pression, créant ainsi un flux hypersonique.

Cependant, cette méthode présente des limites lorsqu'il s'agit de générer les vitesses et températures extrêmement élevées requises pour les contrôles par ultrasons. Le pilote d'ondes de choc réfléchissantes de Jiang surmonte ces limites en utilisant une série d'explosions minutées avec précision pour créer une série d'ondes de choc qui se réfléchissent les unes sur les autres et convergent en un point unique.

L'explosion d'énergie intense qui en résulte est utilisée pour manipuler le flux d'air dans une soufflerie à des vitesses extrêmement élevées. Selon l'institut, cette innovation ouvre la voie à de nouvelles avancées en apportant plus de précision et d'efficacité à la recherche sur le vol hypersonique.

En combinant ces données, les chercheurs peuvent mieux comprendre le comportement de différents matériaux et conceptions dans diverses conditions de vol et exploiter ces informations pour améliorer les performances et la fiabilité des armes ou des avions hypersoniques. Ces installations pourraient donner à la Chine des années d'avance sur ses concurrents, a déclaré l'équipe de Jiang.

Mai Anh (selon SCMP)

Source