Chine : Après cinq ans de travaux, la plus grande soufflerie du monde , et celle dont la croissance est la plus rapide, est désormais opérationnelle dans la banlieue de Pékin.
La soufflerie JF-22 peut simuler des vitesses supersoniques de Mach 30. Photo : SCMP
Située dans le district de Huairou, au nord de Pékin, la soufflerie JF-22 a un diamètre de 4 mètres et peut générer un flux d'air à des vitesses allant jusqu'à 10 km/s, selon les évaluations finales réalisées le 30 mai. Cela fait de cette structure la soufflerie la plus grande et la plus rapide au monde, capable de simuler des conditions de vol supersoniques jusqu'à Mach 30 (37 044 km/h), selon l'Institut de génie mécanique, l'organisme qui gère le JF-22.
Ce tunnel « soutiendra la recherche et le développement des systèmes de transport spatial et des aéronefs hypersoniques chinois », selon un communiqué de l'institut daté du 2 juin. À titre de comparaison, le tunnel Mach 10 (12 348 km/h) du Centre de recherche Langley de la NASA aux États-Unis, un centre d'essais hypersoniques de premier plan, possède une chambre d'essai d'un diamètre de près de 0,8 mètre. Une chambre d'essai plus grande permet aux chercheurs d'y introduire des maquettes d'aéronefs plus imposantes, voire des systèmes d'armes complets, afin de recueillir des données de vol plus précises. La plupart des missiles balistiques intercontinentaux ont un diamètre inférieur à 4 mètres.
Le JF-22 s'inscrit dans un objectif fixé par le gouvernement chinois et ses efforts pour l'atteindre d'ici 2035 : déployer une flotte d'avions hypersoniques capables de transporter chaque année des milliers de passagers dans l'espace, ou vers n'importe quel point du globe en une heure. Cependant, ces appareils doivent résister aux températures et pressions extrêmes du vol hypersonique, maintenir une trajectoire stable et offrir un environnement sûr et confortable aux passagers.
À cinq fois la vitesse du son, les molécules de gaz entourant l'aéronef commencent à se comprimer et à s'échauffer, ce qui entraîne leur dissociation. Ces molécules de gaz se décomposent en atomes constitutifs, qui peuvent ensuite réagir entre eux pour former de nouvelles substances chimiques. La compréhension de la physique complexe des flux de gaz associés à la dissociation moléculaire est cruciale pour le développement des aéronefs supersoniques.
En étudiant les phénomènes dans des environnements expérimentaux tels que les souffleries, les scientifiques peuvent explorer l'interaction des véhicules supersoniques avec leur environnement et développer de nouvelles technologies pour améliorer leurs performances et leur sécurité. Les essais en soufflerie permettent d'identifier les problèmes potentiels ou les défauts de conception avant la construction et les vols d'essai du véhicule, réduisant ainsi les risques de défaillance ou d'accident.
D'après certaines estimations, simuler des conditions de vol à Mach 30 dans une grande soufflerie nécessiterait une quantité d'électricité équivalente à la puissance produite par le barrage des Trois Gorges, ce qui est pratiquement impossible. C'est pourquoi le professeur Jiang Zonglin, responsable scientifique du projet JF-22, a imaginé une solution novatrice.
Pour générer le flux d'air à grande vitesse nécessaire aux essais supersoniques, Jiang a proposé un nouveau type de générateur d'ondes de choc appelé « moteur à onde de choc à réflexion directe ». Dans les souffleries classiques, le flux d'air est généré par détente : un gaz à haute pression est rapidement injecté dans une chambre à basse pression, créant ainsi un flux supersonique. Cependant, cette méthode présente certaines limitations lorsque des vitesses et des températures extrêmement élevées sont requises pour les essais supersoniques.
Le moteur à ondes de choc réfléchies de Jiang surmonte les limitations en utilisant une série d'explosions précisément synchronisées pour générer une série d'ondes de choc qui se réfléchissent les unes sur les autres et convergent en un point unique. L'énergie extrêmement puissante ainsi libérée est ensuite utilisée pour propulser le flux d'air dans la soufflerie à des vitesses ultra-élevées.
Cette initiative a ouvert la voie à de nombreuses avancées en rendant la recherche sur les vols hypersoniques plus précise et efficace. L'utilisation d'explosifs pour produire de l'énergie dans les souffleries présente plusieurs inconvénients, tels que des risques pour les personnes et les équipements, des nuisances sonores et une pollution atmosphérique. Cependant, comme l'énergie est produite par des explosions et non par des machines fixes, l'intensité et la durée de ces explosions peuvent être ajustées afin de créer différents profils d'écoulement d'air pour tester divers types de véhicules ou de matériaux.
L'Association nationale des sciences naturelles de Chine a dépêché 16 experts indépendants pour évaluer le JF-22 dans plusieurs domaines clés, notamment la durée effective des essais, la température totale, la pression totale et le débit de la tuyère. Ils ont conclu que le JF-22 atteignait des performances de pointe. Avec le tunnel JF-12, le JF-22 est devenu le seul banc d'essai au sol répondant à tous les critères des essais de véhicules quasi-spatiaux.
An Khang (selon le SCMP )
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