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Les jets supersoniques font un retour, mais en valent-ils la peine?

À la fin de la semaine dernière, la société américaine Boom Supersonic a volé plus rapidement que la vitesse du son avec son avion XB-1 Supersonic Demonrator. C'est maintenant le premier avion non militaire piloté pour briser la barrière sonore Depuis que le Concorde a été retiré du service en 2003.

C'est la première étape de l'objectif ambitieux de Boom d'avoir Les avions de ligne supersoniques transportent des passagers d'ici 2029.

Mais qu'est-ce que exactement les voyages supersoniques? Il y a de bonnes raisons pour lesquelles ce n'est pas plus courant, malgré le battage médiatique.

Les avions de démonstration supersoniques XB-1 de Boom Supersonic lors de son 11e vol d'essai où il est devenu le premier avion civil à voler de manière sursonique depuis le Concorde. Boom supersonique

Qu'est-ce que le vol supersonique?

Le nombre de Mach est défini comme la vitesse d'un avion divisé par la vitesse que les ondes sonores se déplacent dans l'air. «Briser la barrière sonore» signifie voler plus vite que la vitesse du son, avec des nombres Mach supérieurs à 1.

Le nombre de Mach est un rapport important: à mesure qu'un plan vole, il dérange l'air devant lui. Ces perturbations se déplacent à la vitesse du son. Dans le vol supersonique, ces perturbations se combinent pour former des ondes de choc autour du véhicule.

Quand les gens disent que vous pouvez voir un avion de chasse avant de l'entendre, ils font référence à un vol supersonique: Les avions de chasse peuvent voyager autour de Mach 2.

Le son du jet de chasse est piégé à l'intérieur de son onde de choc; Jusqu'à ce que l'onde de choc se déplace vers votre position sur le sol, vous n'entendrez pas l'avion.

Illustration de la façon dont les perturbations se propagent dans le flux subsonique, Mach 1 et supersonique. Chabacano / Wikimedia Commons, CC BY-SA

L'attrait des voyages supersoniques

Pour des raisons d'efficacité, la plupart des jets de passagers naviguent légèrement plus lents que la vitesse du son, à environ Mach 0.8 (il s'agit d'un vol subsonique).

Boom prévoit de construire Un avion de ligne a appelé l'ouverture qui peut voler à Mach 1.7. Voler supersoniquement peut diminuer considérablement les temps de vol. La société réclame un voyage De New York à Rome On Overture pourrait prendre seulement quatre heures et 40 minutes, au lieu de huit heures.

Boom n'est pas la seule entreprise à travailler sur cet objectif élevé. L'entreprise américaine Spike Aerospace développe également un jet d'affaires supersonique, avec le slogan «Livrer le monde dans la moitié du temps».

Il s'agit de la proposition de valeur des voyages supersoniques des passagers.

De manière limitée, il existait déjà au 20e siècle. Cependant, en raison du calendrier, de la malchance et des lois de la physique, cela n'a pas continué.

Rappelez-vous la concorde?

Les conceptions des avions de ligne supersoniques ont commencé au milieu du 20e siècle et dans les années 1970, nous avions un vol supersonique.

Il y avait le peu connu Tupolev russev-144 et Concordeun avion de ligne supersonique franco-britannique opéré par British Airways et Air France de 1976 à 2003.

Concorde avait une capacité de jusqu'à 128 passagers et a navigué chez Mach 2. Il a régulièrement voyagé de Londres à New York En environ trois heures. Les vols étaient chers, principalement des hommes d'affaires et les riches et les célèbres.

Un avion à nez long avec des ailes courtes vole dans un ciel bleu.
British Airways concorde en vol. Edudur Martyle, CC BY-SA

Pourquoi le vol de passagers supersonique n'a pas décollé

Concorde a été conçu dans les années 1960 alors qu'il semblait que le transport supersonique allait être la prochaine grande chose.

Au lieu de cela, le Boeing 747 Entré le service commercial en 1970. Des avions de ligne bon marché, grands et efficaces comme s'ils ont fait sauter la concorde hors de l'eau.

Conçu pour naviguer efficacement à des vitesses supersoniques, Concorde était extrêmement inefficace lors du décollage et de l'accélération. Concorde est cher, “gourmand de gaz«La nature était une plainte contre elle pendant la majeure partie de sa durée de vie.

Un catastrophique Crash du spectacle de l'Air de Paris 1973 Parmi les avions aérienne russe concurrents, Tupolev TU-144, a également déplacé la perception du public sur la sécurité des vols supersoniques à un moment où de nombreuses compagnies aériennes envisageaient ou non d'acheter des concordes.

Seulement 20 concordes ont été fabriquées hors planifié 100. Il est toujours contesté aujourd'hui si Concorde J'ai déjà gagné de l'argent pour les compagnies aériennes qui l'ont exploitée.

Illustration d'une onde de choc se propageant à partir d'un avion supersonique et frappant le sol pour produire un boom sonore. Cmglee / wikimedia communes, CC BY-SA

Le bruit est un vrai problème pour le vol supersonique

Rappelez-vous les avions de chasse? Lorsqu'un avion se déplace de manière sursotique, ses ondes de choc se propagent au sol, provoquant des perturbations fortes appelées Booms Sonic. Dans les cas extrêmes, ils peuvent briser les fenêtres et endommager les bâtiments.

Au début des années 1970, Sonic Boom Concerns a conduit le gouvernement américain à Interdire le vol de passagers supersonique sur des terres aux États-Unis. Cela a nui au marché potentiel de la concorde, donc ses deux seules routes régulières étaient principalement des vols transatlantiques au-dessus de l'eau.

Le Concorde était également un avion très bruyant à Décoller, car il avait besoin de beaucoup de poussée pour quitter le sol.

https://www.youtube.com/watch?v=3x9ho7n5wia
Des séquences vidéo du décollage final de Concorde de l'aéroport JFK de New York.

L'avenir des voyages supersoniques

Un avenir pour les voyages supersoniques repose sur la résolution de tout ou partie des problèmes auxquels Concorde a été confronté.

Projet Quesst de la NASA et Lockheed Martin vise à montrer que le boom Sonic peut être dissipé à des niveaux gérables. Ils prévoient de piloter leurs avions supersoniques X-59 au-dessus des villes américaines et d'évaluer les réponses des citoyens.

Quesst vise à utiliser la géométrie du X-59, avec un long nez allongé, pour dissiper les booms sonores à un «bruit sourd» faible, espérant que les avions de ligne supersoniques se déplacent sur des terres à l'avenir.

Aircraft de recherche supersonique silencieux de la NASA. NASA / Steve Freeman

Le concept de diplomate Spike Spike S-512 d'Aerospace vise également à être un Avion supersonique «calme» avec un boom sonore moins perturbateur.

Le boom peut-il dépasser la concorde?

Boom Supersonic ne prévoit pas de voler sursoniquement sur la terre. Leur plan est de survoler un terrain à Mach 0,94, qui, selon eux, permettra Voyages terrestres 20% plus rapides que les avions de ligne des passagers standard, même sous-fils.

Ils affirment également que la conception de leurs moteurs s'assurera que l'ouverture est Pas plus fort que les avions de ligne subsoniques modernes quand il décolle.

Rendu de la ligne de ligne supersonique Overture Boom Supersonic sur la piste. Boom supersonique

En termes de greffe de gaz, ils prévoient d'utiliser jusqu'à 100% de carburant d'aviation durable pour réduire les émissions et leur empreinte carbone.

Concorde était en aluminium à l'aide d'outils de conception disponibles dans les années 1960. Les méthodes de conception modernes et les matériaux aérospatiaux modernes tels que le titane et la fibre de carbone devraient également permettre à l'ouverture et à l'artisanat similaire de peser beaucoup moins que Concorde, améliorant l'efficacité.

Alors que Boom reçoit actuellement beaucoup d'intérêt, avec les commandes de nombreuses compagnies aériennesConcorde a eu un engagement similaire avant qu'il ne soit disponible. La plupart ne se sont pas produites.

De plus, Concorde était le produit d'une époque analogique lorsque l'idée de voler pour Londres ou New York pour la journée pour une importante réunion d'affaires semblait être une chose nécessaire. Dans un monde de réunions de travail et de vidéo à distance, y a-t-il encore besoin d'un avion de ligne supersonique dans les années 2020?

Pour l'instant, des avions de ligne supersoniques comme Overture sont susceptibles de rester dans le domaine des riches et des célèbres, comme Concorde. Mais avec les avancées technologiques modernes, il sera intéressant de voir si le voyage sur les passagers supersonique redevient une réalité – ou même va grand public. Seul le temps nous le dira.La conversation

(Auteur: Chris JamesUQ Amplify Senior Conférencier, Center for Hypersics, School of Mechanical and Mining Engineering, Université du Queensland)

Cet article est republié à partir de La conversation sous une licence créative Commons. Lire le article original.

(À l'exception du titre, cette histoire n'a pas été éditée par le personnel de NDTV et est publiée à partir d'un flux syndiqué.)


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