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Problème d'avion supersonique [HELP]



  1. #1
    NesheK

    Question Problème d'avion supersonique [HELP]


    ------

    Salut tout le monde !

    Je suis nouveau sur ce forum, j'espère que j'y trouverai réponse à ma question.

    Voilà, je me pose une question à laquelle je n'ai toujours pas de réponse : Pourquoi est-il impossible qu'un avion se déplace dans l'atmosphère avec une vitesse exactement égale à celle des ondes sonores ?

    Merci pour votre aide.

    @micalement,
    NesheK.

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    obi76

    Re : Problème d'avion supersonique [HELP]

    Contrairement à ce que tu crois, c'est possible... mais extrêmement dangereux.
    pour une raison simple, c'est que si l'avion voyage EXACTEMENT à la vitesse du son, toute l'énergie transmise de l'appareil vers l'air se concentrera en un seul endroit : le nez de l'appareil.
    Tu va rapidement atteindre des concentrations énergétiques astronomiques qui détruiront l'appareil.
    Si tu es au dessus, l'énergie fournie à l'air sera dissipée vers l'arrière (enfin le long des parois d'un cône pour être exact).
    Si tu es en dessous ça partira devant.

    Cordialement

  4. #3
    NesheK

    Cool Re : Problème d'avion supersonique [HELP]

    Salut obi76,

    Je te remercie pour ta réponse.

    Si je ne m'abuse, il s'agit de l'histoire su sillage de Kelvin.

    Dans ce cas, l'angle alpha su sillage est précisément égal à 180° puisque la vitesse de l'avion est exactement égale à la vitesse de propagation des ondes sonores. C'est bien ça ?

    Cependant, lorsqu'un avion franchit la vitesse du son, il y a bien un instant t auquel il est exactement à la même vitesse que les ondes sonores. Bien que cet instant soit très bref, que se passe-t-il précisément à ce moment ?

    Par ailleurs, il semblerait que le "bang" soit continu mais ne soit audible qu'au moment où l'observateur se trouve dans le cône du sillage. Le "bang" dure tant que l'avion va plus vite que le son. Qu'est-ce qui explique alors ce "bang" ?

    Merci par avance encore !

    @micalement.

  5. #4
    obi76

    Re : Problème d'avion supersonique [HELP]

    Ben la transition sub-super sonique doit se faire le plus rapidement possible, les énergies mises en jeux sont gigantesques.
    S'il met trop de temps c'est ce que je te dis, l'avion entrera en résonance et se désintégrera.

    Quant au bang ce n'est pas dur à voir, derrière une onde de choc, qu'elle soit à 180° ou moins, la vitesse de l'air est FORCEMENT subsonique, c'est cette transition (enfin par conservation du débit, la pression) qui fait un bang.
    A partir du moment ou tu déclenche une onde de choc, la transition de l'avant vers l'arrière sera similaire à une transition brutale de pression.
    Tu passe d'un domaine de deflagration (variation de la vitesse en restant en subsonique, ce qui revient à une variation lente de la pression, cf problème de Riemann).
    En supersonique, tu entr dans le domaine des detnations, IE un changement sur une distance de l'ordre de quelques microns (en théorie) de la pression.

    En espérant que ce soit suffisament clair

    Cordialement.

  6. #5
    obi76

    Re : Problème d'avion supersonique [HELP]

    Je rajoute quelque chose.
    Tu comprendra que si l'origine de l'onde est supersonique, tu peux dire (c'est similaire au principe de causalité, mais dans un fluide) que l'espace est coupé en deux, une partie dans l'influence du cone, et une autre partie dehors car l'information de propagation de pression devrai dépasser c pour influer à cet endroit.

    C'est la transition entre les 2 qui fait bang (et c'est pour ça que l'onde de choc fait un cone)..

    J'espère que cette vision est plus explicite

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Aroll

    Re : Problème d'avion supersonique [HELP]

    Bonjour,
    Par ailleurs, il semblerait que le "bang" soit continu mais ne soit audible qu'au moment où l'observateur se trouve dans le cône du sillage. Le "bang" dure tant que l'avion va plus vite que le son. Qu'est-ce qui explique alors ce "bang" ?
    Pour "visualiser" la chose, tu peux faire une comparaison entre l'onde de choc produite par un avion supersonique et la vague produite par la proue d'un bateau sur une rivière, et qui vient heurter la rive. Cette vague est produite en permanence, mais elle ne "mouille" les pieds des pêcheurs sur le bord de la rivière que l'un après l'autre au fur et à mesure de sa progression qui "accompagne" le bateau.
    L'onde de choc émise par un avion en vol supersonique n'est, en fait, qu'une mince zone de surpression temporaire (comme la vague est une zone étroite où le niveau d'eau est plus élevé) qui progresse; et chaque fois qu'elle "passe" sur quelqu'un, la variation brutale et de très courte durée de la pression est ressentie comme un bang dans ses oreilles, et comme un coup dans ses fenêtres.

    Quant au bang ce n'est pas dur à voir, derrière une onde de choc, qu'elle soit à 180° ou moins, la vitesse de l'air est FORCEMENT subsonique, c'est cette transition (enfin par conservation du débit, la pression) qui fait un bang.
    Non, derrière une onde de choc, la vitesse de l'air est forcément plus basse mais pas nécessairement subsonique. Sur la plupart des avions on peut considérer que la vitesse de l'air sera subsonique en aval du choc jusqu'à près de mach 1,4.
    Amicalement, Alain

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  10. #7
    obi76

    Re : Problème d'avion supersonique [HELP]

    Ben on nous avais expliqué que pour que la résolution des équations bilans restent elliptiques, le décrochement de la couche limite et la vitesse subsonique du gaz après le choc était une condition nécessaire.
    Enfin subsonique dans quel repère tu parle aussi, par rapport au choc ou à l'aval du choc ?

    Cordialement

  11. #8
    Aroll

    Re : Problème d'avion supersonique [HELP]

    Bonjour,
    Je n'ai pas beaucoup de temps alors je te donne des adresses.
    Peut-être que ceci pourrait t'aider:
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Supersonique
    Je te donne ici un tout petit extrait:
    Au voisinage du bord d'attaque d'un profil supersonique, il y a deux écoulements analogues à celui qu'on peut observer sur un dièdre convergent. En chaque point de celui-ci, est attachée une ligne de Mach définie précédemment comme une discontinuité d'amplitude infinitésimale. La superposition de ces différentes discontinuités élémentaires crée une discontinuité d'amplitude finie, une onde de choc. À travers celle-ci, la pression augmente brutalement.
    Si le choc est droit, de supersonique l'écoulement devient subsonique. Dans le cas oblique, illustré ci-contre, seule la composante normale, à travers le choc, est réduite : la résultante peut donc rester supersonique. La décroissance de la vitesse dépend donc de l'angle du dièdre. De manière un tout petit peu plus précise, on peut dire que les lignes de Mach faisant avec les vitesses d'écoulement un angle défini par le seul nombre de Mach (son sinus est égal à l'inverse de celui-ci), etc.....

    Si l'anglais ne rebute pas:
    http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/oblique.html
    suivi de
    http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/air...crosshock.html
    suivi de
    http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/reflects.html
    suivi de
    http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/normal.html

    Et puis, n'oublie pas que google est là........
    Amicalement, Alain

  12. #9
    obi76

    Re : Problème d'avion supersonique [HELP]

    Ben merci beaucoup

    c'est ça qui me manquais pour voir ce que tu voulais dire =>

    Dans le cas oblique, illustré ci-contre, seule la composante normale, à travers le choc, est réduite : la résultante peut donc rester supersonique. La décroissance de la vitesse dépend donc de l'angle du dièdre.

    Merci beaucoup ^^

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