Image vidéo à grande vitesse d'un corps de vol conique lancé à partir d'un canon à gaz léger à deux étages se déplaçant à 5,1 km/s (Mach 14,8, 11, 400 mph). Le matériau retiré de l'objet volant est si chaud qu'il brille, permettant de photographier l'objet en vol. Crédit :Institut de recherche du Sud-Ouest
Les ingénieurs du Southwest Research Institute font progresser les connaissances des chercheurs sur le vol hypersonique. Une nouvelle étude présentée lors de la réunion conjointe Armée-Navy-NASA-Air Force (JANNAF) sur la propulsion décrit une série de tests menés au siège de SwRI à San Antonio qui élucident les conditions qu'un futur avion pourrait rencontrer en voyageant à une vitesse supérieure à 10 fois la vitesse du son. .
"La vitesse hypersonique est définie comme étant plus rapide que cinq fois la vitesse du son ou supérieure à Mach 5. Quand quelque chose vole aussi vite, l'air va se décomposer chimiquement autour de l'engin, " a déclaré le Dr Nicholas J. Mueschke de SwRI, l'auteur principal de l'étude. "Certains points derrière l'onde de choc créée par le véhicule sont plus chauds que la surface du soleil. Essentiellement, il vole à travers cet étrange environnement chimique qui fait chauffer tout ce qui le traverse, fondre et réagir chimiquement avec l'air."
Parce que cet environnement est si unique, recréer des conditions de vol réalistes pour tester des véhicules pour le vol hypersonique est un défi. Les souffleries peuvent correspondre à certaines des conditions, mais ne reproduisez pas les effets chimiques qu'un véhicule hypersonique ressentirait dans l'environnement de vol réel. Mueschke et ses collègues ont utilisé le système de canon à gaz léger à deux étages de SwRI pour simuler des conditions de vol hypersoniques.
Le système de canon est conçu pour générer des vitesses très élevées jusqu'à 7 kilomètres par seconde (15, 660 mph). Le système lui-même mesure 22 mètres (72 pieds) de long et est traditionnellement utilisé pour étudier la balistique.
Le canon à gaz léger à deux étages au siège du Southwest Research Institute à San Antonio a joué un rôle déterminant dans une nouvelle étude axée sur les conditions de vol hypersonique. Crédit :Institut de recherche du Sud-Ouest
Les ingénieurs de SwRI ont utilisé le système de canon pour propulser des objets à des vitesses de Mach 10 à 15 afin d'étudier comment les conditions de vol hypersoniques affecteraient une variété de matériaux et de géométries.
"Le but ici est d'examiner comment ces projectiles aérodynamiquement instables réagissent à cet environnement chimique extrêmement intense, ", a déclaré Mueschke.
Mueschke et ses collègues s'efforcent de comprendre comment les vols de ces petits projectiles reproduisent les véritables conditions de vol hypersoniques que connaissent les véhicules à grande échelle. Ceci peut être accompli parce que la plage de vol du canon à gaz léger peut imiter une large plage d'altitudes de vol tout en offrant également un environnement de vol acoustique et chimiquement vierge.
L'étude, co-écrit par Mueschke, décrit la série de tests. Ils ont démontré qu'en faisant voler de petits objets de formes variées à différentes altitudes de vol équivalentes, ils peuvent observer l'échauffement intense et la perte de matériau du véhicule qui se produisent sur les véhicules pleine grandeur en raison des transitions turbulentes de la couche limite et des interactions complexes des ondes de choc.
« Nous ne démontrons pas seulement une nouvelle capacité de recherche, " Mueschke a déclaré. "Cette recherche nous aidera à résoudre les problèmes matériels associés au vol hypersonique, le premier pas vers la technologie de demain."
