La quête du vol supersonique silencieux

L'aéronef expérimental X-59 de la NASA a complété son deuxième vol d'essai, amorçant une série intensive de dizaines de vols d'essai prévus qui construiront vers l'objectif ultime du programme : démontrer aux régulateurs que le vol supersonique commercial au-dessus des terres est techniquement réalisable sans générer les déflagrations soniques au niveau du sol qui ont conduit à l'interdiction des opérations supersoniques au-dessus des terres aux États-Unis il y a plus de cinq décennies.

Ce qui rend le X-59 différent

Les aéronefs supersoniques conventionnels génèrent des déflagrations soniques en raison de la manière dont les ondes de choc interagissent les unes avec les autres et s'accumulent en une signature de pression aiguë qui atteint le sol sous forme d'une double déflagration perturbatrice. Le X-59 est conçu pour prévenir cette accumulation grâce à une forme de fuselage extrêmement allongée et à une géométrie externe soigneusement conçue qui fait que les ondes de choc générées en différentes parties de l'aéronef atteignent le sol à différents moments, dispersant l'impulsion de pression plutôt que de la concentrer.

Le résultat—si la conception fonctionne comme prévu—est un bourdonnement de bas niveau beaucoup plus silencieux plutôt qu'une déflagration alarmante. La NASA l'a appelé la signature à faible déflagration, et la géométrie spécifique du X-59 est optimisée pour produire un bourdonnement qui pourrait être entendu à environ 75 décibels perçus au niveau du sol—à peu près équivalent au son d'une portière de voiture qui se ferme, par rapport aux 90+ décibels de la déflagration d'un aéronef supersonique conventionnel.

Cadre de la mission QueSST

Le X-59 est la pièce maîtresse du programme Quiet SuperSonic Technology, ou QueSST, de la NASA. La mission comporte deux phases. La première est de démontrer que la conception à faible déflagration de l'aéronef fonctionne réellement comme prévu—que la signature acoustique au sol est substantiellement plus silencieuse que celle des aéronefs supersoniques conventionnels. La deuxième phase implique de faire voler le X-59 au-dessus de communautés sélectionnées à travers les États-Unis et de recueillir des données sur la façon dont les résidents perçoivent et réagissent à la signature à faible déflagration.

Les données de réponse communautaire sont la sortie critique dont les régulateurs ont besoin. L'Administration fédérale de l'aviation et l'Organisation de l'aviation civile internationale maintiennent une interdiction des vols commerciaux supersoniques au-dessus des terres en fonction de la nature perturbatrice de la déflagration sonique conventionnelle. Si le X-59 peut démontrer que sa signature à faible déflagration génère un niveau acceptable de perturbation communautaire, cela fournit la base scientifique permettant aux régulateurs de potentiellement réviser ces règles et d'ouvrir la porte aux opérations commerciales supersoniques au-dessus des terres pour la première fois depuis l'ère du Concorde.

Progrès du programme d'essais en vol

Le deuxième vol représente une étape précoce dans ce qui sera une campagne d'essais en vol exhaustive. Chaque vol améliore la compréhension de l'équipe d'ingénierie sur la façon dont l'aéronef se comporte et valide les modèles informatiques utilisés pour prédire la signature acoustique. Les vols d'essai se concentrent initialement sur les performances de l'aéronef, la maniabilité et les systèmes avant de progresser vers les mesures acoustiques qui nécessiteront des aéronefs de poursuite et des réseaux de microphones au sol pour caractériser précisément la déflagration.

Le calendrier des essais de survol communautaire—qui nécessite non seulement un aéronef opérationnel mais aussi l'autorisation de la FAA, la sélection communautaire et une instrumentation acoustique extensive—se mesure en années plutôt qu'en mois. Le deuxième vol est une étape précoce nécessaire et encourageante, mais la sortie scientifique ultime du programme est encore plusieurs années loin.

Panorama plus large du supersonique commercial

Le programme X-59 fonctionne en parallèle avec les efforts de développement supersonique commercial d'entreprises comme Boom Supersonic, qui développe l'aéronef de passagers Overture. Le programme Boom cible initialement les routes transatlantiques—où les restrictions de déflagration au-dessus des terres sont hors de propos—mais bénéficierait énormément de changements réglementaires permettant les opérations supersoniques au-dessus des terres sur des routes transcontinentales comme Los Angeles vers New York.

Le succès ou l'échec du X-59 façonnera directement l'environnement réglementaire qui détermine si ces routes au-dessus des terres sont jamais accessibles aux aéronefs supersoniques commerciaux. Si la technologie à faible déflagration fonctionne comme prévu et que les communautés trouvent la signature plus silencieuse acceptable, cela pourrait déclencher une révision des règles de la FAA qui a été anticipée depuis la retraite du Concorde en 2003. Le deuxième vol est une petite mais significative étape vers ce résultat potentiel.

Cet article est basé sur les rapports de la NASA. Lisez l'article original.