L'avion conçu pour atténuer le boom sonique

Le X-59 de la NASA—un remarquable avion expérimental au nez effilé développé par Lockheed Martin Skunk Works dans le cadre de la mission Quesst de l'agence—progresse vers une série de vols d'essai qui pourraient finalement remodeler les règles régissant l'aviation supersonique commerciale. La NASA a annoncé une téléconférence de presse suite au deuxième vol prévu du X-59, au cours de laquelle des responsables de l'agence, des représentants de la mission Quesst et les pilotes d'essai de l'avion discuteront de ce qu'ils ont appris des tests de vol initiaux.

La mission fondamentale du X-59 est trompeusement simple en concept mais extraordinairement difficile en ingénierie : reconcevoir un avion supersonique de sorte que le boom sonique qu'il génère soit considérablement plus silencieux, produisant ce que la NASA décrit comme un coup sonique—une onde de pression de faible amplitude à peu près aussi perceptible que la fermeture d'une portière de voiture—plutôt que les booms soniques disruptifs assourdissants qui ont amené les régulateurs à interdire le vol supersonique commercial au-dessus des terres dans les années 1970.

Pourquoi l'interdiction du boom sonique reste importante

L'aviation supersonique commerciale a effectivement pris fin pour la plupart des passagers en 2003 lorsque le Concorde a été retiré. L'avion avait été limité pendant toute sa vie opérationnelle aux routes transoceániques car le vol supersonique au-dessus des zones terrestres peuplées était illégal dans la plupart des pays, y compris les États-Unis. La FAA a interdit le vol supersonique commercial au-dessus des terres en 1973, citant l'impact disruptif des booms soniques sur les communautés situées sous les trajectoires de vol.

Cette restriction a considérablement limité la viabilité commerciale de tout avion supersonique. Les routes où les économies de temps des vitesses supersoniques sont les plus précieuses—les vols transcontinentaux américains, les corridors Europe-Asie—sont précisément les routes où le vol au-dessus des terres est inévitable. Sans changement réglementaire, tout nouvel avion supersonique ferait face aux mêmes contraintes géographiques que le Concorde, limitant son marché à un petit ensemble de routes transoceániques haut de gamme.

Changer cette situation exige de convaincre les régulateurs de réviser leurs normes—et pour ce faire, les régulateurs ont besoin de preuves qu'un boom sonique plus silencieux existe et que le public le trouve acceptable. C'est précisément ce que le X-59 et la mission Quesst sont conçus pour fournir.

Comment le X-59 façonne le son

Le X-59 réalise sa signature supersonique silencieuse grâce à des caractéristiques aérodynamiques qui gèrent la formation et l'interaction des ondes de choc. Lorsqu'un avion dépasse la vitesse du son, il génère des ondes de choc qui se propagent dans l'atmosphère et se coalescent au niveau du sol pour produire le double boom familier. L'intensité dépend du modèle d'onde de choc que crée l'avion.

Le nez en forme d'aiguille du X-59—approximativement 94 pieds de long sur un avion de 99 pieds au total—est spécifiquement conçu pour perturber cette coalescence. En étalant les ondes de choc le long d'un fuselage d'avion beaucoup plus long et en façonnant le fuselage et les ailes pour empêcher les ondes de fusionner, la conception génère une signature de pression plus faible et plus diffuse au sol. Le positionnement du moteur au-dessus du fuselage réduit davantage le boom en blindant les ondes de choc d'échappement par le bas.

Le niveau de bruit résultant, selon les projections de la NASA, devrait être environ 75 décibels au sol—bien en dessous des 90 décibels ou plus que générent les avions supersoniques conventionnels. Si 75 décibels est acceptable pour les communautés le long des trajets de vol est finalement une question sociale et politique autant que technique, ce qui explique pourquoi la mission Quesst comprend des études prévues d'acceptabilité du bruit communautaire sur plusieurs villes américaines.

Le chemin vers le changement réglementaire

Si les vols d'essai du X-59 confirment que sa signature sonique est aussi silencieuse que modélisée, la NASA prévoit de mener des vols de démonstration au-dessus de communautés sélectionnées et de collecter des données systématiques sur la façon dont les résidents perçoivent le son. Ces données seraient soumises à la FAA et à l'Organisation de l'aviation civile internationale comme preuve soutenant de nouvelles normes de bruit supersonique.

La FAA a signalé son ouverture à la révision de son interdiction du vol supersonique au-dessus des terres si elle est présentée avec des preuves convaincantes que des avions plus silencieux ont été développés. United Airlines a passé des commandes d'avions supersoniques auprès de Boom Supersonic. La résurgence de l'aviation supersonique commerciale dépend largement de l'évolution des cadres réglementaires pour permettre les routes au-dessus des terres—et le deuxième vol du X-59 est une étape importante précoce pour construire cet argument réglementaire.

Cet article est basé sur un rapport de la NASA. Lire l'article original.