Le phénomène de formation du mur du son

Le phénomène de formation du mur du son

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Le mur du son correspond à l’ensemble des phénomènes aérodynamiques qui se produisent quand un objet se déplace dans l’air avec une vitesse voisine de la célérité du son.

Les ondes de choc rencontrées à Mach 1 forment devant l’appareil une véritable barrière d’air compressé à laquelle on a donné le nom de « Mur du son ». Cette accumulation d’ondes produit au sol des effets sonores et dynamiques : les  » BANG « . Ces ondes de choc se forment lorsque l’écoulement de l’air autour de l’avion atteint la vitesse du son qui varie elle-même en fonction de l’altitude et de la température. Évaluée à 1227 km/h en atmosphère standard (15°C) et au niveau de la mer, elle n’est plus que de 1.065 km/h à 11.000 m et reste à peu près constante dans la stratosphère. A 1.100 km/h un avion volera en régime subsonique à faible altitude et en régime supersonique à haute altitude.

Pour l’appareil, d’autres phénomènes apparaissent :

  • augmentation du coefficient de traînée,
  • réduction du coefficient de portance,
  • déplacement brutal du centre de poussée vers l’arrière,
  • échauffement,
  • dilatation de la structure.

Ce phénomène qui intervient lorsque l’avion approche de la vitesse du son obligeant sur les premiers appareils supersoniques à inverser les commandes. Tous ces phénomènes affectent tour à tour les différentes parties de l’avion, dont on dit dans ce cas qu’ils ont atteint leur « vitesse critique ».

Après le passage du mur du son, le vol redevient normal, à condition que les formes du fuselage et de la voilure soient convenablement adaptées à la formation du cône – avant du fuselage pointu, bords d’attaque en lame de couteau. Une fois franchi le domaine transsonique : Mach 0,9 à Mach 1,1 ces troubles disparaissent et les lois de l’aérodynamique retrouvent leur simplicité, surtout de Mach 2 à Mach 4.

Dans le domaine hypersonique qui commence aux alentours de Mach 5 de nouvelles difficultés surgissent. Elles proviennent essentiellement de l’élévation de la température de l’air au voisinage de la cellule de l’appareil.

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Passionné d'aéronautique et formateur en Web et PAO, il est le fondateur, en 1999, de l'encyclopédie de l'aviation militaire www.avionslegendaires.net. Administrateur et rédacteur en chef du blog, il vous fait partager ses avis et coups de coeur (ou de gueule) sur l'actualité aéronautique.