Concept

Bang supersonique

Le bang supersonique désigne l'onde sonore créée par un mobile à vitesse supersonique et sa propagation dans l'air. Le domaine qui nous intéresse est régi par les équations d'Euler qui négligent les propriétés de transport, en particulier la viscosité. Elles sont décrites par un nombre sans dimension, le nombre de Mach noté M, rapport de la vitesse dans le milieu à la vitesse du son dans ce même milieu, environ 340 m/s pour l'air au repos. L'utilisation de cette quantité montre l'invariance d'échelle : deux écoulements sur des corps homothétiques sont homothétiques. Ceci justifie l'emploi de maquettes pour les essais en soufflerie. L'objet est supposé en vol supersonique, M > 1. Son déplacement génère à l'avant une onde de choc qui est une discontinuité de toutes les quantités du milieu, y compris de la vitesse de l'air, direction et module. Ces discontinuités sont décrites par les relations de Rankine-Hugoniot. À une distance suffisante de l'avion l'onde de choc dégénère en une simple onde sonore qui se propage à la vitesse du son. Contrairement à l'onde de choc, elle ne modifie pas durablement le milieu traversé. À partir de cette distance tout se passe comme si l'avion avait généré une série continue de perturbations dont l'enveloppe constitue un cône. Le demi-angle au sommet (fictif) de celui-ci est égal à l'angle de Mach , cas particulier des relations de Rankine-Hugoniot donnant la pente du choc en tout point. Cette onde de durée très courte est suivie par une détente correspondant à l'écoulement à l'arrière de l'objet, puis d'une recompression ramenant à la pression normale. vignette|Balayage du sol par une onde de Mach. L'onde sonore qui se propage à longue distance balaie le sol à une vitesse de phase égale à la vitesse de l'avion. La trace du front de propagation est une hyperbole, intersection du cône avec la surface du sol supposée plane. Cette onde est caractérisée : par son profil temporel, généralement en forme de N avec une montée en surpression très rapide, une descente vers des sous-pressions lente, puis une remontée également très rapide vers la pression ambiante.

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Vagues de choc et d'expansion : Animations
Explore les ondes de choc et d'expansion à travers des animations, démontrant leurs effets sur la densité de l'air et l'indice de réfraction.
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Flux 1D: fonction de Mach de la zone
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Publications associées (33)

A Review of Modeling, Design and Performance Assessment of Linear Electromagnetic Motors for High-Speed Transportation Systems

Mario Paolone, André Hodder, Lucien André Félicien Pierrejean, Simone Rametti

Linear electromagnetic motors (LEMs) have been proposed, developed and used to propel high-speed (i.e. speed > 100 m/s) levitating vehicles. However, few real implementations have demonstrated the feasibility of these machines at such speeds. Furthermore, ...
2024

Femtosecond laser-shockwave induced densification in fused silica

Yves Bellouard, Pieter Vlugter, Arunkrishnan Radhakrishnan, Julien Gilles Edgar Gateau

A tightly focused femtosecond laser-beam in the non-ablative regime can induce a shockwave sufficiently intense to reach local pressures in the giga-Pascal range or more. In a single beam configuration, the location of the highest-pressure zone is nested w ...
2022

Effect of femtosecond laser-induced high pressure on fused silica polymorphism

Arunkrishnan Radhakrishnan

High-pressure studies in silica are of great interest to earth and planetary sciences. Highpressure phases are rarely found in nature as a result of shock events like meteorite impacts orvolcanic events in nature. Recreating these phases remains a challeng ...
EPFL2022
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Personnes associées (1)
Concepts associés (13)
Supersonic transport
A supersonic transport (SST) or a supersonic airliner is a civilian supersonic aircraft designed to transport passengers at speeds greater than the speed of sound. To date, the only SSTs to see regular service have been Concorde and the Tupolev Tu-144. The last passenger flight of the Tu-144 was in June 1978 and it was last flown in 1999 by NASA. Concorde's last commercial flight was in October 2003, with a November 26, 2003 ferry flight being its last airborne operation.
Avion supersonique
vignette|Un F/A-18C Hornet lors d'un vol supersonique. Un avion supersonique est un avion capable de voler plus vite que la vitesse du son (Mach 1). La vitesse du son à au niveau de la mer est d'environ (soit ). Des avions supersoniques ont été développés durant la deuxième moitié du siècle et ont eu principalement des usages scientifiques et militaires. Seuls deux avions civils supersoniques sont entrés en service : le Tupolev Tu-144 et le Concorde. Les avions de chasse sont l'exemple le plus courant d'avion supersonique.
Mur du son
Le mur du son est un concept de l'histoire de l'aviation basé sur les difficultés scientifiques et techniques rencontrées dans le domaine transsonique au cours de la première moitié du pour franchir la barre symbolique d'une vitesse égale à celle de la vitesse du son dans l'air, soit par seconde. Cette région de vitesse correspond à l'apparition d'ondes de choc locales à l'approche de Mach 1 puis globale : un bang supersonique qui se propage à grande distance. Le terme de mur du son a une origine historique.
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