Chocs droits: admission d'air supersonique

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Description

Cette séance de cours couvre l'application des chocs droits dans les systèmes d'admission d'air supersoniques, expliquant comment le principe est similaire aux buses. Il discute du comportement des chocs lors de l'accélération d'un avion au-delà de son nombre de Mach de vol, conduisant à ce que le choc soit «avalé» vers une position stable.

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Concepts associés (18)

Nombre de Mach

Le nombre de Mach est un nombre sans dimension, noté Ma, qui exprime le rapport de la vitesse d'un objet dans un fluide à la vitesse du son dans ce même fluide. La vitesse du son dans un gaz variant avec sa nature et sa température, le nombre de Mach ne correspond pas à une vitesse fixe, il dépend des conditions locales. Il a été ainsi nommé en l'honneur du physicien et philosophe autrichien Ernst Mach par Jakob Ackeret. Aux températures habituelles et dans l'air, la vitesse du son vaut environ ou .

Tuyère

Une tuyère (tuyère propulsive dans le domaine de l'astronautique) est un conduit de section droite variable placé à l'arrière d'un moteur produisant des gaz de combustion chauds qui permet de transformer l'énergie thermique de ceux-ci en énergie cinétique. Pour atteindre cet objectif et en fonction du contexte de mise en œuvre, une tuyère peut être convergente, divergente ou comporter une section convergente et une autre divergente (tuyère de Laval).

Tuyère de Laval

La tuyère de Laval est un tube en forme de sablier utilisé pour accélérer des gaz chauds et sous pression qui le traversent jusqu'à ce qu'ils atteignent une vitesse supersonique. La tuyère convertit de manière optimale la chaleur des gaz en énergie cinétique. Elle permet de produire de grandes quantités d'énergie à partir de gaz de combustion. Des tuyères de Laval sont utilisées dans les moteurs-fusées, les turbines à vapeur et les turbines à gaz.

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.

Angle de flèche

thumb|L'angle de flèche relativement élevé, noté α sur ce schéma, d'un Boeing 707. Dans un avion, l'angle de flèche désigne l'angle formé entre le lieu des points situés au quart avant des cordes de profil et le plan transversal de l'appareil. Si ce lieu de points n'est pas une droite (flèche variable), on prend parfois le bord d'attaque comme référence. Raison aérodynamique liée aux écoulements transsoniques et supersoniques, à développer. Pour un avion qui vole en subsonique (Mach < 0,7), la flèche optimale est nulle ou faiblement positive (moins de 5 degrés).