https://www.spaceflightinsider.com/orga ... nic-booms/L'un des sons emblématiques de l'ère de la navette spatiale est revenu sur la Space Coast: le boom sonore. L’orbiteur de la navette de retour a produit un double signature sonore lors de son approche de la base d’atterrissage des navettes du Centre spatial Kennedy. Un son similaire a de nouveau été entendu tôt le matin du 18 juillet lorsque le premier étage du Falcon 9 de SpaceX est revenue, avec un triple bourdonnement sonore, dans la zone d'atterrissage 1 ( LZ-1 ) de la base de la Force aérienne de Cap Canaveral ( CCAFS ).
Le boom du 18 juillet a déclenché plusieurs appels au 911 de certains habitants de la Space Coast qui avaient la mémoire courte.
Hans Koenigsmann, vice-président de Mission Assurance chez SpaceX, a expliqué : «Nous l'avons annoncé. Nous disons aux gens qu'il va y avoir un boom sonore. À mes yeux, il ressemble beaucoup à la navette. La navette a un boom sonique vraiment caractéristique que les gens pourraient reconnaître. "
«Je pense que ce sera la même chose», a poursuivi Koenigsmann . "Il faut du temps pour s'y habituer."
Selon une fiche d'information de la NASA , un boom sonique est le bruit assourdissant qu'une personne au sol entend lorsqu'un avion ou un autre type de véhicule aérospatial survole une vitesse supérieure à la vitesse du son ou supersonique. L'air réagit comme un fluide aux objets supersoniques. À mesure que les objets voyagent, les molécules d'air sont repoussées avec une grande force, ce qui forme une onde de choc, un peu comme un bateau crée une vague d'étrave. Plus l'aéronef est gros et lourd, plus il déplace d'air.
En général, les avions génèrent deux cônes: un au nez et un à la queue. Ils ont généralement la même force et leur intervalle de temps, au moment où ils atteignent le sol, dépend principalement de la taille de l’avion et de son altitude.
Étant donné que la majorité des véhicules qui créent ces booms sont petits, la plupart des gens au sol ne peuvent pas faire la distinction entre les deux et ils sont généralement entendus comme un simple boom sonore. L’orbiteur de la navette, en revanche, était assez grand pour créer deux boums distinctifs que les personnes au sol entendaient bien.
La semaine dernière, SpaceFlight Insider a demandé à SpaceX d'expliquer pourquoi le retour de la première étape du Falcon 9 en produisait trois au lieu de deux.
«Le premier boom se situe à l'arrière (moteurs)», a déclaré John Taylor, directeur des communications de SpaceX. «Le second provient des jambes d'atterrissage au point le plus large qui monte sur le côté de la fusée. Le troisième provient des ailettes situées près de l'extrémité avant. ”
Les résidents de Space Coast devraient se préparer à entendre davantage de ces boum au cours des prochaines années, alors que le rythme du lancement et de l'atterrissage de SpaceX devrait s'accélérer.
De plus, SpaceX prévoit de lancer le lancement et l'atterrissage de sa fusée Falcon Heavy d'ici la fin de l'année. Le Falcon Heavy sera composé de trois premiers Falcon 9 attachés ensemble. Les trois étapes peuvent revenir au CCAFS - et chacune d’elles devrait produire trois booms - pour un total de neuf booms soniques par tentative d’atterrissage.
https://www.nasa.gov/centers/armstrong/ ... -DFRC.html15 août 2017
Fiche d'information de la NASA Armstrong: Sonic Booms
Résumé
Un boum sonique est un bruit assourdissant qu'une personne au sol entend quand un aéronef ou un autre type de véhicule aérospatial survole plus rapidement que la vitesse du son, ou «supersonique».
L'air réagit comme un fluide aux objets supersoniques. À mesure que ces objets voyagent dans l'air, les molécules sont repoussées avec force et forment une onde de choc, un peu comme un bateau crée un sillage dans l'eau. Plus l'aéronef est gros et lourd, plus il déplace d'air.
La cause
L'onde de choc forme un «cône» de molécules d'air sous pression ou accumulées, qui se déplacent vers l'extérieur et l'arrière dans toutes les directions et s'étendent jusqu'au sol. Lorsque ce cône s'étend à travers le paysage le long de la trajectoire de vol, il crée un bang sonique continu sur toute la largeur de la base du cône. Le dégagement brutal de pression, après l’accumulation par l’onde de choc, est perçu comme le bang sonique.
Le changement de pression atmosphérique associé à un boum sonique n’est que de quelques kilos par pied carré - à peu près le même changement de pression que celui observé lorsqu’un ascenseur descend sur deux ou trois étages. C'est le taux de changement, le changement soudain de pression, qui rend le bang sonique audible.
«Doubles» boom.
Tous les avions génèrent deux cônes, au nez et à la queue. Ils ont généralement la même force et l’intervalle de temps entre les deux au moment où ils atteignent le sol dépend principalement de la taille de l’aéronef et de son altitude.
Bien que certaines personnes au sol puissent percevoir le son comme un «boom sonore» unique, de nombreux booms soniques produits par les vols de recherche de la NASA sont facilement perçus comme des «doubles» booms distincts, similaires à ceux créés par la navette spatiale. Ceci est le résultat des deux cônes distincts générés, à l'avant et à l'arrière de l'avion.
Facteurs généraux associés aux booms soniques
Plusieurs facteurs peuvent influencer les bangs soniques: le poids, la taille et la forme de l'aéronef ou du véhicule, ainsi que son altitude, son assiette et sa trajectoire de vol, ainsi que les conditions météorologiques ou atmosphériques.
Un avion plus gros et plus lourd doit déplacer plus d’air et créer plus de portance pour soutenir le vol, par rapport aux petits avions légers. Par conséquent, ils créeront des bangs soniques plus forts et plus puissants que ceux d’avions plus petits et plus légers. Plus l'aéronef est gros et lourd, plus les ondes de choc seront fortes.
Effet d'altitude
L'altitude détermine la distance parcourue par les ondes de choc avant d'atteindre le sol, ce qui a un effet significatif sur l'intensité. À mesure que le cône de choc s'élargit et qu'il se déplace vers l'extérieur et vers le bas, sa force diminue. En règle générale, plus l'avion est haut, plus l'onde de choc doit parcourir une distance importante, ce qui réduit l'intensité de la flèche sonique.
Tapis Sonic Boom
La largeur du «tapis» de la rampe sous l’avion est d’environ un mille pour chaque 1000 pieds d’altitude. Par exemple, un avion volant supersonique à 50 000 pieds peut produire un cône de détonation sonique d’environ 50 milles de large. Cependant, certaines parties du tapis à effet sonique sont généralement plus faibles que d’autres.
L'intensité maximale des avions supersoniques traditionnels se situe directement sous l'aéronef et diminue à mesure que la distance latérale de la trajectoire de vol augmente, jusqu'à ce qu'elle cesse d'exister. La propagation latérale de la perche sonique dépend de l'altitude, de la vitesse et de l'atmosphère. Elle est indépendante de la forme, de la taille et du poids du véhicule.
Taille, vitesse et atmosphère
Comme décrit précédemment, la taille et le poids de l'avion ont une influence sur les flèches soniques. Le rapport entre la longueur de l'aéronef et la section transversale maximale influe également sur l'intensité de la flèche sonique. Plus l'avion est long et élancé, plus les ondes de choc sont faibles. Plus le véhicule est gros et émoussé, plus l'onde de choc peut être puissante.
Dans le même temps, l'augmentation de la vitesse au-dessus de Mach 1.3 ne modifie que faiblement l'intensité de l'onde de choc.
La direction du déplacement et la force des ondes de choc sont influencées par le vent, la vitesse et la direction, ainsi que par la température et la pression de l'air. À des vitesses légèrement supérieures à Mach 1, leur effet peut être important, mais leur influence est faible à des vitesses supérieures à Mach 1,3.
Les distorsions dans la forme des signatures de bang sonique peuvent également être influencées par la turbulence de l'air local près du sol. Cela aussi provoquera des variations dans les niveaux de surpression.
Les manœuvres des avions peuvent provoquer des distorsions dans les types d'ondes de choc. Certaines manœuvres - basculements, accélération et virages en "S" peuvent amplifier l'intensité de l'onde de choc. Les collines, les vallées et d’autres caractéristiques du terrain peuvent créer de multiples réflexions des ondes de choc et également influer sur l’intensité.
Mesurer les
barrages soniques Les barrages soniques sont mesurés en livres par pied carré de «surpression». Il s’agit de l’augmentation qui survient par rapport à la pression atmosphérique normale qui nous entoure (2116 psf / 14,7 psi).
À une livre une surpression, aucun dommage aux structures ne serait prévu.
Des surpressions de 1 à 2 psf sont générées par des avions supersoniques volant à des altitudes normales. On pouvait s'attendre à une réaction du public supérieure à 1 psf.
De rares dommages mineurs peuvent survenir avec une surpression de 2 à 5 psf.
À mesure que la surpression augmente, la probabilité de dommages structurels et d'une réaction plus forte du public augmente également. Des tests ont cependant montré que des structures en bon état n’avaient pas été endommagées par des surpressions allant jusqu’à 11 psf.
Les surpressions typiques des types d’aéronefs sont:
SR-71 : 0,9 lb / pi², vitesse de Mach 3, 80 000 pieds
Concorde SST : 1,94 psf, vitesse de Mach 2, 52 000 pieds
F-104 : 0,8 psf, vitesse de Mach 1,93, 48 000 pieds
Navette spatiale : 1,25 psf, vitesse de Mach 1,5, 60 000 pieds, approche à l'atterrissage