LE VOL TRANSSONIQUE ET SUPERSONIQUE 2
Comme nous avons fait une comparaison aproximative entre une aile à vitesse subsonique et un Venturi, nous pouvons comparer une aile en régime transsonique à, cette fois ci, une tuyère de laval.
Ça ne serait pas la première fois. Déja, la NACA (ancêtre de la NASA) avait fait le parallèle dans un rapport sur les écoulements transsoniques aux alentour de 1950.
Sur ces dessins de la NACA, la zone supersonique (en hachuré), s'étend:
- de part et d'autre du "sommet", pour le profil et la surface courbe
- de part et d'autre du point le plus étroit pour la buse de laval.
Comment est-ce possible, puisque mach1 ne peut être atteint avant le point le plus étroit?
C'est qu'ici, nous avons à faire à des courbes et non des angles, et ce n'est pas tout à fait pareil.
On a dit que l'air, dont la vitesse est au moins égale à celle du son, accélère dans un divergent. En fait, il accélère lorsqu'il peut se détendre ou, si vous voulez, trouver une zone d'expansion.
On distingue 2 cas: l'expansion sur un angle, et l'expansion sur une courbe:
L'air arrive de la gauche à mach1.
Sur le premier dessin (en haut), l'expansion se fait sur un angle. L'accélération se fait par étapes, à chaque ligne de Mach. Mais puisque, sur le premier dessin (en haut) toutes les lignes de mach se rejoignent sur la "pointe" de l'angle, on peut dire que l'accélération se fait juste sur l'angle.
Sur le second dessin, les lignes de mach sont clairement séparées, l'accélération se fait tout au long de la courbe, on dit qu'elle est continue.
A chaque instant, la direction d'écoulement est tangente à la courbe, et à chaque instant, la courbe "s'ouvre" devant le flux, augmentant continuellement la place qui permet l'expansion.
Le rapport avec une aile?
J'ai représenté, ici, une expansion continue avec ses lignes de mach, ses tangentes, tout. Je l'ai redressée (je peux, l'orientation n'a pas d'importance) pour que l'ensemble ressemble à une colline et son sommet à un extrados d'aile.
J'ai indiqué, par une couleur bleue, l'espace d'expansion "sous" la tangente.
Il existe une tangente en chaque point et donc une possibilité d'expansion en chaque point (d'où l'expansion continue).
J'ai redessiné cette même courbe comme une vraie colline gravie par une superbe voiture.
En fait, j'ai fait 2 dessins de colline: une colline arrondie, et une pointue. Ceci me permet de montrer, assez facilement, qu'un angle et une courbe, ce n'est pas pareil.
Le sommet d'un angle est un point (B par exemple). C'est là et seulement là que la voiture, ou plutôt ses occupants, sentiront un changement de direction par une sensation de légère "apesenteur".
Sur une courbe, cette sensation sera ressentie, non pas en B, mais tout au long de la courbe de A à C. En fait, le "sommet" c'est, dans ce cas, l'ensemble du segment courbe A B C.
