Hypersonique

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Représentation informatique de la dynamique des fluides autour du X-43 Scramjet à Mach 7

En aérodynamique, les vitesses hypersoniques sont des vitesses qui sont hautement supersoniques. En général, on considère que ce régime d'écoulement est atteint à partir d'un Mach de 5 environ. Le régime hypersonique est un sous-élément du régime supersonique.

Le régime d'écoulement hypersonique est atteint lorsque des réactions de dissociation moléculaire sont présentes au sein du gaz en écoulement : ce dernier peut être localement tellement chaud qu'un plasma se crée. Les propriétés habituelles de l'écoulement sont alors souvent modifiées (couche limite, turbulence).

L'étude des écoulements hypersoniques nécessite des souffleries très spéciales, ou l'utilisation de codes de calcul qui nécessitent la prise en compte de la dissociation moléculaire.

Les écoulements hypersoniques sont intéressants principalement pour l'étude des écoulements rencontrés lors des rentrées atmosphériques :

  1. autour des têtes de rentrée de missiles balistiques ;
  2. autour des navettes ou capsules spatiales.

Classification[modifier | modifier le code]

Comparaisons des régimes
Régime Mach km*h-1 m.s-1 Caractéristiques générales de l'aéronef
Subsonique <1,0 <1 230 <340 Avions à hélices et avions commerciaux à réaction
Transsonique 0,8-1,2 980-1 475 270-410 Angle de flèche légèrement positif
Supersonique 1,0-5,0 1 230-6 150 340-1 710 Bords plus affutés
Hypersonique 5,0-10,0 6 150-12 300 1 710-3 415 Revêtement en nickel-titane refroidi, forme très compacte, petites ailes
Hypersonique « haut » 10,0-25,0 12 300-30 740 3 415-8 465 Tuiles thermiques en silice
Vitesse de Rentrée atmosphérique >25,0 >30 740 >8 465 Bouclier thermique ablatif, pas d'ailes, forme de capsule spatiale

Quelques aéronefs hypersoniques[modifier | modifier le code]

  • Missile balistique russe Topol-M à 17 400 km/h (environ Mach 14,2), de vitesse de croisière, hypersonique « haut ».
  • Drone, X-43 Scramjet à 11 000 km/h (un peu moins de Mach 10) pendant une courte durée, hypersonique.
  • Drone-planeur porteur de missiles nucléaires, Wu-14 (environ Mach 10) de vitesse de croisière, hypersonique.