Un avion sans bang supersonique est à l'étude

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a écrit : Je ne suis pas d'accord. le "Mach" est la vitesse du son, il varie selon la pression atmosphérique (densité de matière), mais la forme de l'avion où sa puissance ne change absolument rien à la valeur de "mach".
Mach 1 au niveau de la mer sera différent de mach 1 à 10 km d'altitu
de, mais c'est toujours la vitesse du son dans les deux cas. Que ce soit un cube où une flèche qui franchisse ce mur n'y change rien. Afficher tout
Oui, oui, on est d'accord et c'est ce que je disais (mal peut-être ?)... que le mach n'est pas (comme beaucoup le croit) à 1 000 km/h, mais bien variable selon plein de conditions. Et que chaque avion a son mach 1, selon tous ces paramètres et ses propres paramètres de vol.

a écrit : Le principe c'est que comme l'avion va plus vite que son bruit (qui est principalement constitué du bruit de frottement de l'air sur la carlingue et du bruit des moteurs), tu ne vas pas l'entendre arriver puisqu'il arrive avant son bruit, et une fois qu'il est passé tu entends le bruit normal d'un avion. Mais où est donc passé le bruit que tu aurais dû entendre pendant tout le temps qu'il s'approchait ? C'est ce que tu entends dans le bang : c'est tout ce bruit de l'approche de l'avion concentré en un instant très bref avant que tu entendes à nouveau le bruit normal de l'avion. L'explication avec les ondes, c'est que comme l'avion rattrape les ondes sonores qu'il émet (car elles voyagent à la vitesse du son), ces ondes s'empilent et s'amplifient en se superposant et tu les perçois toutes en même temps lorsque ce front d'ondes passe à ton niveau. Tu noteras d'ailleurs au passage qu'on entend donc le bang tout au long du trajet de l'avion en vol supersonique (et pas seulement au moment où il dépasse la vitesse du son (comme le croient certaines personnes)). Les solutions de réduction du bang viseraient donc à faire en sorte que les ondes au lieu de s'additionner de manière aléatoire soient exactement en opposition de phase pour qu'elles se neutralisent lorsqu'elles s'additionnent. Un peu comme le bulbe d'étrave qui sert à créer une vague en opposition de phase avec la vague créée par le bateau lui-même pour que ces deux vagues se neutralisent et qu'il ne soit pas ralenti par les vagues qu'il crée... Sauf que les bateaux, même avec un bulbe d'étrave, laissent quant même un sillage derrière eux... Et le bang supersonique est un phénomène encore plus fort et plus complexe... Afficher tout Ok merci (à toi et aux autres qui m'ont répondu), c'est la partie où on m'avait dit que le bang avait seulement lieu au franchissement du mur qui rendait ça incompréhensible pour moi.

C'est plus clair maintenant.

a écrit : Oui, oui, on est d'accord et c'est ce que je disais (mal peut-être ?)... que le mach n'est pas (comme beaucoup le croit) à 1 000 km/h, mais bien variable selon plein de conditions. Et que chaque avion a son mach 1, selon tous ces paramètres et ses propres paramètres de vol. Mais non justement, chaque avion n'a pas son "mach 1 où 36", c'est plutôt que chaque altitude a son "mach".
L'avion, c'est juste un avion. Selon l'altitude où il vole, qu'il soit en toile, en métal, à turboréacteur où à hélices où ni rond ni carré ni pointu, il devra avoir une certaine vitesse pour passer mach 1 et la vitesse nécessaire pour franchir le mur du son est variable selon la pression atmosphérique, l'altitude quoi!

J'ai bon hein? On me confirme où je dis une énorme c...erie? Parce que j'ai quand même un petit doute mais j'en doute. ^^

a écrit : Mais non justement, chaque avion n'a pas son "mach 1 où 36", c'est plutôt que chaque altitude a son "mach".
L'avion, c'est juste un avion. Selon l'altitude où il vole, qu'il soit en toile, en métal, à turboréacteur où à hélices où ni rond ni carré ni pointu, il de
vra avoir une certaine vitesse pour passer mach 1 et la vitesse nécessaire pour franchir le mur du son est variable selon la pression atmosphérique, l'altitude quoi!

J'ai bon hein? On me confirme où je dis une énorme c...erie? Parce que j'ai quand même un petit doute mais j'en doute. ^^
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Pour moi tu as juste. La seule "bêtise" que tu aurais dite est le raccourci que tu as fait dans le premier commentaire : "le Mach est la vitesse du son".
Le Mach est le rapport entre la vitesse de l'aéronef et la vitesse du son donc sans dimension (sans unité) même si évidemment quand on est à Mach 1, donc avec un rapport Vitesse de l'aéronef / Vitesse du son = 1, l'aéronef file à la vitesse du son.

Sinon on peut vraisemblablement affirmer que la vitesse du son dans l'air ne dépend que de la température et de la pression (même si elle a peu d'influence).

Si vous voulez entendre un bang de mur du son artisanal, c'est simple : prenez un fouet et faite le claquer. Le bruit que vous entendez est le bang causé par l’extrémité du fouet qui franchit le mur du son...
fr.wikipedia.org/wiki/Fouet_(arme)

a écrit : Mais non justement, chaque avion n'a pas son "mach 1 où 36", c'est plutôt que chaque altitude a son "mach".
L'avion, c'est juste un avion. Selon l'altitude où il vole, qu'il soit en toile, en métal, à turboréacteur où à hélices où ni rond ni carré ni pointu, il de
vra avoir une certaine vitesse pour passer mach 1 et la vitesse nécessaire pour franchir le mur du son est variable selon la pression atmosphérique, l'altitude quoi!

J'ai bon hein? On me confirme où je dis une énorme c...erie? Parce que j'ai quand même un petit doute mais j'en doute. ^^
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A une petite précision près pour les avions à hélices : comme l'hélice tourne, sa vitesse de rotation s'ajoute à la vitesse de l'avion et son extrémité peut franchir le mur du son avant l'avion, donc les avions à hélices doivent rester très en deçà de la vitesse du son pour ne pas avoir de problèmes au niveau des hélices.

a écrit : Mais non justement, chaque avion n'a pas son "mach 1 où 36", c'est plutôt que chaque altitude a son "mach".
L'avion, c'est juste un avion. Selon l'altitude où il vole, qu'il soit en toile, en métal, à turboréacteur où à hélices où ni rond ni carré ni pointu, il de
vra avoir une certaine vitesse pour passer mach 1 et la vitesse nécessaire pour franchir le mur du son est variable selon la pression atmosphérique, l'altitude quoi!

J'ai bon hein? On me confirme où je dis une énorme c...erie? Parce que j'ai quand même un petit doute mais j'en doute. ^^
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On est tous un peu dans un dialogue de sourds :) Alors : comme le dit @Tbs etc... la vitesse du son se calcule exclusivement avec la température. A 20° elle est de 1236 km/h ; à 0° 1193 km/h ; à -50° 1078 km/h... Ca, c'est la "vitesse du son", fonction de la température. Quand je dis que chaque avion a sa valeur mach1, j'entends chaque avion qui vole, en fonction de la température extérieure.
Pour calculer sa vitesse réelle, il faut tenir compte de son "mach" de croisière. Exemple : un B777 vole à mach 0,84, soit à 84% de la vitesse du son ; s'il vole en altitude à -50°, sa vitesse réelle sera de de 84% de 1078, soit 905 km/h.
Pour un A380 qui peut voler à mach 0.90 on reprend le même calcul, etc...
Bon, en me relisant c'est pas très clair tout ça...

Est que l effet Doppler est à l origine de ce phénomène?

a écrit : Est que l effet Doppler est à l origine de ce phénomène? A l'origine du bang supersonique ? Non. L'effet Doppler n'a de sens que pour des vitesses infra-soniques.

a écrit : Ah ben ça serait bien pour ne plus paniquer une région entière comme le 25 février dernier !
Dans une grande partie de la région Rhône Alpes on a entendu un « boum » énorme, il s’agissait d’un mirage 2000 en entraînement mais apparement les conditions météo très favorables ce jour là on permis d’exporter le son
treees loin & surtout treeeeees fort, bcp plus que les autres fois où j’ai pu entendre un avion franchir le mur du son Afficher tout
Exact je suis de Bourg en Bresse et on l’a bien entendu, ça a fait la une des journaux locaux

a écrit : A l'origine du bang supersonique ? Non. L'effet Doppler n'a de sens que pour des vitesses infra-soniques. Après, si j'ai bien compris les explications des commentaires précédents, le bang supersonique est quand même bien une sorte de "déclinaison" de l'effet Doppler poussé à sa "limite" (à savoir quand la vitesse de déplacement de l'avion atteint la vitesse du son).

Certes, il ne se manifeste pas la même façon que l'effet Doppler que l'on connaît tous (la sirène plus ou moins aiguë selon que l'ambulance s'approche ou s'éloigne)
Mais c'est bien le même phénomène qui est en jeu, à savoir le déplacement d'un corps qui émet un son.

Ou bien j'ai loupé quelque chose ?

a écrit : Après, si j'ai bien compris les explications des commentaires précédents, le bang supersonique est quand même bien une sorte de "déclinaison" de l'effet Doppler poussé à sa "limite" (à savoir quand la vitesse de déplacement de l'avion atteint la vitesse du son).

Certes, i
l ne se manifeste pas la même façon que l'effet Doppler que l'on connaît tous (la sirène plus ou moins aiguë selon que l'ambulance s'approche ou s'éloigne)
Mais c'est bien le même phénomène qui est en jeu, à savoir le déplacement d'un corps qui émet un son.

Ou bien j'ai loupé quelque chose ?
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Il faudrait demander son avis à M. Doppler. Mais, à mon avis, ça n'a qu'un lointain rapport et il ne faut pas mettre l'effet Doppler à toutes les sauces même si on parle ici aussi de vitesse de propagation du son.

a écrit : Après, si j'ai bien compris les explications des commentaires précédents, le bang supersonique est quand même bien une sorte de "déclinaison" de l'effet Doppler poussé à sa "limite" (à savoir quand la vitesse de déplacement de l'avion atteint la vitesse du son).

Certes, i
l ne se manifeste pas la même façon que l'effet Doppler que l'on connaît tous (la sirène plus ou moins aiguë selon que l'ambulance s'approche ou s'éloigne)
Mais c'est bien le même phénomène qui est en jeu, à savoir le déplacement d'un corps qui émet un son.

Ou bien j'ai loupé quelque chose ?
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Effectivement ce sont les limites de l’effet Doppler. Dans les équations du modèle Doppler si la vitesse de l’objet = la vitesse du son, on atteint des fréquences perçues infinies car on un terme 1 - v/c au dénominateur.
On sort donc de l’effet Doppler pour entrer dans le modèle du cône de Mach.

Après quelques recherches sur le site de la Nasa, ils émettent quelques explications sur leur prototype. Le bang sonique aura toujours lieu car il est impossible d'y échapper. La création d'un front d'onde par compression de l'air est physiquement obligatoire à V>c.
Par contre, il est possible de modifier la propagation de l'onde sonore en altérant les flux d'air passant sur l'aéronef.
Pour un aéronef supersonique, la pointe du cône de Mach (double bang caractéristique due à la compression de l'air puis à sa décompression) se situe au niveau des ailes puis le front d'onde du cône se diffuse parallèle au sol.
La première idée de la NASA serait de modifier la forme des ailes afin que le cône soit perpendiculaire au sol, permettant ainsi à l'onde sonore de se diffuser plus longtemps dans l'atmosphère avant d'atteindre le sol.
Cela permettrait d'après leur estimations d'avoir un niveau de bruit ressenti au niveau du sol de 75 dB soit un peu moins qu'une automobile en mouvement.
La deuxième idée de la Nasa serait de créer plusieurs fronts d'onde afin de répartir la compression de l'air en plusieurs points de l'avion et ainsi ne pas avoir une seule onde de compression puissante. Il y aurait alors plusieurs bangs de moindre intensité.

Pour les curieux, sachez qu'il est possible de passer le mur du son dans l'eau (et théoriquement dans n'importe quel fluide d'ailleurs). D'autres problèmes apparaissent à cause de la densité élevée de l'eau tel que la cavitation mais l'armée américaine a réussi a créer des torpilles sous-marines supersoniques (dite supercavitantes). On retrouve d'ailleurs le phénomène de double-bang supersonique.

a écrit : On est tous un peu dans un dialogue de sourds :) Alors : comme le dit @Tbs etc... la vitesse du son se calcule exclusivement avec la température. A 20° elle est de 1236 km/h ; à 0° 1193 km/h ; à -50° 1078 km/h... Ca, c'est la "vitesse du son", fonction de la température. Quand je dis que chaque avion a sa valeur mach1, j'entends chaque avion qui vole, en fonction de la température extérieure.
Pour calculer sa vitesse réelle, il faut tenir compte de son "mach" de croisière. Exemple : un B777 vole à mach 0,84, soit à 84% de la vitesse du son ; s'il vole en altitude à -50°, sa vitesse réelle sera de de 84% de 1078, soit 905 km/h.
Pour un A380 qui peut voler à mach 0.90 on reprend le même calcul, etc...
Bon, en me relisant c'est pas très clair tout ça...
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Ah là d'accord, elle se -calcule- via la température, mais ce n'est pas la température qui définit la vitesse du son, c'est la masse volumique de l'air qui la définit.
Je lis bien sur wiki que:
"La propagation du son est d'autant plus rapide que la masse volumique du milieu et sa compressibilité sont petites."
Donc la vitesse du son est la même partout au niveau de la mer, que l'on soit en Antarctique où au cap d'Agde mais en avionique il est logique de se baser sur la température de l'air qui est liée à l'altitude et donc à la pression pour définir "mach", c'est à cause de ça que les explications ne me paraissaient pas claires, désolé.

En fait, on est sur la même longueur d'onde. ^^

a écrit : Ah là d'accord, elle se -calcule- via la température, mais ce n'est pas la température qui définit la vitesse du son, c'est la masse volumique de l'air qui la définit.
Je lis bien sur wiki que:
"La propagation du son est d'autant plus rapide que la masse volumique du milieu et
sa compressibilité sont petites."
Donc la vitesse du son est la même partout au niveau de la mer, que l'on soit en Antarctique où au cap d'Agde mais en avionique il est logique de se baser sur la température de l'air qui est liée à l'altitude et donc à la pression pour définir "mach", c'est à cause de ça que les explications ne me paraissaient pas claires, désolé.

En fait, on est sur la même longueur d'onde. ^^
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Vous parlez plus ou moins de la même chose depuis le début ^^ Vous vous souvenez pas de cette bonne vieille loi pv=nrt qui lie température pression et volume qu'on nous rabâche au lycée ? Si l'un varie l'autre varie nécessairement toutes choses égales par ailleurs.
Le son est une onde mécanique, qui a besoin d'un milieu pour se propager, et par conséquent sa vitesse varie avec les propriété de ce milieu. Il existe donc une vitesse du son dans l'eau très différente (qui correspond à plus de 5000km/h il me semble) et donc un mur du son dans l'eau à ces mêmes vitesses. Je trouve que le parallèle avec l'effet doppler est une bonne idée pour visualiser le phénomène. Lorsque qu'une ambulance se rapproche de nous sa vitesse "comprime" les onde sonore devant elle ce qui augmente la fréquence de ces ondes et produit un son plus aiguë. Avec un avion, ces fréquences se compriment jusqu'à se "chevaucher" , ce qui produit une détonation.

a écrit : Après, si j'ai bien compris les explications des commentaires précédents, le bang supersonique est quand même bien une sorte de "déclinaison" de l'effet Doppler poussé à sa "limite" (à savoir quand la vitesse de déplacement de l'avion atteint la vitesse du son).

Certes, i
l ne se manifeste pas la même façon que l'effet Doppler que l'on connaît tous (la sirène plus ou moins aiguë selon que l'ambulance s'approche ou s'éloigne)
Mais c'est bien le même phénomène qui est en jeu, à savoir le déplacement d'un corps qui émet un son.

Ou bien j'ai loupé quelque chose ?
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C'est pas très clair tout ça non plus.
L'effet Doppler est la perception d'une onde (sonore, lumineuse) par un observateur et varie en fonction de la direction et de la vitesse de l'observateur (moi au sol) en fonction de la direction et de la vitesse de ce qui génère cette onde (avion en vol).
Imaginons...
Je suis dehors et il y a du vent. Si je cours dans le même sens que le vent, j'aurai l'impression qu'il y a moins de vent et si je cours en sens contraire, l'impression qu'il y en a plus. Ca c'est l'effet Doppler.
Maintenant, je cours tellement vite que je rattrape le vent, à ce moment j'aurai l'impression qu'il n'y a plus du tout de vent, ça c'est le BANG supersonique, d'ailleurs, les pilotes qui dépassent le mur du son n'entendent pas le bang (encore heureux sinon on les ramasseraient avec un buvard^^)
Donc l'effet Doppler et le bang supersonique s'appuient effectivement sur les mêmes lois physiques mais sont deux conséquences différentes de ces lois.

J'ai pas mieux en stock! ^^

a écrit : C'est pas très clair tout ça non plus.
L'effet Doppler est la perception d'une onde (sonore, lumineuse) par un observateur et varie en fonction de la direction et de la vitesse de l'observateur (moi au sol) en fonction de la direction et de la vitesse de ce qui génère cette onde (avion en vol)
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Imaginons...
Je suis dehors et il y a du vent. Si je cours dans le même sens que le vent, j'aurai l'impression qu'il y a moins de vent et si je cours en sens contraire, l'impression qu'il y en a plus. Ca c'est l'effet Doppler.
Maintenant, je cours tellement vite que je rattrape le vent, à ce moment j'aurai l'impression qu'il n'y a plus du tout de vent, ça c'est le BANG supersonique, d'ailleurs, les pilotes qui dépassent le mur du son n'entendent pas le bang (encore heureux sinon on les ramasseraient avec un buvard^^)
Donc l'effet Doppler et le bang supersonique s'appuient effectivement sur les mêmes lois physiques mais sont deux conséquences différentes de ces lois.

J'ai pas mieux en stock! ^^
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Tu oublies l'exemple de la voiture qui vient vers toi, qui te rejoint, puis qui s'éloigne : 3 sons différents