L’avion expérimental X-59 de la NASA est unique : il est conçu pour voler plus vite que la vitesse du son, mais sans provoquer de puissant bang sonique. Pour confirmer la capacité du X-59 à voler de manière supersonique tout en produisant uniquement des « bruits sourds » sonores silencieux, la NASA doit être capable d’enregistrer ces sons depuis le sol. L’agence a récemment réalisé des tests visant à comprendre l’équipement et les procédures nécessaires pour réaliser ces enregistrements.
Les vols Carpet Determination In Wholety Measurements (CarpetDIEM) de la NASA ont examiné la qualité et la robustesse d’une nouvelle génération de systèmes d’enregistrement au sol, en se concentrant sur la manière de déployer les systèmes pour les tests du X-59 et de récupérer les données qu’ils collectent. Au total, les chercheurs ont installé 10 stations de microphone sur une étendue désertique de 30 miles près du centre de recherche Armstrong Flight Research Center de la NASA à Edwards, en Californie.
“Nous essayons de répondre à des questions telles que combien de personnes faut-il pour aller entretenir ces instruments quotidiennement, comment récupérer les données, combien de véhicules sont nécessaires – toutes ces sortes de choses sur notre façon de fonctionner, ” a déclaré Forrest Carpenter, chercheur principal de la troisième série de vols, connue sous le nom de CarpetDIEM III. “Nous apprenons en quelque sorte à danser maintenant, de sorte que lorsque nous arriverons au grand bal, nous serons prêts à y aller.”
Le X-59 lui-même ne vole pas encore, donc en utilisant un F-15 et un F-18 de la NASA Armstrong, les tests CarpetDIEM III ont impliqué 20 passages supersoniques avec des vitesses allant de Mach 1,15 à Mach 1,4, à des altitudes allant de 40 000 à 53 000. pieds. Trois des passes impliquaient un F-18 effectuant une manœuvre de plongée inversée spéciale pour simuler un bang sonique silencieux, l’un d’entre eux devenant aussi silencieux que 67 décibels perçus, une mesure du bruit perçu du jet pour un observateur au sol.
“Nous nous attendons à ce que le bruit sourd du X-59 soit aussi faible qu’environ 75 décibels de volume perçu”, a déclaré Larry Cliatt, chef de sous-projet pour la phase de validation acoustique de Quesst. “C’est beaucoup plus silencieux que le Concord, qui dépassait les 100 décibels de volume perçu.”
Afin de mesurer ces bruits sourds très silencieux, les systèmes d’enregistrement au sol utilisés lors des vols CarpetDIEM ont été calibrés pour mesurer jusqu’à environ 50 décibels de niveau sonore perçu, l’équivalent d’être dans une pièce avec un réfrigérateur en marche.
CarpetDIEM III a également validé l’utilisation de la surveillance dépendante automatique-broadcast, une technologie existante utilisée sur tous les avions commerciaux et la plupart des avions privés pour signaler la vitesse et la position. Ce système déclenche le début de l’enregistrement des systèmes d’enregistrement au sol.
« Nous ne pouvons pas avoir 70 personnes différentes dans chaque boîte d’instrumentation », a déclaré Cliatt. “Nous devions trouver un moyen d’automatiser ce processus.”
Les systèmes d’enregistrement sont conçus pour résister aux éléments du désert, à la chaleur extrême de l’été et au froid de l’hiver, ainsi qu’aux dommages causés par la faune, tels que les mastications des rongeurs, des coyotes et des renards.
“Lorsque nous arriverons à la phase 2 de la mission Quesst, nous prévoyons de réaliser ces enregistrements de bruits sourds pendant neuf mois”, a déclaré Cliatt. “Nous devons pouvoir disposer d’instruments et d’opérations capables de faciliter un déploiement aussi long.”
Une autre leçon apprise : le temps d’installation des stations d’enregistrement était d’un peu moins d’une heure, contre les 2 heures et demie prévues. Compte tenu des performances des systèmes, l’équipe évaluera s’il est nécessaire de visiter tous les sites chaque jour lors des tests de phase 2.
L’équipe a également découvert les processus de coordination et de documentation nécessaires à une telle recherche, à la fois avec des organisations internes, telles que les bureaux de l’environnement et de la sécurité de la NASA Armstrong, et avec des parties externes, notamment :
- Le Bureau of Land Management des États-Unis, qui a autorisé l’utilisation de terres publiques pour les tests.
- Les forces de l’ordre, qui ont contribué à sécuriser le site de test
- La Federal Aviation Administration, qui a autorisé les avions à réaction de la NASA à voler en dehors de l’espace aérien réglementé de la base aérienne d’Edwards afin d’effectuer une partie des tests CarpetDIEM.
Pour préparer la phase 2 de Quesst, les chercheurs prévoient d’organiser des séances de pratique en 2024, intégrant toutes les leçons apprises et les meilleures pratiques des trois phases de CarpetDIEM.
