Comment surfer sur une onde de choc supersonique

Les ondes de choc ne sont pas votre type d'onde sonore ordinaire. Ils se produisent dans l'air lorsque la vitesse du gaz change de plus que la vitesse du son, généralement lorsqu'il est poussé par un corps solide. Lorsque cela se produit, les ondes sonores ne peuvent pas s'échapper et forment ainsi une région de haute pression appelée front de choc.

Il est difficile d'imaginer pourquoi les ondes de choc pourraient être utiles, mais la tâche est rendue un peu plus facile aujourd'hui par Nick Parziale du California Institute of Technology à Pasadena et quelques amis qui expliquent comment surfer dessus.

Pour étudier les phénomènes, ils ont placé deux balles de nylon, l'une plus petite que l'autre, dans une soufflerie supersonique et les ont soufflées avec un tir d'air supersonique voyageant à Mach 4. Ils ont ensuite filmé l'onde de choc résultante avec une technique connue sous le nom de photographie de Schlieren.

Les balles commencent à se toucher mais commencent immédiatement à se séparer. Ce qui est intéressant, c'est que la trajectoire de la plus petite boule suit la vague d'étrave créée par la plus grosse boule. En d'autres termes, la plus petite balle surfe sur l'onde de choc créée par son plus grand partenaire.

Parziale et co ont également créé un modèle informatique 3D du mouvement dans lequel ils calculent la trajectoire des balles en calculant les forces aérodynamiques agissant sur elles à tout instant. Ils disent que l'effet est très sensible à la forme et à la géométrie du système, au cas où vous penseriez à atteindre votre planche de surf.

Ils publient les résultats sous forme de vidéo pour l'APS Gallery of Fluid Dynamics 2010.

Si vous vous demandez pourquoi quelqu'un s'intéresserait à ce genre de phénomène (autre que par simple curiosité), le surf sur les ondes de choc se produit régulièrement dans la nature lorsqu'un objet se déplaçant à une vitesse supersonique se brise. Un exemple bien connu est la rupture des météorites, lorsque les plus petits fragments enflammés surfent sur l'onde de choc du corps principal créant une sorte d'image 3D de la vague d'étrave.

Réf : arxiv.org/abs/1010.3248 : Enquête expérimentale sur le surf par ondes de choc

Vidéos: arxiv.org/src/1010.3248v2/anc

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