Bell X-1 brise le mur du son - Histoire

Bell X-1 brise le mur du son - Histoire

Le pilote d'essai américain, le capitaine Charles Yaeger, a franchi le mur du son le 14 octobre 1947. Yaeger a piloté un avion d'essai Bell X-1 qui a été largué d'un B-29 spécialement modifié. Yaeger a atteint une vitesse de 670 milles à l'heure à une altitude de 42 000 pieds.


Bell X-1 : Lâcher la bête orange qui a brisé le mur du son

Le premier Bell X-1, numéro de série. 46-062 - l'avion-fusée que Chuck Yeager a piloté après Mach 1 - repose sur Rogers Dry Lake dans le désert de Mojave.

Musée national de l'air et de l'espace

Le premier vol supersonique n'aurait pas été possible sans l'aide d'innombrables membres du personnel de soutien, y compris l'homme qui a supervisé le projet et piloté le vaisseau-mère B-29 du X-1.

Au cours des 70 dernières années, de nombreux livres, articles, documentaires et films ont raconté comment le pilote de l'US Air Force Chuck Yeager a franchi le mur du son dans un Bell X-1 le 14 octobre 1947. Mais Yeager était loin d'être le seul dans son poursuite de cette étape historique. Des dizaines d'autres personnes qui ont contribué au succès du projet sont largement passées inaperçues du grand public. C'étaient les ingénieurs et mécaniciens de Bell, l'équipe au sol et les hommes qui ont porté cette bête orange dans le ciel. Sans eux, le monde n'aurait jamais entendu parler de Yeager.

Premier avion de recherche américain propulsé par fusée, le X-1 a été conçu pour repousser les limites inconnues du vol à grande vitesse et à haute altitude avec une cellule superbement conçue et des moteurs de fusée à carburant liquide. En mars 1945, l'US Army Air Forces a passé un contrat avec Bell et le National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) pour développer le XS-1 (sa désignation d'origine) et le faire voler jusqu'à et au-delà de la "barrière" transsonique.

L'énorme B-29 Superfortress était le seul avion alors capable de soulever un X-1 entièrement ravitaillé à son altitude de lancement de 25 000 pieds. Bell a largement modifié le numéro de série Superfortress. 45-21800 pour accueillir le X-1, en enlevant la cloison entre les soutes à bombes, les portes de la baie et de grandes sections du fuselage pour le nez, les ailes, la queue haute et le stabilisateur de l'avion-fusée. Le retrait d'une grande partie de la coque du bombardier réduisait l'intégrité structurelle, de sorte qu'un longeron longitudinal en acier a été installé à travers la ligne médiane. Pour éliminer l'éblouissement de la peau en aluminium poli et fournir un point de référence très visible pour le pilote X-1, tout le dessous du B-29 a été peint en noir.

L'avion-fusée, peint en orange vif international, était suspendu à une manille de bombe D-4 standard, qui pouvait être libérée par le copilote du B-29. Une échelle escamotable permettait au pilote du X-1 de descendre et d'entrer dans la minuscule trappe tribord. Lui et le mécanicien navigant étaient protégés du vent glacial de 250 nœuds par un épais bouclier.

Les premiers tests ont été menés par les pilotes et les ingénieurs de Bell à Pinecastle Army Air Field en Floride. Au printemps 1946, l'ensemble du projet a été transféré au Muroc Army Air Field dans le désert de Mojave en Californie. Le lac Rogers Dry adjacent avait 65 miles carrés de pistes naturelles plates et beaucoup d'espace pour les atterrissages d'urgence.

À Pinecastle, une fosse avait été creusée dans la rampe pour que le X-1 soit hissé dans le bombardier, mais elle était mal conçue. Après le déménagement à Muroc, certains ingénieurs ont proposé d'utiliser une grue lourde pour soulever le B-29 de 70 000 livres au-dessus du X-1. Les têtes Saner ont cependant prévalu et une fosse améliorée a été creusée pour le X-1.


Un X-1 est hissé dans la soute à bombes du B-29. (NASA)

Bell et la NACA ont commencé des vols d'essai motorisés à Muroc à la fin de 1946. La NACA n'était pas pressée et au début de 1947, le X-1 n'avait atteint que 0,84 Mach. Mais l'armée de l'air voulait que cela se fasse le plus rapidement possible afin d'obtenir un avantage sur l'Union soviétique dans le développement d'avions militaires à grande vitesse. Alors que le programme se rapprochait de son objectif, le pilote d'essai en chef de Bell, Chalmers "Slick" Goodlin, a rencontré des secousses et une perte d'efficacité de l'ascenseur alors qu'il approchait de 0,86 Mach. Goodlin aurait exigé une prime salariale exorbitante pour faire passer le X-1 au-delà de Mach 1, incitant l'AAF à reprendre officiellement le projet le 30 juin 1947.

C'est ainsi que le major Robert L. Cardenas, chef de la section d'essais de bombardement de la base technique de l'AAF à Wright Field dans l'Ohio, a été appelé devant le colonel Albert Boyd, chef des essais en vol. Cardenas, maintenant âgé de 98 ans, a eu une carrière remarquable dans le kaki de l'armée et le bleu de l'armée de l'air.

"Le colonel Boyd a dit:" Major, nous reprenons le projet de mur du son de la NACA ", se souvient Cardenas. « J'ai déjà sélectionné le capitaine Yeager comme pilote, le lieutenant Bob Hoover comme remplaçant et le capitaine Jack Ridley comme ingénieur de vol et copilote. » Il a expliqué que je serais le commandant du B-29 et responsable de l'ensemble du projet, et il voulait qu'il être fait "progressif et bref".

Boyd, connu tout au long de Flight Test comme un superbe pilote et leader, a remis à Cardenas une note manuscrite. « Cette note répétait ce qu'il venait de me dire. Les mots clés étaient « progressif » et « bref. » »

Cardenas a déclaré qu'il avait rencontré Yeager, Hoover et Ridley, mais qu'il n'avait jamais travaillé en étroite collaboration avec aucun d'entre eux. « Chuck et Bob étaient tous les deux dans la section des combattants, nous n'avons donc pas eu beaucoup de contacts. Mais après avoir pris l'avion pour Muroc, nous nous sommes bien entendus. Hoover était un pilote exceptionnel et Ridley était un gars vraiment sympa qui était l'un des meilleurs ingénieurs de vol que j'aie jamais rencontrés.

Le succès au box-office de Philip Kaufman en 1983 Les bonnes choses, basé sur le livre de Tom Wolfe, raconte une version hautement apocryphe de la saga du mur du son. Cardenas et l'ingénieur de Bell Dick Frost ne sont même pas mentionnés, tandis que Ridley est décrit comme un acolyte décontracté et distributeur de gomme à Yeager. Mais la réalité est bien plus intéressante. Jackie "Jack" Ridley était l'un des ingénieurs les plus brillants de l'Air Force en 1947. Il avait été l'élève vedette du brillant aérodynamicien de Caltech Theodore von Kármán. Son esprit folklorique a conduit beaucoup à sous-estimer son esprit acéré comme un rasoir. Yeager, qui manquait de formation en ingénierie, s'est fortement appuyé sur Ridley pour comprendre les facteurs aérodynamiques impliqués dans la rupture de Mach 1. Cela a non seulement contribué à assurer le succès, mais a sauvé la vie du pilote plus d'une fois. Frost était le meilleur ingénieur de Bell sur le X-1. Sa familiarité innée avec l'avion-fusée et ses systèmes a été cruciale pour le succès du projet.

"Jack Ridley était presque un jumeau de Dick Frost", a déclaré Cardenas. « Ils venaient d'horizons différents, mais ils semblaient penser exactement de la même manière. Frost a géré tout le matériel direct et les modifications du X-1 après la prise de contrôle de l'Air Force.

Du 6 août au 12 octobre, Cardenas et son équipe ont emmené Yeager et le X-1 pour trois vols non motorisés et huit vols motorisés, chacun se rapprochant de l'objectif de Mach 1. Les vols étaient toujours effectués tôt le matin afin que Yeager ne pas avoir le soleil dans les yeux lorsqu'il a atterri sur le lit du lac.


Yeager (à gauche) et l'ingénieur de l'Air Force, le capitaine Jack Ridley, se tiennent à côté du 46-062, que le pilote a nommé "Glamorous Glennis" en l'honneur de sa femme. (Armée de l'air américaine)

La nuit précédant chaque vol, de l'azote liquide, utilisé pour entraîner les pompes à carburant et les commandes du X-1, a été pompé dans les 14 réservoirs sphériques. Ensuite, l'avion a été reculé dans la fosse de forme spéciale. Cardenas a dirigé le B-29 au-dessus de la fosse, guidé par les signaux du chef d'équipe Jack Russell et de l'autre équipe au sol. Lorsque la soute à bombes était directement au-dessus de l'avion X orange, de lourdes sangles étaient suspendues en dessous pour le hissage.

Russell était un mécanicien Bell qualifié et dévoué, responsable de l'entretien du X-1 et de son moteur-fusée XLR11 en état de fonctionnement. Bref, il s'est assuré que le X-1 était prêt à voler. "Sans Jack Russell, nous n'aurions pas atteint Mach 1", a déclaré Cardenas.

Avant l'aube, le B-29 a été remorqué jusqu'à l'installation de ravitaillement, où un pétrolier modifié a rempli le X-1 de 3 000 livres d'oxygène liquide et d'alcool éthylique. Le temps était compté, car le LOX a commencé à bouillir immédiatement, formant une couche de givre sur le fuselage. Pendant que Russell supervisait le chargement du carburant, Cardenas et son équipage ont effectué la vérification en amont du vol et ont tiré les hélices du B-29 avant de démarrer les moteurs.

Cardenas et le copilote Ridley ont conduit le B-29 jusqu'à la piste, avec Yeager assis sur une caisse de pommes vide derrière le pilote. Cardenas a déclaré que soulever le B-29 dans les airs avec le X-1 de 13 000 livres à bord était une opération délicate. "Le ventre du X-1 pendait à moins de deux pieds du sol", a-t-il expliqué. «Je ne pouvais soulever la roue avant qu'à environ huit pouces de la piste pour éviter de gratter la queue du X-1. J'ai regardé l'horizon par le nez. Il s'agissait de sentir l'air et d'utiliser mon expérience pour tirer sur le joug juste assez pour générer de la portance.

À 12 000 pieds, Yeager, avec Ridley derrière lui, a rampé à travers l'écoutille jusqu'à la soute à bombes sans pression. La température de l'air était bien en dessous de zéro et le courant d'air hurlait dans l'espace confiné. Vêtu uniquement d'une combinaison de vol et d'une veste en cuir, Yeager monta sur l'échelle située sur le côté droit de la soute à bombes, puis se faufila dans l'écoutille du X-1 à l'extérieur du B-29. Ridley est resté sur l'échelle alors que la porte du X-1 a été abaissée par un autre membre d'équipage. Il a aidé Yeager à le mettre en place.

Les étapes suivantes consistaient à déconnecter le X-1 de l'alimentation du B-29, puis à vérifier que sa batterie interne fonctionnait correctement. Après une vérification radio pour relier Yeager à l'équipage du B-29, le régulateur d'azote du premier étage a été utilisé pour pressuriser le LOX et les réservoirs de carburant.


L'équipe X-1 comprenait (de gauche à droite) Ed Swindell, Bob Hoover, Bob Cardenas, Yeager, Dick Frost et Ridley. (Centre d'essais en vol de l'USAF)

Cardenas a grimpé le B-29 à 25 000 pieds, en restant suffisamment près de Rogers Dry Lake pour que Yeager puisse planer vers un atterrissage en toute sécurité si le moteur-fusée du X-1 tombait en panne. "J'ai fait un long virage jusqu'à ce que nous soyons à environ 40 milles", a déclaré Cardenas. "Puis j'ai abaissé le nez du B-29 et avancé les manettes des gaz à 250 nœuds de vitesse indiquée."

Quand tout fut prêt, Cardenas commença son compte à rebours verbal de 10 à zéro. « J'ai levé la main pour que Ridley se prépare. Quand j'ai atteint zéro, j'ai laissé tomber ma main et il a tiré sur la poignée de déverrouillage.

Une fois que Yeager a été libéré du B-29, il était seul à l'exception des deux avions de chasse Lockheed F-80, pilotés par Frost et Hoover. Frost a volé à basse altitude pour la chute initiale au cas où quelque chose se passerait mal, ce qui était souvent le cas. En tant que pilote d'essai expérimenté et l'un des premiers hommes à piloter le X-1, il savait comment résoudre ou gérer la plupart des problèmes.

Hoover, dont on se souvient aujourd'hui comme l'un des meilleurs pilotes d'Amérique, a volé en haute poursuite à environ 10 milles du B-29 pour donner à Yeager un point de visée. Après que les quatre chambres de fusée du X-1 se soient enflammées, il est passé devant Hoover comme s'il était immobile.

Pendant ce temps, Cardenas et Ridley encerclaient pour un atterrissage. "Une fois que nous avons laissé tomber Chuck, tout ce que nous pouvions faire était de regarder sa traînée blanche s'éloigner dans le ciel bleu", a déclaré Cardenas.

Chaque vol présentait des défis, et l'un d'eux s'est presque soldé par un désastre lorsque Ridley a tiré le déclencheur et que le X-1 n'a pas réussi à se libérer. Après s'être entretenu avec le copilote, Cardenas a dit à Yeager de larguer le carburant du X-1 et de remonter dans le B-29. « Il ne pouvait vider qu'environ la moitié du carburant », se souvient Cardenas. "J'ai dû faire un atterrissage à trois points presque parfait pour empêcher le X-1 de heurter le sol."

Au cours d'un vol, le pare-brise de Yeager a tellement gelé qu'il ne pouvait pas voir, alors Dick Frost l'a convaincu d'atterrir à l'aveugle en toute sécurité sur le lit du lac. Le problème de givrage a persisté jusqu'à ce que l'indispensable Jack Russell propose une solution simple. Avant chaque vol, il appliquait une couche de shampooing Drene sur la surface intérieure de la voilure. Cela a résolu le problème et ils ont continué à l'utiliser même après que l'Air Force ait trouvé un produit chimique qui coûtait 18 $ la bouteille.

Lors du septième vol propulsé, début octobre, l'équipe a heurté une véritable barrière qui menaçait d'arrêter tout le programme.

"Chuck a perdu l'efficacité de l'ascenseur à 0,92 Mach", a expliqué Cardenas. « Nous nous sommes tous assis dans le hangar et avons discuté de ce qu'il fallait faire. Frost a déclaré: « Eh bien Bob, je pense que cette onde de choc se rapproche de la charnière de l'ascenseur et l'efface. Mais nous avons construit le stabilisateur horizontal pour qu'il puisse être déverrouillé pour être levé et abaissé. Je peux le faire passer dans le hangar et mettre un engrenage à vis sans fin vertical à utiliser avec le système à l'azote. Cela permettrait à Chuck de l'ajuster en vol. » Je me suis tourné vers Ridley et lui ai demandé : « Jack, pensez-vous que cette queue va s'envoler la première fois que Chuck essaiera de l'ajuster en vol ? Je ne sais pas, Bob.

Cela a mis Cardenas en tant que chef de projet dans une position difficile. Il devait décider s'il autorisait Frost et Russell à modifier le stabilisateur du X-1 et courait le risque de l'arracher à 0,92 Mach. S'il avait suivi le protocole normal, il aurait renvoyé le X-1 à Wright Field pour une analyse structurelle complète par une équipe d'ingénieurs de Bell et de l'Air Force. Cela prendrait des semaines. Mais il avait un as dans le trou. « J'ai eu cette note du colonel Boyd », dit-il avec un sourire. "Il voulait que le projet soit fait" bref ". Alors j'ai dit à Dick:" Lancez-le dans le hangar et faites-le. " J'ai pris la responsabilité. Je savais que Dick et Jack feraient de leur mieux pour que cela fonctionne.

Lors du vol suivant, alors que Yeager approchait de .92 Mach, les ondes de choc ont percuté la gouverne de profondeur, rendant ses commandes de tangage inutiles. Mais la merveilleuse modification de Dick Frost a sauvé la situation alors que Yeager a baissé le stabilisateur de deux degrés et a repris le contrôle. À .94 Mach, les secousses ont complètement cessé.

L'objectif ultime de l'équipe était à portée de main, mais Cardenas eut bientôt une autre préoccupation sérieuse en tête. "Deux nuits avant d'essayer de casser Mach 1, j'ai reçu un appel de quelqu'un. Je ne sais pas qui c'était, mais l'appelant a dit que Chuck avait heurté une clôture sur son cheval au Pancho's [Pancho Barnes' Happy Bottom Riding Club] et s'était cassé deux côtes. « Je sais ce qu'il a à faire », a déclaré l'appelant, « et je sais que vous êtes responsable. Je pensais que tu devais le savoir.’ À partir de ce moment-là, j’ai eu beaucoup de choses à penser. Dois-je retirer Chuck du vol et le donner à Hoover ? Bob était un pilote formidable, mais je lui devais de le laisser faire quelques vols propulsés avant d'essayer de devenir supersonique. Mais Boyd voulait que ce soit bref. C'était dans ma tête depuis deux jours. Si je laissais Chuck voler et qu'il lui arrivait quelque chose, ce serait de ma faute. Mon cou était sorti d'un mile.

Yeager ignorait que Cardenas était au courant des côtes cassées. « Chuck n'a jamais rien dit », se souvient Cardenas, « et Hoover a également gardé le silence. »

Il ne faisait aucun doute que Yeager pouvait tenter Mach 1 même avec des côtes cassées. Mais après avoir grimpé dans le X-1, il devrait encore fermer et verrouiller la trappe, ce qui nécessiterait un levage et un effet de levier lourds.


Un deuxième B-29 et un Lockheed F-80 accompagnent le vaisseau-mère B-29 alors qu'il déchaîne le X-1. (Armée de l'air américaine)

Jack Ridley a proposé une solution simple, en utilisant un manche à balai. C'est devenu l'une des légendes entourant l'histoire du X-1. Dans Les bonnes choses, Ridley coupe un morceau du balai utilisé par Russell.

"La partie du film où Ridley coupe le balai de Jack Russell est trompeuse", a commenté Cardenas. « Russell était chargé de l'entretien du X-1. Et cela signifiait aussi le garder propre. Il était un fanatique de garder le sable et la poussière hors du hangar. Il balayait et nettoyait constamment. Ce X-1 était son bébé. Mais dans le film, son vrai rôle n'est même pas mentionné.

Dans la nuit du 13 octobre, Cardenas, après avoir pesé tous les facteurs de succès ou d'échec, a décidé de laisser Yeager tenter de briser Mach 1. Mais la tension entre le personnel de l'Air Force, les scientifiques de la NACA et les ingénieurs de Bell était palpable. Le matin du 14 octobre n'était pas différent de la routine qui a commencé à Pinecastle près de deux ans plus tôt, à une exception majeure.

« J'étais en train de passer notre contrôle en amont habituel lorsqu'un F-80 a atterri sur la base », se souvient Cardenas. « Je suis allé voir qui c'était. Le colonel Kendall Paul, l'un des adjoints de Boyd, descend. Je lui ai demandé ce qu'il faisait là-bas et il m'a répondu : "Bob, je suis ici pour être ton copilote aujourd'hui." J'ai tout de suite su que Boyd avait appris l'existence des côtes cassées de Chuck. Il a envoyé Paul pour être celui qui a réellement laissé tomber le X-1. Boyd savait que mon cou était sorti d'un mile. Il a pris la responsabilité. C'est le genre de leader qu'il était. Il a soutenu ses hommes.

Cardenas et son équipage ont porté le X-1 à 25 000 pieds. Le colonel Paul a tiré le déclencheur et l'avion-fusée s'est détaché.

Ce jour-là, le ciel de Muroc a été secoué par un bang sonique. "Nous avons entendu dire que son compteur de Mach avait fluctué à Mach 1,06", a déclaré Cardenas. "Chuck avait brisé la barrière et c'était génial, mais il n'était qu'un homme dans une grande équipe. C'est Chuck qui l'a fait, mais il était loin d'être seul dans le ciel.

Aujourd'hui, le ciel au-dessus de l'Air Force Test Center d'Edwards AFB résonne des sons d'avions militaires et de recherche avancés. Le lit du lac sert toujours d'aérodrome, marqué par de longues files de pistes et de zones de taxis. La fosse spéciale pour le X-1 est toujours là, un étrange vestige d'une époque disparue. Mais les hommes qui ont fait le premier saut dans l'ère supersonique sont pour la plupart partis. Jack Ridley est mort dans un accident d'avion au Japon en 1957. Aujourd'hui, le centre de contrôle de mission d'Edwards est nommé en son honneur. Dick Frost a ensuite développé des systèmes d'évacuation et d'autres avions à grande vitesse. Il est décédé en 1996. Jack Russell est décédé en 1997. Outre Chuck Yeager, seul Bob Cardenas, aujourd'hui général de brigade à la retraite vivant à San Diego, porte le flambeau de la première incursion de l'humanité dans le royaume supersonique.

Contributeur fréquent Mark Carlson est l'auteur de Voler au cinéma : un siècle d'aviation dans les films 1912-2012 et L'escadron perdu des Marines : l'Odyssée du VMF-422. Lectures complémentaires : Cloche X-1, par Peter Davies Vol supersonique : franchir le mur du son et au-delà, par Richard P. Hallion et Chasser le démon, par Dan Hampton.

Cette fonctionnalité a été initialement publiée dans le numéro de mai 2019 de Histoire de l'aviation. Abonnez-vous ici !


Cloche X-1

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Cloche X-1, aussi appelé X-1, avion de recherche supersonique propulsé par fusée américain construit par Bell Aircraft Corporation, le premier avion à dépasser la vitesse du son en vol horizontal. Le 14 octobre 1947, un X-1 lancé depuis la soute à bombes d'un bombardier B-29 et piloté par le capitaine de l'US Air Force Chuck Yeager au-dessus du désert de Mojave en Californie a franchi le mur du son de 1 066 km (662 miles) par heure à une altitude de 13 000 mètres (43 000 pieds) et atteint une vitesse maximale de 1 126 km (700 miles) par heure, ou Mach 1,06.

Conçu exclusivement pour la recherche, le X-1 avait des ailes minces et non balayées et un fuselage inspiré d'une balle de 0,50 pouce. Sa longueur était de 9,4 mètres (31 pieds) et son envergure de 8,5 mètres (28 pieds). Il était propulsé par un moteur-fusée à carburant liquide conçu, construit et testé par l'ingénieur américain James Hart Wyld. L'expérience acquise lors des tests X-1 a conduit au développement de l'avion-fusée X-15.

L'avion record piloté par Yeager réside maintenant au National Air and Space Museum de la Smithsonian Institution à Washington, D.C.

Les rédacteurs de l'Encyclopaedia Britannica Cet article a été récemment révisé et mis à jour par Amy Tikkanen, directrice des services correctionnels.


Bell X-1 brise le mur du son - Histoire

Un contrat a rapidement été attribué à Bell pour la construction de trois avions XS-1 (supersonique expérimental - 1), bien que la partie « S » de la désignation ait ensuite été abandonnée. Le fuselage a été modelé d'après une balle de calibre .50 pour réduire la traînée. La forme corpulente fournissait également un volume interne important pour un puissant moteur de fusée, du carburant et un équipement de collecte de données.

Bien que le X-1 ait été conçu à l'origine pour des décollages conventionnels, tous les vols sauf un ont été transportés en l'air par un avion-mère B-29 ou B-50 Superfortress. Le X-1 a été élevé à une altitude de 20 000 pieds (6 100 m) avant d'être relâché pour allumer ses moteurs-fusées. Cette technique était avantageuse car elle améliorait la sécurité des opérations au sol et augmentait également considérablement les performances de l'avion.

Le programme d'essais en vol a commencé par quelques essais de plané et de vols propulsés, mais le vol le plus important du X-1 a eu lieu le 14 octobre 1947. C'est à cette date que le capitaine Charles Yeager est devenu le premier pilote à franchir le " mur du son " lorsqu'il a atteint Mach 1,06 à 43 000 pieds (13 120 m) au-dessus du désert de Mojave près de Muroc Dry Lake, en Californie. Quelques jours plus tard, le X-1-1 établit également un record d'altitude en atteignant 71 900 ft (21 935 m).

Après la perte du X-1-3 dans un accident au sol, la NASA a commandé trois autres exemplaires appelés X-1A, X-1B et X-1D pour explorer le vol à Mach 2. Chuck Yeager a établi un nouveau record de vitesse de Mach 2,44 à bord du X-1A en 1953, mais ce modèle et le X-1D ont été perdus à la suite d'explosions de propulsion. Malgré ces dangers, le X-1-2 a été reconstruit en tant que X-1E pour mener d'autres expériences à Mach 2 et au-delà. Ce modèle est devenu l'un des plus rapides et des plus hauts volants de la série grâce à son poids et sa traînée réduits.

Le programme X-1 a été achevé en 1958, mais son impact sur l'histoire de l'aviation est considérable. Les trois modèles X-1 survivants, y compris le X-1-1 historique, ont été conservés sur des sites à travers le pays.

Données ci-dessous pour X-1-1
Dernière modification le 27 septembre 2009


Comment le travail d'équipe a aidé le X-1 à briser le mur du son

Il y a 71 ans, le 14 octobre 1947, le capitaine de l'US Army Air Force Chuck Yeager a piloté la fusée Bell X-1 lors du premier vol réussi de l'histoire après Mach 1. Il a franchi le soi-disant mur du son, mais beaucoup de d'autres murs ont été démolis pour l'y amener.

Objectifs de l'après-guerre

Vers la fin de la Seconde Guerre mondiale, les chasseurs propulsés par des hélices atteignaient des vitesses supérieures à 400 mph. Les jets les ont laissés derrière eux et il était clair que la vitesse du son (750 mph au niveau de la mer) était à portée de main. Il y avait cependant un problème : l'outil essentiel de collecte de données des aérodynamiciens, la soufflerie, n'était pas à la hauteur. Il n'y en avait aucun qui pouvait pousser l'air au-delà du son de la vitesse de manière pratique. Alors que la plupart des ingénieurs se moquaient de l'idée d'un soi-disant mur du son, il était clair que le vol supersonique avait des défis inconnus et que la conception pour eux était intimidante.

En 1944, les dirigeants de la première agence de recherche aéronautique américaine, le National Advisory Committee for Aeronautics (NACA, prédécesseur de la NASA), pensaient que les souffleries supersoniques devraient attendre. Il était temps d'aller de l'avant et de développer des avions utilisés expressément pour rechercher le nouveau royaume de Mach 1. La marine et l'armée, cherchant à assurer la domination aérienne de l'après-guerre, ont accepté.

Par charte, la NACA ne pouvait pas construire d'avions. Depuis sa fondation en 1917, elle a été impliquée dans la recherche aéronautique en utilisant des avions standard, des souffleries et d'autres moyens pour faire progresser l'art et la science de l'aviation. Les militaires avaient également leurs bras de recherche, y compris le Navy Bureau of Aeronautics et le Air Force Material Command, et ils voulaient une plus grande part dans le développement de nouveaux avions. En 1944, ils ont tous combiné leurs forces pour la première fois et se sont tournés vers plusieurs entreprises américaines pour concevoir, construire et tester un avion de recherche supersonique. C'était une alliance unique, et elle a connu des débuts difficiles.

Bell Aircraft dans l'État de New York a remporté un contrat avec l'Air Force et la NACA pour le MX-653 propulsé par fusée, de la taille d'un chasseur. La Marine est restée à bord mais s'est scindée dans une autre direction avec des modèles d'avions Douglas à réaction. Les moteurs-fusées ont été choisis pour le MX-653 car ils produisaient plus de poussée que les jets. L'inconvénient était qu'ils ont épuisé son approvisionnement en carburant en 10 minutes environ. Il est vite devenu évident que le concept original de l'avion décollant du sol et grimpant à son niveau de vol optimal à 30 000 pieds ne laisserait pas assez de jus pour devenir supersonique. Tout ce que l'on voulait, c'était deux bonnes minutes de vol en palier pour atteindre Mach 1 (plonger pour la vitesse, c'était comme tricher). Ce plan a donc été abandonné en faveur de la suggestion de Bell d'utiliser un B-29 modifié pour transporter l'avion dans son ventre à environ 20 000 pieds, où il serait libéré et se dirigerait joyeusement vers l'inconnu. Le vol se terminerait par un vol plané vers la piste.

Le MX-653 a été conçu avec une contribution considérable de la NACA, pas toujours bien accueillie par Bell. Il y a eu des différends sur la supervision, sur les pilotes de Bell ou de la NACA qui piloteraient l'avion et sur l'endroit où l'avion devrait être testé (la NACA voulait voler sur sa base d'attache à Langley, en Virginie).

Étapes finales

Alors que l'avion touchait à sa fin en novembre 1945, l'armée de l'air, avec une fermeté paternelle, édicta la loi pour faire avancer les choses. Il désigne également l'avion XS-1 (pour Experimental Supersonic-1). Et d'ailleurs, un autre XS-1 devait également être fabriqué (en utilisant des ailes plus épaisses), et une fois qu'ils volaient, un autre.

En décembre 1945, le XS-1 #1 était prêt à voler. La NACA a perdu sa bataille à cause du mauvais temps hivernal de la Virginie. Pour poursuivre le programme, des vols d'essai en vol plané ont commencé en janvier à la base aérienne de Pinecastle, en Floride, avec un pilote de Bell aux commandes. Pendant ce temps, des plans étaient en cours pour tout déplacer vers l'avant-poste isolé de l'Air Force dans le désert au nord de LA, la base aérienne de Muroc. Le groupe NACA n'était pas content. Ils devraient déménager complètement et s'installer. Tant pis.

En juin 1946, l'armée de l'air voulait régler cette affaire de mur du son et passer à des vols plus hauts et plus rapides. Il a établi un plan : l'Air Force mettrait le XS-1 n°1 sur la voie rapide jusqu'à Mach 1 en utilisant l'un de ses pilotes, tandis que la NACA peut utiliser le XS-1 n°2 pour poursuivre les vols de recherche à son rythme glacial avec les pilotes de la NACA. .

Après 12 autres vols d'essai avec le pilote de Bell Slick Goodlin, le XS-1 #1 est remis au capitaine Yeager, 24 ans, le 6 août 1947. Il brise Mach 1 lors de son 13e vol (dont un vol en XS- 1 #2).

Un héritage du travail d'équipe

Le programme XS-1 a involontairement accompli bien plus que son objectif supersonique. Il a réuni pour la première fois les meilleurs de la communauté scientifique de l'aviation, de l'armée et de l'industrie pour poursuivre une mission commune dans un domaine de vol inconnu. Les egos belligérants et les guerres de territoire ont finalement été résolus lorsque les joueurs ont été contraints de travailler ensemble et de former une nouvelle communauté à la base aérienne de Muroc. Ce n'est qu'alors que Muroc s'est épanoui en tant que sanctuaire pour les ingénieurs brillants et les voyageurs inadaptés avec le bon matériel. Rebaptisée Edwards Air Force Base, c'est depuis l'endroit indiscipliné qui a influencé à peu près tous les aspects du vol (sur Terre et dans d'autres mondes).

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* Cet article a été initialement publié dans le numéro de septembre/octobre 2017 d'Aloft et a été mis à jour pour la distribution numérique.


Histoire de Mach 1 : il y a 73 ans, Yeager brise le mur du son

Le 10 juin 1948, l'US Air Force confirmé ce Capt. Chuck Yeager avait atteint à plusieurs reprises des vitesses supersoniques dans le Bell X-1.

Fond

Mais c'était sur 14 octobre 1947, que Chuck Yeager, aujourd'hui âgé de 97 ans et général de brigade (à la retraite), réellement franchi le mur du son pour la première fois.

Je l'ai rencontré à l'occasion de son 50e anniversaire de cette date antérieure à Washington DC, le 14 octobre 1997 — lorsqu'il a pris sa retraite en tant que consultant militaire et a de nouveau franchi le mur du son, cette fois dans un F-15.

C'est à cette occasion en 1997 qu'il s'exprimait à la Musée de l'air et de l'espace Smithsonian. Il nous a raconté comment il l'a fait, dans la salle juste à côté de la galerie où le Cloche X-1 avion fusée est accroché. C'est un homme avec “The Right Stuff.” En effet, vous avez vu ses exploits dans le film de ce nom.

Yeager dans un F-15, 1997

[ J'ai enregistré ce qui suit dans l'obscurité depuis la rangée arrière d'un cinéma IMAX au Smithsonian Air & Space Museum lors de l'événement de 1997 en tapant sur mon ordinateur de poche Psion. La transcription est un peu approximative et je n'ai pas compris toutes les parties techniques. Il est incroyablement vif pour ‘seulement’ avoir un diplôme d'études secondaires. Il a une prédilection pour le langage "coloré". ]

Yeager atteint Mach 1

Bell X-1 au Smithsonian Air & Space Museum

“Ce matin, avant cette conférence, ils m'ont mis dans une nacelle élévatrice et m'ont hissé jusqu'au X-1. Était ce effrayant? Zut, d'habitude j'y montais à plusieurs kilomètres dans les airs. Il y a 48 ans était le dernier vol du X-1. Quand je suis entré aujourd'hui, j'ai trouvé un sou par terre de 1950.

“En 1942-3, le major Cocher de Wright Field a conçu l'idée du vol supersonique car ils étaient à 60-80% de Mach. La NACA, l'ancêtre de la NASA, contrôlait tous les vols de recherche. En 1944, l'Army Air Corp a contracté deux X-1 de Bell Aircraft Company.

« Ceux-ci étaient pilotés par des pilotes de Bell. Slick Goodwin avait négocié un bonus de 150 000 $ pour 1,1 Mach. Avant cela, il n'avait obtenu que 10 000 $ pour 0,8 Mach pour la phase 1. Mais l'armée ne dépensait que 3 millions de dollars pour l'ensemble du programme. Wright Field a proposé des testeurs militaires, comme moi, gratuitement.

Après la Seconde Guerre mondiale

« Je suis rentré de la guerre en janvier 1945 et j'ai obtenu mon diplôme en août. Sur 120 pilotes, moi, pilote de maintenance, j'étais leur premier choix. À Muroc [Air Force Base], le X-1 a utilisé de l'oxygène liquide (LOX) pour un vol de 2,5 minutes. J'ai été lancé à partir d'un B29 de 25 à 26 km de haut. Il y avait 5 000 livres. d'azote liquide à lancer pour pressuriser le LOX et l'eau-alcool. Nous étions au courant de la turbulence subsonique des P51, P80 et P84 pendant la guerre. Par conséquent [et il a utilisé "en conséquence" dans presque toutes les autres phrases], le conducteur du B29 nous a fait monter à 10 km, puis je suis monté dedans.

Je lui ai ensuite demandé si c'était vrai ce que nous avons vu dans le film "The Right Stuff" qu'avant le vol, il est tombé de cheval et s'est cassé des côtes.

“Non, ce serait de la cruauté envers les animaux ! En fait, le cheval a heurté une clôture,” il a dit.

“Un avion de chasse B80 suivi. Nous avons plongé dans le B29 à 240 mph. Il y avait quatre interrupteurs pour allumer chacun des quatre moteurs. Il fait très sombre sous l'avion, puis très lumineux après mon lancement et ma sortie de sous le B29.

“Nous avons d'abord effectué neuf vols. Mais le 7e vol était de .94 Mach et l'avion cabrait. Vous dites quelque chose à quelqu'un assez souvent pour commencer à le croire vous-même. Je passerais à 2G (gravités) parce que l'efficacité de l'ascenseur se perdait à mesure que l'onde de choc reculait, mais je ne pouvais pas tourner. Donc, au stabilisateur horizontal, nous avons mis de l'huile 3-en-1 [et développé la “flying tail”]. Le compteur de Mach ne va qu'à 1,0 Mach mais le tremblement s'est arrêté à 1,07 Mach. C'était le 14 octobre. Le 18 septembre, l'Army Air Force est devenue l'US Air Force.

Doit aller plus vite

« Maintenant, cela a ouvert la boîte de Pandore. Nous devions atteindre Mach 2. J'ai piloté beaucoup de moteurs GE et je suis heureux qu'ils parrainent ces conférences afin que vous puissiez voir comment l'argent de vos impôts est dépensé. Cela ne me dérangeait pas que mon vol soit [précédemment] «classé» parce que nous alimentions des informations dans la recherche où nous avons ajouté une queue volante plutôt qu'un stabilisateur horizontal fixe. [Cela a aidé l'effort des avions de guerre,] Les F86 contre MiG étaient meilleurs parce que nous avons abattu 10 à 1 en Corée. Nous avons offert 100 000 $ et la citoyenneté américaine pour un MiG et un lieutenant nord-coréen en a fait voler un. Il a fallu 5 ans aux Français, aux Britanniques et aux Soviétiques pour le comprendre [la queue volante].

Il y avait les X-1, X-2, X-3, X-4, X-15, qui étaient des dates de contrat mais le X-4 était le plus avancé de Northrop. Le DH108 est allé à .94 Mach, mais si vous ne reculiez pas lorsqu'il tangait, lacetait et roulait, il deviendrait divergent.

“L'aiguille X-3 plongeait à 1,06 mais était instable. Le X-5 a été la première aile de balayage qui est entrée dans le F111. We could sweep 20-60 degrees.”

Yeager Hits Mach 2

“The X-1A used hydrogen peroxide for steam to drive the LOX. It weighed not 12K lbs. loaded/6K lbs. empty, but 15K lbs. loaded/5K lbs. empty and could go 4 minutes [not 2.5 minutes].

“On the first of November 1953, I did the first flight, shortly after 50th anniversary (Dec 17) of Wright Brothers’ flight… 4.5 minutes of flight after being launched from B50, 3 engines at 36K feet. We’d go to 60K feet at 1.5 Mach. Bell engineers suspected at 2.3 Mach, it would go ‘squirrelly’ because the shock wave would hit the stabilizer. On the 4th flight: 0.8 Mach at 45K feet and the pressure suit’s faceplate would fog up and I couldn’t see anything.

“I was sitting in front of the frozen gas and we didn’t do anything to heat the cabin. I’d ‘push over’ At 60k feet and I was getting level at 80K feed and I was doing 31 miles per minute. I hit 2.3 Mach and it yawed to the left. At 40 degree, I was at full right rudder, 3 Gs. Now I was revolving twice a second [out of control]. I was hitting high Gs and was disoriented. I think my helmet hit the canopy. I turned up the rheostat to defog the flight suit faceplate.

“At 25K feet I pulled out 60 miles away from the base. All in 51 seconds. Here’s the [now declassified] transcript with some West Virginian colloquialisms. [ He showed it along with and a short film of his revolutions before the camera broke loose. ]

“On December 12, before the flight at 4:30 AM that morning I went duck hunting. I got home afterward and my wife Glennis [for which the X-1 is named ‘Glamorous Glennis’] saw my bloodshot eyes from pulling Gs and she said, ‘What happened to you?’ At 5 PM that day I gave a talk at the Army-Navy Club and got home at 1 am the next morning.”

Q&A afterward

Q: What’s your favorite plane and your least favorite?

A: “My favorite plane is always the latest plane I’ve flown. They’re like luxury cars. I’m flying the F-22 and F-23. I flew some Harrier’s I didn’t like.”

Q: Did you ever want to fly in the space program, the Shuttle for example?

A: “I wouldn’t have minded the left-hand seat, but I wouldn’t want to be one of the guys in the back barfing into his beard. But I couldn’t fly the space program because it required a college degree, and I only had a high school education.”

[ It was a real treat, following his talk, to get his autograph for my son in front of a picture of the Mars Sojourner robot, powered by Java. “…from generation to generation.” ]


What about Humans Breaking the Sound Barrier?

Now, let’s talk about humans getting to transonic speed. Human-powered objects have been doing it for millennia—the crack of a bullwhip is the tip creating a small sonic boom as it crosses the sound barrier—but the first people to get close were World War II pilots.

In dives, propeller aircraft, such as the Mitsubishi Zero, Supermarine Spitfire, and Lockheed P-38 Lightning, could all get close enough to the transonic range to experience problems. It led to plenty of crashes where the increased aerodynamic pressure on the control surfaces made it impossible for the pilot to pull out of the dive, although aircraft manufacturers mostly solved the issues with later models.

During WWII, some pilots claimed they’d broken the sound barrier in a dive, although their reports aren’t considered very credible. Airspeed indicators aren’t accurate in the transonic range, and the planes they were using generally started to experience serious problems above Mach 0.85. For example, every flight over 0.84 the P-51 Mustang flew caused vibration damage to the aircraft. A Spitfire taken to Mach 0.92 was forced to land after the engine was damaged by over-revving. It’s possible that some fighter pilot broke Mach 1.0 in a propellor plane a during dive, however, it’s just that they died doing it.

The first credible person who may have broken the sound barrier was Lothar Sieber, a test pilot in the Luftwaffe. He was flying a Bachem Ba 349 Natter, an experimental vertical takeoff rocket-powered plane—in other words, he was sitting on top of a missile. The flight lasted just 55 seconds, and he flew almost 9 miles before crashing into the terrain and dying. While the flight speed wasn’t tracked, it’s the first instance of someone piloting an aircraft undeniably capable of exceeding Mach 1. Unmanned missiles, like the German V-2, were by then hitting Mach 4.

During the war, the British and U.S. militaries researched high-speed supersonic planes, but it wasn’t until after the war that their efforts paid off. Bell Aircraft company developed the Bell X-1 based on the British Miles M.52. It was in this plane that the first human broke the sound barrier in level flight.


Air Force Legend Chuck Yeager Broke the Sound Barrier–but Was He Really the First in History?

Trailblazing U.S. Air Force pilot Charles “Chuck” Elwood Yeager made history in 1947 as the first person to break the sound barrier in level flight. His triumph inspired a book and a movie, while the decorated flight pilot’s career soared for seven decades.

Yeager enlisted in the Army Air Corps in 1941 and gained a solid reputation as a fighter pilot during the Second World War.

The young pilot was then chosen to test the Bell X-1 supersonic research plane in 1947 after completing Flight Performance School Yeager named the craft “Glamorous Glennis” after his wife of two years at the time.

Yeager sitting in the Bell X-1 cockpit, from a print signed by Yeager at Edwards Air Force Base (Jack Ridley)

In October 1947, Yeager flew to 43,000 feet and hit 700 miles per hour over the Mojave Desert, becoming the first human ever to break the sound barrier, also known as Mach 1.

Amazingly, Yeager had broken two ribs in a horse-riding accident just days before the record-breaking flight. Yet, he was philosophical about his injury. “If it became physically impossible to climb into the X-1, then I’d scrub the mission,” Yeager told Popular Mechanics in 1987, adding, “If I could get into the pilot’s seat, I knew I could fly.”

(Left to right) Captain Charles “Chuck” Yeager, Major G Lundquist, and Captain J Fitzger (Keystone/Getty Images)

Yeager went on to describe the record-breaking moment itself.

“The airplane was allowed to continue to accelerate until an indication of .965 on the cockpit Machmeter was obtained,” he said. “At this indication, the meter momentarily stopped and then jumped up to 1.06, and the hesitation was assumed to be caused by the effect of shock waves on the static source.”

The record-setting pilot had flown at supersonic speeds for 18 seconds. “There was no buffet, no jolt, no shock,” he recalled. “Above all, no brick wall to smash into. I was alive.”

“Glamorous Glen III,” Yeager’s P-51D during the Second World War (U.S. Air Force)

After his historic achievement, Yeager ascended the ranks from captain to commander and trained military pilots to become astronauts. He retired from the Air Force in 1975.

Four years later, Yeager was featured in Tom Wolfe’s book “The Right Stuff” and its 1983 film adaptation, in which he played a cameo role as a bartender. He was awarded the Presidential Medal of Freedom in 1985.

Yeager’s feat became the subject of some controversy after the publication of Dan Hampton’s 2018 book “Chasing The Demon: A Secret History of the Quest for the Sound Barrier and the Band of American Aces Who Conquered It.”

Yeager holding a model of the Bell X-1 aircraft in New York City on Oct. 18, 1962 (Hulton Archive/Getty Images)

Allegedly, war hero and test pilot George Welch broke the sound barrier just days before Yeager, but because he worked for aircraft manufacturer North American Aviation and not for the U.S. Air Force, his achievement was not recorded.

“[First secretary of the Air Force, Stuart] Symington put out a directive to North American Aviation saying that the sound barrier will be broken first by the US Air Force,” Hampton writes, as quoted by the New York Post. “The subtext was, I don’t care if you do it, but if you do and it gets publicized, you can say goodbye to these billion-dollar contracts.”

Yeager attends a special 20th-anniversary screening of “The Right Stuff” at the Egyptian Theater in Hollywood, California, on June 9, 2003. (Robert Mora/Getty Images) Yeager attends The Country Music Hall of Fame 2015 Medallion Ceremony in Nashville, Tennessee, on Oct. 25, 2015. (Rick Diamond/Getty Images)

Nevertheless, Yeager’s achievement was unsullied by controversy. On the 50th anniversary of his breaking the sound barrier, he took to the skies and did it again, repeating the extraordinary feat over the Mojave Desert in 2012 at the age of 89.

That year, Yeager told CNN that he hit Mach 1.3 and “laid down a pretty good sonic boom over Edwards [Air Force Base].”

“I really appreciated the Air Force giving me a brand new F-15 to fly,” he said, adding that his team had to keep the plane below Mach 1.4.

“If you want to go Mach 2,” he added, “you start breaking glasses and cracking roof.”


How exactly do you “break” the sound barrier?

It wasn’t long ago that people believed the sound barrier was a physical barrier, a real yet invisible wall.

Until Chuck Yeager broke the sound barrier on October 14, 1947, it was a commonly-held belief that exceeding the speed of sound — breaking the sound barrier — would destroy an aircraft.

Where did these ideas originate? Here’s a quick primer on the sound barrier.

What exactly is the sound barrier?

Today, we know that the sound barrier is the sudden increase in aerodynamic drag that happens when an object approaches the speed of sound — also known as Mach 1. It’s not a physical or solid barrier.

At what speed do you break the sound barrier?

The speed at which you break the sound barrier depends on many conditions, including weather and altitude. It’s approximately 770 mph or 1,239 kmh at sea level.

Why did people believe the sound barrier was a physical wall?

During World War II, pilots reported aircraft tearing apart and instruments freezing when they dove during combat — possibly at the moment they approached the speed of sound. It was described as hitting an invisible wall. [Click here to read more on this topic in the Washington Post archives.]

In the 1940s, the proper design techniques and aerodynamic details for a successful supersonic aircraft were unknown. Aircraft that are not specifically designed to fly supersonically — those having little or no wing sweep and that have thick wings with blunt leading edges — exhibit a sharp rise in aircraft drag as they approach the speed of sound. This increase comes from shockwaves forming in the accelerated flow over a wing, even though the aircraft itself is not yet exceeding the speed of sound. These shock waves cause pressure fields on the wing (and the rest of the aircraft) and can lead to significant flow separation behind the shock waves. Both of these phenomena can create significant aircraft drag. This shock formation and increase in drag is very sudden and large, and tends to be a “barrier” to any further acceleration of the aircraft. At the time, no aircraft had successfully overcome this drag rise, so some predicted that it might not be possible.

Did anything else break the sound barrier prior to 1947?

While bullets and cannonballs had exceeded the speed of sound for years, conventional wisdom held that humans could not exceed it. Further, there was skepticism that aircraft propulsion systems could ever propel an aircraft to the speed regimes in the same way that a projectile achieves this speed by being shot from a gun.

Did drag cause structural failures in WWII aircraft when approaching the speed of sound?

Increase in drag itself is not likely the cause of the structural failures, as drag forces on an aircraft typically do not critically affect the structure. There are two other failure modes that likely caused the destruction of aircraft trying to break the sound barrier in this timeframe. The first is aircraft flutter. Flutter is an unstable coupling of the aerodynamics of the aircraft and the natural vibration modes of the aircraft structure. Flutter is very sensitive to speed, and can be further exaggerated by the effects of shock waves forming on the wings and control surfaces. Flutter can occur almost instantaneously once a certain critical speed is reached, and in a split second the vibrations on the aircraft will exceed the strength of the aircraft — and the structure will catastrophically fail.

The second possible cause is changes to aircraft stability, which can over stress the aircraft to the point of failure. The presence of shock waves can change how the plane responds to gusts or control inputs, and sometimes this can result in an unstable response that leads to full aircraft failure.

Due to the sudden, extreme, and catastrophic nature of these aircraft accidents, and because the pilots rarely survived, very little was learned from each accident that could then be applied to future aircraft designs or modifications. These extreme accidents also fueled the myth that a “sound barrier” existed that no aircraft would ever successfully exceed.

How was the sound barrier broken?

U.S. Air Force Captain Chuck Yeager, officially broke the sound barrier on October 14, 1947 in the Bell X-1 rocket plane. Yeager passed Mach 1 following a drop from a B-29 airplane, proving that an aircraft with passengers could break the sound barrier without injury or harm. The flight took place over Muroc Air Force Base, now known as Edwards Air Force Base, in the California desert. Following this milestone, research continued, and by 1959, the X-15 rocket plane had traveled five times faster than the speed of sound.

What causes a sonic boom?

Pressure waves, aka sound waves, propagate at the speed of sound. When an aircraft is moving faster than the speed of sound (breaking the sound barrier), the pressure waves do not propagate in front of the aircraft, but rather create a wave — similar to the wake of a boat — that follows along with the aircraft. A sonic boom is that sound wave passing by the observer.

Can you see a sonic boom?

This is the moment photographers dream of capturing with one click. But technically, you can’t see a sonic boom without very specialized imaging technology, such as Schlieren imaging, which resolves different densities in air or fluid. After more than a decade of research, NASA successfully captured supersonic shock waves for the first time this year. Click here to check out their images.

With specialized equipment, you might capture a “vapor cone” — the condensation that appears behind an aircraft as it approaches Mach 1. Also known as “shock collars” or “shock eggs,” you’re more likely to see these majestic cloud formations in humid conditions, especially over water. (Unfortunately, you can’t capture a vapor cone with your smartphone.)

And sometimes, if the conditions are right, you can see the sound waves propagating outward from a rocket launch.

Why was breaking the sound barrier such a huge achievement?

Breaking the sound barrier proved that the human body could move without injury at the speed of sound, taking us closer to the possibility of space flight.

What’s a real-life example of the speed of sound?

A great example is thunder, which is the sound caused by lightning. Both occur at exactly the same time, but you see a lightning flash before you hear its thunder because light travels much faster than the speed of sound. It takes the sound of thunder roughly 5 seconds to travel a mile or 3 seconds to travel a kilometer.

According to the National Weather Service, “If you count the number of seconds between the flash of lightning and the sound of thunder, and then divide by 5, you’ll get the distance in miles to the lightning: 5 seconds = 1 mile, 15 seconds = 3 miles, 0 seconds = very close.” Bear in mind that you should be in a safe place while counting — don’t wait to take cover.

Try applying this example the next time you see a fireworks display, especially if you’re watching from a distance.

Do we drag a sonic boom everywhere we go?

No, but we do create sound waves. All sounds are vibrations. Sound is a pressure wave, and we create these waves every time we breathe, move, speak and sing. We even make sound waves in our sleep (some more than others). Our waves are faster than you might think: the speed of sound in air is about 768 mph (1,234 kmph) under normal conditions.

Breaking the Sound Barrier in Chuck Yeager’s words:

“Leveling off at 42,000 feet, I had thirty percent of my fuel, so I turned on rocket chamber three and immediately reached .96 Mach. I noticed that the faster I got, the smoother the ride. Suddenly the Mach needle began to fluctuate. It went up to .965 Mach — then tipped right off the scale … We were flying supersonic. And it was as smooth as a baby’s bottom Grandma could be sitting up there sipping lemonade.” — Chuck Yeager (Source: Yeager: An Autobiography. ed. Bantam, 1986)


Avril 2001

On October 14, 1946, a small, almost rocket type plane called the Bell X-1 was dropped from a large B-29. Capt. Chuck Yeager fired the X-1 engine and was accelerated past the sound barrier becoming the first man to travel faster than the speed of sound. The speed at which sound travels is known as the sound barrier. The speed of a sound wave actually varies with temperature and air density, increasing about 0.6 m/s for every Centigrade degree temperature increase. At 68° F the speed of sound is about 343 m/s or 767 mph at sea level. Exactly why is this speed called the sound barrier?

A plane produces sound that radiates out from the plane in all directions. The waves propagating in front of the plane get crowded together by the motion of the plane. As the plane approaches the speed of sound, the sound pressure "waves" pile up on each other compressing the air. The air in front of the plane exerts a force on the plane impeding its motion. As the plane approaches the speed of sound, it approaches this invisible pressure barrier set up by the sound waves just ahead of the plane. The compressed air in front of the plane exerts a much larger than usual force on the plane. There is a noticeable increase in the aerodynamic drag on the plane at this point, hence the notion of breaking through the "sound barrier." When a plane exceeds the speed of sound it is said to be supersonic. Often supersonic speeds are referred to in terms of a Mach number. The Mach number is the speed of the object divided by the speed of sound. Thus Mach 3 means three times the speed of sound.

Imagine a boat traveling through the water. The boat pushes the water and a wave crest goes out from the bow of the boat and spreads across the lake. This conical bow-wave visible on the surface of water, called a wave-front, is similar to an airplane&rsquos sonic boom. When an aircraft is flying at supersonic speeds the sound pressure forms a cone whose vertex is at the nose of the plane. Consider a supersonic aircraft flying toward you while you look up at it from the ground. Initially, you hear nothing because the plane is moving faster than the sound itself but when the sound pressure cone arrives at your ear you hear a boom. An object traveling through the air causes sound wave energy (air) to pile up along a conical line (like the bow wave of a boat) called a wave-front. As these waves pile up, a very large pressure difference exists across the wave-front, which is called a shock wave. As this wave-front passes an individual, the sudden pressure differential or change in pressure creates the "sonic boom" that we hear.

Anything exceeding the speed of sound creates a "sonic boom", not just airplanes. An airplane, a bullet, or the tip of a bullwhip can create this effect they all produce a crack. This pressure change created by the sonic boom can be quite damaging. In the case of airplanes, shock waves have been known to break windows in buildings. Shock waves have applications outside of aviation. Kidney and gallstones are broken up with a technique called extracorporeal shock-wave lithotripsy. This technique uses waves that are outside our normal hearing range but nevertheless are still waves. A shock wave is produced outside the body and focused by a reflector so that it converges on the stones. The stress created by the shock waves causes the stones to be broken into small pieces that can then be eliminated.


Voir la vidéo: Bell X1 l avion qui franchi le mur du son pilote Chuck yeager 1947 NASA NACA USAAF