Bonjour chers amis pilotevirtuelistes,

Voici quelques nouvelles récentes sur l’avancement du programme des Skunk Works de Lockheed Martin et de la NASA sur le supersonique d’essai X-59, censé ne plus faire de bang au passage du mur du son, mené pour le compte du programme QueSST de la NASA.
L’avion était sorti de la ligne d’assemblage et avait rejoint le stand des essais statiques à Palmdale il y a 6 mois et voilà qu’il va bientôt commencer ses essais en vol. Pour cela, il rejoindra le site des essais en vol de la NASA sur la base Edwards dans le désert de Mojave … son premier vol était prévu avant la fin de 2023 mais ce sera pour le courant de cette année. Entre juillet 2023 et aujourd’hui, le nez de l’avion expérimental a encore été allongé de 40 cm et le fuselage a reçu sa peinture définitive … J’ai pensé que cette mise au point pourrait vous intéresser.
Je vous avais déjà récemment parlé de l’avancement de l’assemblage de la bête … ici et ici.
Les illustrations sont celles de l’article original. J'en ai juste rajouter une ou deux.

Bonne lecture !
Philippe


Mon post précédent sur le X-59 (Juillet 2023)




LE PROTOTYPE DU LOCKHEED MARTIN X-59 QueSST, UN AVION D'ESSAI SUPERSONIQUE, A ETE DEVOILE PAR LES SKUNK WORKS

Lors d'une cérémonie très médiatisée, le prototype du X-59 a été officiellement dévoilé à Palmdale. Le premier vol est prévu avant la fin de l'année.

Par Joseph Trevithick, The War Zone, 12 janvier 2024


Article original en Anglais



Le X-59 QueSST lors de son roll-out. On voit nettement son nez particulièrement effilé. © Lockheed Martin viaNASA


La NASA et la célèbre division des projets avancés Skunk Work de Lockheed Martin ont officiellement présenté l'avion d'essai expérimental X-59 dénommé QueSST (NdT – QueSST Pour Quiet Supersonic Technology, ou Technologie Supersonique silencieuse). Les travaux de construction de ce premier et unique X-59 étant désormais terminés, le compte à rebours pour le premier vol est lancé, l'avenir des vols passagers supersoniques dépendant peut-être de son succès.

La présentation d'aujourd'hui, qui a eu lieu dans les installations de Skunk Works au sein de l'usine 42 de l'armée de l'air américaine à Palmdale, en Californie, a fait l'objet d'une grande attention de la part de la NASA et de Lockheed Martin. La cérémonie a été retransmise en direct sur diverses plateformes et les participants virtuels du monde entier ont été encouragés à organiser leurs propres soirées virtuelles pour y assister.

Le X-59 a désormais fière allure, resplendissant dans une peinture récemment appliquée qui comprend un fuselage essentiellement blanc, un dessous "bleu sonique" typique de la NASA et des profilages rouges sur les ailes.

"Il s'agit d'une réalisation majeure qui n'a été possible que grâce au travail acharné et à l'ingéniosité de la NASA et de toute l'équipe du X-59 à Skunk Works", a déclaré aujourd'hui Mme Pam Melroy, administratrice adjointe de la NASA. "En quelques années seulement, nous sommes passés d'un concept ambitieux à la réalité. Le X-59 de la NASA contribuera à changer la façon dont nous voyageons, en nous rapprochant les uns des autres en beaucoup moins de temps".



Pamela Melroy, Administrateur adjointe de la NASA depuis juillet 2021, colonel USAF (retraitée), et pilote de la navette spatiale sur 3 missions de 2000 à 2007.


Il convient de noter que le projet X-59 remonte à 2016 et que la NASA espérait à l'origine que l'avion prendrait l'air pour la première fois en 2020. Plus récemment, l'objectif était que le premier vol ait lieu en 2023, mais il est désormais prévu que cette étape soit franchie plus tard cette année. Selon la NASA, le dernier retard est dû au fait que l'équipe du QueSST a dû relever "plusieurs défis techniques qui ne sont apparus qu’au cours de l'année 2023".

Avant le premier vol, le X-59 subira "des essais de systèmes intégrés, des essais de moteurs et des essais de roulage", selon la NASA. Le premier vol et un certain nombre d'autres vols d'essai devraient avoir lieu à l'usine 42 avant que l'avion QueSST ne soit transféré au Armstrong Flight Research Center de la NASA, qui est situé sur la base aérienne d'Edwards en Californie.
La NASA a déclaré par le passé que la réussite des premiers essais en vol marquerait la fin de la première des trois phases prévues du projet QueSST. À Armstrong, le vrai travail commencera. Le X-59 est la pièce maîtresse de la mission "Quiet Supersonic Technology" de la NASA (NdT – La mission QueSST de la NASA consiste à démontrer qu’un avion peut voler à une vitesse supersonique sans générer de bang sonique, puis à recenser ce que les gens entendent lorsque cet avion expérimental survolera la terre. Les réactions aux "bruits" sonores plus faibles seront communiquées aux autorités de réglementation, qui envisageront alors de rédiger de nouvelles règles basées sur le son afin de lever l'interdiction actuelle des vols commerciaux supersoniques au-dessus de la terre).

L'objectif ambitieux du programme QueSST est de prouver qu'une conception spécialement soignée permet de réduire le bruit d'un bang sonique traditionnel à un "bruit sourd beaucoup plus silencieux". Ce faisant, on espère que le X-59 "aidera les régulateurs à reconsidérer les règles qui interdisent les vols supersoniques commerciaux au-dessus des terres".

Depuis 1973, les vols supersoniques commerciaux au-dessus des États-Unis sont interdits. Même l'armée américaine est soumise à de lourdes restrictions quant à l'endroit et au moment où elle peut faire voler des avions au-dessus de la vitesse du son dans l'espace aérien national. De nombreux autres pays dans le monde ont des interdictions similaires concernant les vols commerciaux supersoniques.

Il est prévu que le X-59 vole à Mach 1,4, soit environ 1700 km/h, au-dessus de la terre. Sa conception, sa silhouette et ses technologiesembarquées uniques se combineront pour permettre d'atteindre cet objectif d’un vol supersonique avec une signature sonore beaucoup plus silencieuse. La deuxième phase du programme QueSST consistera à s'assurer que la conception de base fonctionne comme prévu, notamment par des vols dans le polygone d'essai supersonique de la base aérienne d'Edwards. La NASA prévoit de la débuter en 2025.

Au cours de la troisième phase, également connue sous le nom de "Community Response Testing", le X-59 effectuera des vols au-dessus de différents endroits aux États-Unis (NdT – Community Response Testing = Enquête sur la réponse de la communauté). Les réactions des habitants des localités survolées répondront à une enquête poussée afin de connaître leurs réactions aux passages du X-59 à vitesse supersonique. Dans le passé, il a été dit que cela se ferait par le biais de notifications envoyées sur les téléphones portables, ce qui permettra également à la NASA d'envoyer des alertes sur des vols qui n'ont pas réellement eu lieu afin d'aider à évaluer les "faux positifs" et d'autres valeurs aberrantes dans les données.

Cette troisième phase devrait avoir lieu à partir de 2026, mais les communautés qui seront survolées n'ont pas encore été identifiées. La NASA a déjà indiqué que quatre à six villes importantes des etats-Unis pourraient participer à l'étude.
"Il est passionnant de considérer le niveau d'ambition derrière QueSST et ses avantages potentiels", a déclaré Bob Pearce, administrateur associé pour la recherche aéronautique au siège de la NASA à Washington. "La NASA partagera les données et les technologies issues de cette mission unique en son genre avec les autorités de réglementation et l'industrie. En démontrant la possibilité d'un voyage supersonique commercial silencieux, nous cherchons à ouvrir de nouveaux marchés commerciaux pour les entreprises américaines et à en faire profiter les voyageurs du monde entier".

Le X-59 présente des caractéristiques étonnantes, adaptées à sa mission exigeante. Le nez de l'avion est incroyablement long, puisqu'il occupe environ un tiers de sa longueur totale, qui s'élève avec ce nez allongé à environ 30 mètres. L'envergure de l'avion est quant à elle légèrement supérieure à 9 mètres. Le nez fin et effilé, que vous pouvez découvrir en détail sur ces photos, a été conçu pour dissiper les ondes de choc qui sont créées en régime supersonique, et qui sont responsables du bang supersonique que l'on entend au sol.



Vue frontale du X-59 avant qu'il ne reçoive sa peinture et le nouveau profilage de son nez. © Lockheed Martin via NASA


Le X-59 dispose également d'un cockpit très peu orthodoxe, le pilote étant situé presque à mi-chemin de la longueur de l'avion, sans aucune visibilité vers l'avant. Au lieu de cela, le pilote voit le monde extérieur vers l’avant grâce au XVS (NdT –pour eXternal Vision System), un système spécialement développé pour l'avion. Ce système utilise une série de caméras haute résolution pour alimenter en images l’écran 4K installé face au pilote dans le cockpit.



Les éléments externes du système XVS. © Lockheed Martin


L’intérieur du cockpit du X-59 avec ses 3 écrans. L’écran 4K supérieur est celui du système XVS. © Lockheed Martin


L'emplacement de l'unique turboréacteur F414-GE-100 du X-59, une variante personnalisée de ce moteur populaire que l'on trouve sur les F/A-18 Super Hornet et qui a été spécialement conçu pour cet avion, est également remarquable. Il est monté sur le dessus du fuselage, principalement pour garantir un dessous entièrement lisse. Là encore, il a été conçu, ainsi que les profilages de l’entrée d’air et de l’éjection des gaz pour faire face aux ondes de choc supersoniques, cette configuration permettant d'éviter que les ondes de choc produites lors du vol supersonique ne se rejoignent derrière l'avion et ne participent, se faisant, au bang supersonique.



Vue arrière du X-59 avec la buse d’éjection des gaz, orientable et modifiable, du turboréacteur F414-GE-100. © NASA/Carla Thomas


D'autres parties de l'avion sont plus familières, du moins si l'on y regarde de plus près. Par exemple, la verrière et des éléments du siège du pilote proviennent du Northrop T-38 Talon, son train d'atterrissage est celui du F-16 et le système d’éjection de son pilote est adapté de celui utilisé sur les F-15 Eagle.



Vue d'artiste du X-59 en vol avec les couleurs qu’il porte désormais et son tout dernier profilage du nez. © Lockheed Martin


"Un délai supplémentaire est nécessaire pour intégrer complètement les systèmes dans l'avion et s'assurer qu'ils fonctionnent tous ensemble comme prévu", a expliqué la NASA en octobre dernier. "L'équipe résout également des problèmes intermittents avec certains des ordinateurs redondants de sécurité qui contrôlent les systèmes de l'avion".

Depuis sa future base d'opérations au Neil Armstrong Flight Research Center, en plein désert de Mojave sur la base d’Edwards, le X-59 se lancera dans le programme d'essais en vol, transportant son "sonic thump" au-dessus de différentes communautés des États-Unis pour voir comment la population perçoit ce bruit sourd (NdT – Le mot anglais thump désigne un petit bruit sourd à peine audible. Sonic thump est ici employé par opposition au "sonic boom" qui désigne le bang supersonique.

"L'agence fournira les résultats de ces enquêtes auprès des population testées aux organismes de réglementation américains et internationaux afin d'ajuster éventuellement les règles qui interdisent actuellement les vols supersoniques commerciaux au-dessus des terres", a ajouté la NASA.



Une autre vue d’artiste montrant à quoi devrait ressembler le X-59A une fois achevé. © Lockheed Martin


Si le X-59 est aussi silencieux qu'on l'espère, ses technologies pourraient alors être exploitées pour la conception de futurs avions commerciaux à grande vitesse. Mais ce n'est pas gagné. On ne sait pas encore si le X-59 résoudra suffisamment le problème des bangs supersoniques. Si c'est le cas, il pourrait bien y avoir d'autres obstacles.

L'année dernière, Bill Sweetman, ancien journaliste d'Aviation Week et observateur de longue date de l'aérospatiale, a fait part de ses inquiétudes concernant le phénomène des effets APSE (effets aéro-propulso-servo élastiques). Selon un rapport de l’Académies Nationale des Sciences des Etats-Unis, les effets APSE font référence à des interactions potentiellement néfastes entre la structure de la cellule d'un avion, son système de propulsion et son système de commande de vol. Ces problèmes ont fait obstacle à une précédente génération de projets américains de transport supersonique (SST), dont aucun n'a abouti ou dépassé le stade des tests des maquettes.

(NdT – La silhouette du X-59 est celle d’un avion à fuselage long et étroit, susceptibles de produire des vibrations structurelles prononcées qu'il faudra contrôler. Ce phénomène de forces aérodynamiques induisant des vibrations structurelles potentiellement fortes est connu sous le nom d'aéroélasticité. Le contrôle de ces vibrations structurelles est connu sous le nom d'aéro-servo-élasticité (ASE). La NASA a étudié le problème de l'ASE de manière approfondie en utilisant des méthodes de calcul et des méthodes expérimentales dans les régimes de vol subsonique et supersonique. La principale avancée dans le domaine de l'ASE présentée par la NASA est l'intégration d'un modèle dynamique non linéaire du système de propulsion dans un modèle élastique, d’où la nouvelle appellation d’aéro-servo-propulso élasticité ou ASPE. Le système de propulsion modifié pour contenir les vibrations structurelles est alors composé d'une turbosoufflante axisymétrique à entrée de compression externe et à cycle variable et d'une tuyère convergente-divergente réglable – voir la vue arrière du X-59 où la tuyère est à deux étages).

"Selon le rapport de l’Académie des Sciences, il faudrait un avion X de grande taille pour bien étudier et espérer résoudre le problème des APSE", écrit Sweetman. "Et personne ne pensait qu'il y avait une chance d'obtenir de l'argent pour étudier cela. Un avion SST tel que le X-59 - par opposition à un avion supersonique d'affaires comme certains en étudient le marché potentiel - sera confronté au même défi : celui de surmonter les APSE".

Outre les défis techniques, il y a les problèmes économiques très réels liés à la mise sur le marché d'un avion supersonique, ce que seul le Concorde anglo-français a réussi à faire de manière significative et qui, au cours de sa carrière trop tôt écourtée, a été entravé par des coûts d'exploitation incroyablement élevés et un marché alors en pleine perte de vitesse. L'avenir nous dira si le X-59 relève les défis qui l'attendent et s'il a le potentiel de donner le coup d'envoi d'une nouvelle révolution, très attendue, dans le domaine de l'aviation commerciale.



Atterrissage du X-59 sur la base USAF d'Edwards. © NASA

FIN