Une équipe de recherche en Chine affirme avoir découvert une faille potentiellement fatale dans le système de la NASA. hypersonique logiciel d’aérodynamique.
Cette petite lacune au milieu d’équations enchevêtrées pourrait conduire à des « résultats inévitablement erronés » lorsque les scientifiques simulent et analysent des problèmes importants, tels que l’ablation à haute température, a déclaré l’équipe dirigée par le professeur Liu Jun, chercheur au Laboratoire de technologie hypersonique de l’Université nationale de Defence Technology, dans un article évalué par des pairs et publié dans la revue universitaire chinoise Acta Aerodynamica Sinica le 14 mars.
Lorsque la vitesse d’un avion dépasse Mach 5, une friction intense avec l’air génère des températures grésillantes qui peuvent ioniser les molécules d’air et déclencher des réactions chimiques.
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Ces réactions complexes peuvent éroder la surface de l’avion et modifier la température ou la densité de l’air ambiant. Des inexactitudes dans les données de modélisation pourraient avoir de profondes implications sur les performances et la sécurité de l’avion.
Le logiciel mentionné dans l’article de Liu, appelé Vulcan-CFD, a été développé par le Centre de recherche de Langley de la NASA. En raison de son utilisation potentielle dans le développement d’armes hypersoniques, il est soumis à des contrôles à l’exportation et sa distribution est limitée à l’intérieur des frontières américaines.
Les chercheurs chinois ont glané leurs informations dans un article universitaire publié en 2020 dans lequel l’équipe de développement de logiciels de la NASA a présenté les principes de fonctionnement de Vulcan et certaines équations clés qu’il a utilisées.
Le logiciel était « bien connu » de l’industrie, ont déclaré Liu et ses collaborateurs.
Liu, dont le laboratoire se trouve à Changsha, dans la province du Hunan, a été rejoint dans ses recherches par des scientifiques de l’Université d’ingénierie aérospatiale de l’Armée populaire de libération à Pékin et du Centre de recherche et de développement en aérodynamique à Mianyang, dans la province du Sichuan. Les trois institutions ont contribué au développement rapide de la technologie chinoise des armes hypersoniques au cours des deux dernières décennies.
Le rythme de développement des armes hypersoniques américaines est à la traîne par rapport à celui de la Chine et de la Russie et est progressivement dépassé par certains pays plus petits. Corée du Nord dit qu’il a testé avec succès le 16 marsun missile planeur hypersonique basé au sol, le 3 avril.
Pendant ce temps, l’arme hypersonique à longue portée (LRHW) de l’armée américaine, qui s’apparente au missile nord-coréen, a échoué consécutivement en 2021 et 2022. Les trois lancements suivants prévus ont été soit abandonnés, soit reportés.
Ces revers ont un prix élevé. Pour le seul exercice 2025, l’armée américaine a demandé 1,28 milliard de dollars aux contribuables « pour livrer un prototype expérimental doté d’une capacité de combat résiduelle en 2024 ».
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Le Bureau du budget du Congrès américain a imputé cette évolution défavorable aux températures élevées.
“Le défi fondamental restant consiste à gérer la chaleur extrême à laquelle les missiles hypersoniques sont exposés en se déplaçant à grande vitesse dans l’atmosphère pendant la majeure partie de leur vol”, a écrit le bureau dans un rapport après avoir mené une enquête approfondie sur les programmes américains d’armes hypersoniques l’année dernière.
« Protéger l’électronique sensible des missiles hypersoniques, comprendre le fonctionnement de divers matériaux et prédire l’aérodynamique à des températures soutenues pouvant atteindre 3 000 degrés Fahrenheit nécessitent des essais en vol approfondis. Les tests sont en cours, mais les échecs de ces dernières années ont retardé les progrès », a-t-il déclaré.
L’équipe de Liu a déclaré avoir découvert la faille dans une équation utilisée par la NASA dans Vulcan pour décrire les changements dans la concentration de différents composants chimiques, tels que l’oxygène et l’azote, dans des mélanges gazeux à haute température.
Cette équation ne tient pas compte du mélange et du transport des composants provoqués par des turbulences à petite échelle lorsque les températures changent ou oscillent rapidement.
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En raison de la complexité de l’aérodynamique hypersonique, certains mouvements à petite échelle peuvent être négligés par les concepteurs de modèles en raison d’un manque de compréhension ou de calculs trop complexes à résoudre.
L’équipe de Liu a déclaré dans son article que le manque d’attention de la NASA à ce détail a entraîné l’incapacité du logiciel à prévoir avec précision la composition chimique et les changements de température à la surface de l’avion, ce qui pourrait avoir un impact significatif sur les travaux de simulation, de conception ou d’analyse liés à c’est le logiciel.
La NASA a été l’une des premières institutions au monde à explorer la technologie hypersonique.
Le terme « hypersonique » a été inventé par Qian Xuesenle « père des fusées chinoises », alors qu’il travaillait à la NASA en tant que l’un des trois scientifiques fondateurs du Jet Propulsion Laboratory (JPL) en 1946.
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