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13 mai 2014 2 13 /05 /mai /2014 17:38

Boom 6

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Que d’émotions !

 

Le dimanche 4 mai 2014, à environ 14 heures, les habitants de la région bordelaise ont été témoins d’un phénomène acoustique assez rare de nos jours dans le ciel français. 

Alors qu’ils vaquaient à leurs occupations habituelles d’un dimanche, ils ont subit la tonitruante détonation liée au passage supersonique d’un avion de chasse de l’Armée de l’Air. Cet évènement à mis en émois bien des habitants qui ont contactés les pompiers, la police et l’ensemble des services de secours à leur disposition. Pour utiliser les expressions courantes, ils ont subit le passage du mur du son, un boum sonique, un boum supersonique. Pour citer un des témoins : « l’avion a passé le mur du son au-dessus de nous. »

Les média, parfaitement dans leur rôle, ont relayé cette information sur les ondes et dans la presse. Malheureusement, comme souvent en ce qui concerne la matière aéronautique, avec bien des lieux communs et des approximations techniques. Quel dommage ! Il eut été préférable d’en profiter pour instruire les français sur la nature exacte d’un phénomène qui, bien que surprenant, est relativement amusant d’un point de vue technique. Essayons donc ici de le décrypter en termes simples et avec un peu de vulgarisation.

 

Avant tout, reprenons les faits en commençant par le communiqué officiel du Ministère de la Défense Français :

« Dimanche 4 mai 2014, en début d’après-midi, un avion de chasse Rafale de la permanence opérationnelle a décollé pour intercepter un avion de ligne effectuant un vol entre Rome et Washington, afin de s’assurer de ses intentions et lui porter assistance au besoin. En effet, cet avion ne répondait plus à la radio et s’écartait de sa route. La mission s’est arrêtée au moment de la rejointe de l’avion de ligne car celui-ci avait pu rétablir le contact. »

 

Le Rafale de l’Armée de l’Air était à environ 35.000 pieds (un peu moins de 11.000 mètres) et une centaine de kilomètres au sud de Bordeaux lorsqu’il atteint la vitesse du son (1224 km/h) et créa la détonation entendue par les habitants de la région.

La puissance du phénomène est considérable si l’on prend en compte l’altitude à laquelle était l’avion au moment où cela s’est produit. C’est certainement grace à cette altitude qu’il n’y a pas eu de dégâts au sol.

 

Pour comprendre le phénomène, il est souhaitable de poser quelques fondamentaux.

Le son est une onde qui se propage dans l’air (pour cet exemple) à la vitesse approximative de 1224 km/h.

Un son possède une fréquence qui génère une surpression et une dépression dans l’air lorsqu’il est émit. 

 

Un avion au sol, moteur à l’arrêt ne produit pas de son et n’occasionne donc pas de vibration de l’air autour de lui.

Boom 1

 


S’il démarre ses moteurs, le bruits se propagera autour de lui un peu comme les cercles concentriques de l’eau lorsqu’on y lance un galet.

Boom 2


 

Dès qu’il commencera à se déplacer rapidement en vol, les cercles de pression liés au sons qu’il emmet auront tendances à se concentrer sur l’avant de l’avion puisque l’avion avance en direction du son qu’il génère. Comme s’il rattrapait le bruit qu’il crée lui même. Il crée ainsi un cône de surpression là ou les ondes vont se concentrer.

Boom 3


 

Lorsqu’il atteint la vitesse du son, les ondes sonores se rejoignent au point que le cône de surpression crée un son ressemblant à une forte détonation qui sera d’autant plus puissant que l’on sera proche de l’avion. Cette onde de surpression est ce que l’on nomme le bang sonique.

Boom 4


 

Contrairement à la croyance populaire, le bang sonique n’est pas une détonation unique au moment ou l’avion dépasse la vitesse du son mais une onde qui progresse en même temps que lui et qui balaye le sol. Une personne n’entendra pas le bang lorsque l’avion est à sa verticale mais lorsque qu’il est bien plus loin (selon l’altitude). Chaque personne sur la trajectoire aura l‘impression d’un bang unique alors qu’il s’agit en fait d’un bang constant tant que l’avion est supersonique.

On peut même aller plus loin en disant qu’il y a plusieurs détonations au passage de l’avion. Le nez génèrera une onde de surpression en avant de celle de la queue de l’appareil. Cela implique qu’il y a un double bang potentiellement audible pour les habitants au sol. Cependant, dans l’essentiel des cas les deux détonations se superposes pour n’en faire qu’une. Pour les appareils plus grands que les avions de chasse d’aujourd’hui ce phénomène était plus flagrant, par exemple le Concorde.

 

Pour terminer, la puissance de l’onde de surpression sera fortement dépendante de la qualité de l’atmosphère qu’elle traverse. La densité à l’altitude d’origine, la température et le taux d’hygrométrie sont les trois facteurs qui influences le plus la puissance et la portée du phénomène. Mais rassurez-vous, les appareils capables de voler à des vitesses supersoniques le font généralement à haute altitude. De ce fait le phénomène n’est qu’auditif et il n’y a pas de dégâts au sol. A titre d’exemple, le bang sonique du Concorde, évoluant à la vitesse de Mach 2 et à l’altitude de 15.000 m, n’augmentait la pression de l’air au sol que de 0,1%.

 

Cependant, si vous souhaitez voir l’impact d’une onde de surpression générée à basse altitude cliquez ICI. Travail de rêve pour les vitriers !!!

 

Avant de clôturer cet article, je souhaitais rendre homage aux personnels de l’Armée de l’Air Française qui assurent quotidiennement la sécurité de l’espace aérien de la France. 24 heures sur 24 et depuis différents points de France, l’armée de l’air assure la permanence opérationnelle au titre de la posture permanente de sécurité (PPS). Elle est ainsi en mesure d’accomplir des missions de « police du ciel », d’assistance en vol et de recherche et sauvetage.*

Pour le cas mentionné ci-dessus c’est un Rafale de la BA 118 de Mont-de-Marsan qui fut en intervention, mais partout en France des personnels de l’Armée de l’Air sont en astreinte d’alerte pour intervenir dans les délais les plus court pour protéger et secourir. Merci à eux et à leurs congénères dans les autres pays.

 

A bientôt sur Qualified Quail’s Blog

 

 

 

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Boom 5 


What excitement !

 

On Sunday, 24th of May, 2014, sometime around 2 o’clock PM, the citizens of the Bordeaux region were the witnesses of an acoustical phenomena that is quite rare in the French sky.

As they were getting along with their normal Sunday occupations they were the subjects of a deafening detonation related to the supersonic fly by of a fighter jet from the French Air Force. This event frightened many who swamped the local emergency lines with worried calls to the police and fire departments and just about any other available relief operators. To use a common expression, they had just experienced a « sonic boom ». Stating one of the witnesses : « the plane broke the sound barrier just above us ».

The media, doing their usual job, relayed this information on the waves and in the press. Unfortunately, as so often when talking about aeronautical subjects, using many laymen comments and technical approximations. What a pity ! It would have been a better idea to use the event to educate the people on the exact nature of the phenomena that is, although a bit scary, quite amusing from a physical standpoint. Let us try here to decode the event in simple terms and with a little vulgarization.

 

To start with let’s get the facts right starting with the oficial statement from the French Ministry of Defense.

 

«  On Sunday the 4th of May, 2014, in early afternoon, a Rafale fighter plane from the permanent round-the-clock operational force took off to intercept a commercial jet on a Rome to Washington flight, to make certain its intentions and eventually assist it. This plane was not answering radio calls and was straying away from its planned route. The mission stopped as the fighter jet was joining on the flight since contact had been re-established. »

 

The Rafale from the French Air Force was flying at approximately 35,000 feet (a bit under 11,000 meters) and about 100 kilometers south of Bordeaux when it reached the speed of sound (about 1224 km/h) and created the boom that was heard by the inhabitants of the region.

The power of the phenomena is enormous when one considers the altitude it happened at. It is the altitude that saved from damage on the ground.

 

To understand it it is necessary to lay down a few fundamentals.

Sound is a wave that travels through air (for this example) at the speed of 1224 km/h.

A sound has a frequency that generates an overpressure and a depression in the air when it is made.

 

A plane on the ground, engines off, does not make any sound and so does not generate any vibration of the air around it.

Boom 1


 

If the engines are started, but the aircraft still isn’t moving), the noise will expand around it, a bit like the ripples after a stone tossed in the water.

Boom 2


 

As soon as the aircraft is in flight at high speeds, the pressure circles will concentrate in front of the nose of the plane, since it is moving towards the sound it created. A bit as if it was catching up its own noise. The plane is thus creating a pressure cone where the different waves are concentrated.

Boom 3


 

When it reaches the speed of sound , the waves meet at the tip of the cone creating a powerful bang, more powerful as one is nearer to the plane. This is what is called the supersonic boom.

Boom 4


 

Contrary to popular belief, the supersonic bang is not a unique detonation when the plane passes the speed of sound but a sound wave that moves along the path of the plane itself, sweeping the ground. Also, a person directly under the plane does not hear it. He will hear it when the plane is many miles away (depending on altitude). Each person along the path will have the impression of hearing a single sound when in fact it is a constant one moving forward as long as the plane is supersonic.

We can go deeper at this stage. There are in fact several detonations when the plane goes by. The nose will generate a pressure wave in front of the one generated by the wings or the tail. This implies a double bang that could be heard by people below. In fact, most of the times the several pressure waves combine into one making only one audible boom. On supersonic planes bigger than todays fighter planes this double bang really could be heard, for example with the Concorde.

 

To finish, the pressure wave will greatly depend on the quality of the atmosphere it crosses. Density at altitude, temperature and humidity levels are the three major factors influencing the sound. But be reassured, the planes that are capable of those speeds usually only travel at supersonic speed at high altitude. This way it is only a sound that is heard and there is no damage on the ground. For example, the Concorde traveling at Mach 2 (twice the speed of sound) and at an altitude of 15,000 meters only generated an increase of 0,1% of the air pressure when its sonic boom hit.

 

But, if you care to see what happens when a pressure wave generated at low altitude hits click HERE. Lots of work for the window guys !!!

 

Before I close up, I wanted to pay respect to the personnel of the French Air Force who daily protect the French air space. Round the clock and from different places on the French territory, the Air Force garanties an operational guard according to the Permanent Security Posture. The Air Force can thus accomplish missions of « police of the sky », flight assistance and search and rescue.*

For the event mentioned above it was a Rafale from the BA 118 of Mont-de-Marsan that was sent, but allover France there are personnel of the Air Force on guard to react within the shortest period to protect and save. Thanks to them and to their counterparts in other countries.

 

See you soon on Qualified Quail’s Blog

  

* official press release from the French Ministry of Defense on 6 May 2014. http://m.defense.gouv.fr/air/actus-air/intervention-de-la-permanence-operationnelle-au-dessus-du-sud-ouest-de-la-france


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Published by Patrick Milward - dans ESSAIS
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commentaires

Billebaude 16/05/2014 07:53

Passionnant, merci Patrick !

Qualified Quail's Blog 25/06/2014 09:56



Merci à toi !



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  • : Le ciel est, pour moi, une inspiration constante. La joie que je retrouve à chaque fois que je vole, que ce soit aux commandes ou non, me comble et me soulage. Dans le ciel je trouve parfois les solutions à mes problèmes, mais quasiment toujours le calme et la sérénité. Je souhaite simplement partager avec vous quelques fruits de mes réflexions.
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