À quelle vitesse un avion franchit-il le mur du son ?

Pendant la Seconde Guerre mondiale, plusieurs pilotes de chasseurs en piqué, sur Spitfire ou P-38, remarquèrent que vers 800-900 km/h les commandes durcissaient ou s'inversaient et l'avion vibrait. La presse parla d'un « mur du son », comme si l'air se transformait en paroi. Ce qui se passait en réalité, c'est que, l'avion étant encore subsonique, le flux accéléré sur les ailes dépassait déjà localement la vitesse du son et générait des ondes de choc qui décollaient l'écoulement. Pour résoudre cela, il fallut un stabilisateur horizontal entièrement mobile, des ailes plus fines et des moteurs capables de pousser à travers la zone transsonique. Le Bell X-1, un avion-fusée en forme de balle de 12,7 mm, fut lâché depuis un B-29 et, le 14 octobre 1947, Chuck Yeager enregistra Mach 1,06 à environ 13 000 m, soit environ 1 127 km/h. C'était la première fois que cela était démontré en vol horizontal et avec instruments.

Un pilote ne poursuit pas une vitesse en km/h mais un nombre de Mach, parce que la vitesse du son change avec la température. Dans l'atmosphère standard, elle est de 340 m/s (1 225 km/h) au niveau de la mer et descend à 295 m/s (1 062 km/h) à 11 000 m, où elle se stabilise parce que la température cesse de baisser. Un avion qui affiche Mach 1 sur l'indicateur de cabine va donc environ 160 km/h plus lentement en altitude qu'au niveau du sol. C'est pourquoi presque toutes les courses supersoniques se déroulent dans la stratosphère : il faut moins de vitesse réelle, la traînée est plus faible en raison de la basse densité, et le bang supersonique arrive au sol atténué.

Les chasseurs de quatrième génération le franchissent en allumant la postcombustion, qui injecte du carburant dans la tuyère et peut augmenter la poussée de 50 % en échange d'une consommation multipliée. Un F-16 ou un F/A-18 passe Mach 1 en quelques secondes en altitude et peut atteindre Mach 1,8-2. Ceux de cinquième génération, comme le F-22, soutiennent Mach 1,5 sans postcombustion, en supercroisière, et l'Eurofighter Typhoon le fait avec une charge légère. Les avions de ligne restent loin du mur du son : ils croisent à Mach 0,78-0,85 et leurs ailes en flèche sont précisément conçues pour retarder les effets transsoniques. L'aviation civile supersonique, le Concorde ayant été retiré en 2003, attend toujours un avion capable de traverser à Mach 1,7 sans bang audible ; les projets actuels visent la prochaine décennie.