Comment franchit-on le mur du son ?

Le 14 octobre 1947, au-dessus du lit asséché du lac de Muroc, en Californie, un petit avion orange fut largué depuis la soute à bombes d'un B-29 à environ 6 000 m d'altitude. Son pilote, le capitaine des forces aériennes Charles Yeager, alluma en séquence les quatre chambres de son moteur-fusée et entama la montée. À environ 13 000 m (43 000 pieds), l'aiguille du machmètre dépassa 1 et les stations au sol entendirent un bang : le Bell X-1 était devenu le premier avion à voler plus vite que le son en vol horizontal, à environ Mach 1,06, et il l'avait fait sans les secousses destructrices que de nombreux ingénieurs redoutaient. Le vol ne dura que quelques minutes avec le moteur-fusée allumé, mais il résolut une question qui avait coûté des vies en piqué pendant la guerre.

Le X-1 fut conçu pour survivre à la région transsonique plutôt que pour l'éviter. Son fuselage fut modelé sur une balle de calibre .50, une forme connue pour être stable au-delà de la vitesse du son. Les ailes étaient droites mais inhabituellement fines, ce qui retardait la formation d'ondes de choc. Un moteur-fusée lui donnait une poussée qui ne chutait pas à haute vitesse, contrairement aux hélices. Le plus important était le stabilisateur horizontal, qui pouvait se déplacer comme une seule surface : sur les avions précédents, le gouvernail de profondeur articulé perdait son effet lorsqu'une onde de choc se formait devant lui, et l'équipe de Yeager avait découvert lors de vols précédents qu'ajuster tout le stabilisateur restaurait le contrôle. Cette caractéristique devint ensuite standard sur tous les avions supersoniques.

Les avions supersoniques modernes utilisent la même recette avec de meilleurs outils. Les turboréacteurs et turbofans à postcombustion apportent une poussée qui augmente avec la vitesse ; les ailes en flèche ou delta et les fuselages effilés, profilés selon la règle des aires, maintiennent la traînée transsonique gérable ; les ordinateurs de contrôle de vol gèrent les changements de trim. Un chasseur accélère généralement à travers Mach 1 en piqué doux ou en vol horizontal à haute altitude, où la vitesse du son est plus faible et l'air plus ténu, et la transition se perçoit surtout comme un changement de trim et un lissage de l'écoulement d'air, plutôt que comme une secousse. Le Concorde transportait des passagers à travers elle de façon habituelle, accélérant au-dessus de la mer pour éviter aux gens au sol le bang sonique, l'onde de pression qui suit tout aéronef volant à vitesse supersonique et qui reste le principal obstacle au vol supersonique au-dessus des terres.