Une équipe de recherche chinoise affirme avoir découvert une faille potentiellement fatale dans le logiciel d'aérodynamique hypersonique de la NASA.
Ce petit écart au milieu d'équations enchevêtrées pourrait conduire à des « résultats inévitablement erronés » lorsque les scientifiques simulent et analysent des questions importantes, telles 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. of Defense 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 importantes qui peuvent ioniser les molécules d'air et déclencher des réactions chimiques. Ces réactions complexes peuvent éroder la surface de l’avion et modifier la température ou la densité de l’air ambiant. Les inexactitudes dans les données de modélisation pourraient avoir de profondes implications sur les performances et la sécurité des avions.
Le logiciel cité dans l'article de Liu, appelé Vulcan-CFD, a été développé par le Langley Research Center de la NASA. En raison de son utilisation potentielle dans le développement d’armes hypersoniques, il est soumis à des contrôles à l’exportation avec une distribution limitée à l’intérieur des frontières américaines.
Les chercheurs chinois ont tiré leurs informations d'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 utilisées. Le logiciel était « bien connu » de l'industrie, ont déclaré Liu et ses collaborateurs.
Liu, dont le laboratoire est situé à Changsha, dans la province du Hunan, a été soutenu 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 aérodynamique de Mianyang, dans la province du Hunan et du Sichuan. Les trois institutions ont contribué au développement rapide de la technologie des armes hypersoniques chinoises 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. La Corée du Nord affirme avoir testé avec succès le Hwangsong 16B , un missile hypersonique planeur basé au sol, le 3 avril.
Pendant ce temps, le test d'arme hypersonique à longue portée ( LRHW) de l'armée américaine, similaire au missile nord-coréen, a échoué consécutivement en 2021 et 2022. Les trois prochains lancements prévus ont été annulés ou reportés. Le programme ARRW n’a pas été refinancé.
ARRW sur B52
Ces échecs ont un prix très élevé. Pour la seule année budgétaire 2025, l’armée américaine a demandé 1,28 milliard de dollars aux contribuables « pour livrer un prototype expérimental avec une capacité de combat restante en 2024 ». Le bureau du budget du Congrès américain a attribué cette évolution défavorable aux températures élevées.
"Le défi fondamental qui reste consiste à gérer la chaleur extrême à laquelle les missiles hypersoniques sont exposés lorsqu'ils voyagent 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 d'armes hypersoniques américains. l'année dernière.
« Protéger l'électronique sensible des missiles hypersoniques, comprendre les performances de divers matériaux et prédire l'aérodynamique à des températures soutenues allant jusqu'à 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 confirme avoir découvert la faille dans une équation utilisée par la NASA dans Vulcan pour décrire les changements de concentration de différents composants chimiques, tels que l'oxygène et l'azote, dans des mélanges gazeux à haute température.
Cette équation ne prend pas en compte le mélange et le transport des composants provoqués par des turbulences à petite échelle lorsque les températures changent ou fluctuent rapidement.
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.
Une grave erreur de la NASA
L'équipe de Liu a déclaré dans son article que le manque d'attention de la NASA à ces détails a conduit à l'incapacité du logiciel à prédire avec précision la composition chimique et les changements de température à la surface de l'engin, ce qui pourrait avoir un impact significatif sur le travail de simulation, de conception ou d'analyse. qui repose sur un logiciel.
La NASA a été parmi les premières institutions au monde à explorer la technologie hypersonique et a même inventé le terme qui, ironiquement, a été généré par un scientifique chinois qui travaillait dans l'institution, Qian Xuesen, le « père des fusées chinoises », travaillant à l'Institut de propulsion et de propulsion. Laboratoire (JPL) en 1946.
Les scientifiques et ingénieurs de la NASA ont mené de nombreuses études et essais en vol pionniers dans ce domaine, mais celui-ci a souffert de coupes budgétaires continues et d'une fuite des cerveaux ces dernières années. Encore un cas où les coupes budgétaires ne sont pas cohérentes avec le développement scientifique. Si le défaut était celui identifié par le thème chinois, ce serait un oubli sensationnel qui expliquerait pourtant toute la difficulté des USA à développer le vol hypersonique.
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L'article « Le logiciel de simulation hypersonique est faux ». Les scientifiques chinois pinaillent la NASA à partir des scénarios économiques .
Cet article est une traduction automatique de la langue italienne d’un article publié sur le site Scenari Economici à l’URL https://scenarieconomici.it/il-software-per-le-simulazioni-ipersoniche-e-sbagliato-scienziati-cinesi-fanno-le-pulci-alla-nasa/ le Mon, 08 Apr 2024 09:34:31 +0000.