Des chercheurs du Centre allemand de recherche aérospatiale (DLR) spécialisés dans le domaine de l'écoulement ont rendu visibles des écoulements hypersoniques. Ils ont effectué leurs mesures dans la soufflerie à haute enthalpie (HEG) de Göttingen en suivant une procédure optique de mesure de champ de vitesse.
Pour y parvenir, les chercheurs du DLR se sont servi de la méthode de vélocimétrie par image de particules (PIV), développée initialement pour les basses vitesses. Le principe de la méthode PIV est d'ensemencer l'écoulement avec de très fines particules et d'éclairer brièvement ces particules au moyen d'un plan laser en coupe. Jusqu'à présent, cette méthode n'était pas adaptée pour des écoulements haute vitesse car l'ajout de particules à haute vitesse posait des problèmes. Des températures de plusieurs milliers de degrés sont nécessaires à l'obtention des vitesses hypersoniques. Des tests dans la soufflerie HEG de Göttingen ont montré que de minuscules particules d'environ un micron apparaissaient naturellement. Selon le Dr. Andreas Schröder, les particules créées naturellement auraient la forme, densité et taille adaptées pour la réalisation de mesures. Cela a permis, à un instant t, et en l'espace d'un millionième de seconde, de mesurer la vitesse dans le champ d'écoulement à plus de 6.000 endroits à la fois. Des simulations par ordinateur ont confirmé les résultats des tests.
Les chercheurs ont effectué leurs mesures à 2.250 m/s, une vitesse équivalente à 7 fois celle du son, soit environ 8.100 km/h. La mesure de vitesse d'écoulement hypersonique, jusqu'à présent très limitée et onéreuse, devient ainsi accessible. Pour la première fois, des phénomènes tels que la formation de tourbillons hypersoniques sont visibles et peuvent être analysés. Selon le Dr. Klaus Hannemann, directeur du département véhicules spatiaux de l'Institut d'aérodynamique et de technique d'écoulement du DLR, l'efficacité de grandes souffleries hypersoniques sera nettement améliorée car un plus grand nombre d'informations sera acquis à partir d'un seul essai.
De telles méthodes de visualisation peuvent par exemple servir à la conception de véhicules spatiaux. Les chercheurs comptent prochainement se servir de cette même méthode à des vitesses encore plus élevées. Selon le Dr. Hannemann, les effets à haute température apparaissant, par exemple, lors de la rentrée atmosphérique d'un véhicule spatial pourraient ainsi être mieux compris.
