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Au centre de la tuyère subsonique d’intrados du n° 116, la section est constante et la vitesse également, ce qui est conforme à la formule de SAINT- VENANT, qui peut s'exprimer en fonction de la section. Ce fait se vérifie également aux vitesses supersoniques.

L'étude des souffleries supersoniques.

L'étude interférentielle des souffleries supersoniques a été faile en commun avec L. SANTON (1). Nous résumons ici les résultats obtenus :

R. TREMBLOT (?) avait vérifié l’existence d’une détente adiabatique dans une tuyère de Laval, de quelques millimètres d'épaisseur, et taillée dans du laiton avec la plus grande précision suivant un profil parabolique. L’interféromètre montrait aussi que l’écoulement s’effectuait par tranches perpendiculaires à l’axe de symétrie, sauf au voisinage de la gorge.

L. SANTON a repris, avec le matériel que nous avons décrit, cette vérificalion de l'existence d’une détente adiabatique sur des tuyères supersoniques de 4 cm d'épaisseur, de formes les plus variées, et taillées généralement dans

: ; … : : u Fi du bois avec des moyens grossiers (finissage à la lime). Le rapport a été mesuré ou calculé par quatre procédés : 1° mesure directe des pressions par un tube de Pilot; 2° mesure de la section de la tuyère; 3° mesure de l’angle de Mac; 4° mesure interférométrique de la densité. Ces mesures ne diffèrent

pas de plus de 0,019 et les mesures optiques ne diffèrent entre elles que de 0,006 au plus.

La détente dans ces tuyères est donc adiabatique, quelle que soit leur forme, pourvu que leur profil varie d’une manière continue et qu’il soit à peu près symétrique.

Les interférogrammes pris en une seule étincelle ont montré que la formule de PRANDTL, qui donne la vitesse après le choc, n’est pas vérifiée et de beaucoup : les hypothèses qui ont permis de l’établir sont d’ailleurs visiblement en défaut. Le choc ne s'effectue pas suivant une section droite, et le mouvement n'est pas permanent, comme l'indique la cinématographie à cent images par seconde.

La stabilité de l’écoulement dans la zone supersonique est remarquable, et les poses de plusieurs secondes donnent des clichés de franges parfaitement nets. Les perturbations ne peuvent, en effet, remonter le courant, et ne peuvent se propager, que dans une zone limitée par des ondes de Mac, ce qui trouble moins l’écoulement, que la propagation presque isotrope des perturbations aux faibles vitesses subsoniques. De plus et en conséquence de ce fait, l'écoulement aulour d’une maquette est rigoureusement le même qu’en milieu indéfini, si les ondes de choc émise par la maquette ne viennent pas la rencontrer après réflexion sur les parois du tunnel. D’où la possibilité de l'emploi de tunnels relativement étroits, et d’interféromètres à champ relativement faible, pour les

(1) L. SaxTox. — Ouvrage déjà cité. Chapitres III et IV. (2) R. TREMBLOT, — Ouvrage déjà cité. Chapitre HI.

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vitesses supersoniques élevées, et cela sans qu'aucune correction d'influence de paroi ne soit nécessaire.

L’existence d’une préturbulence à l’entrée de la soufflerie ne modifie pas sensiblement la répartition des vitesses.

La puissance par décimètre carré de section pour un coefficient de : u ; à 3 , ARS. À vitesse Fa donné, a pu être calculée pour une soufflerie par aspiration d’air à

la pression atmosphérique; elle est donnée numériquement par la formule : Wi=157 (& — 1) W étant la puissance en kW par dem?,

tant que est compris entre 1,6 et 2,25.

On sait que le coefficient de vitesse ne dépend que du rapport de la

section d'étude à la section de la gorge; donc: 1° pour obtenir une vilesse constante dans la zone où se trouve la maquette, il suffit d’avoir une section

à x u PA constante; 2° à chaque soufflerie correspond un ri donné, dès que le régime

supersonique est atteint. La recherche du meilleur profil pour relier la section de la gorge à la section d'étude, a porté sur une vingtaine de profils. On a constaté au cours de ces essais, que la veine supersonique emplit toujours un divergent, alors qu’en régime subsonique la veine se décolle des parois, si l'angle du divergent dépasse 8°. Cependant, on devra adopter pour le divergent un angle assez faible, car il est essentiel de réaliser le raccordement à la partie cylindrique par un arc de très faible courbure, si l’on veut éviter que les ondes de Macx, qui se forment sur la paroi, n’admettent une enveloppe, qui représenterait une concentration d'énergie susceptible d'apporter des perturbalions ; le polissage des parois et la régularité de leur tracé diminuent d’ailleurs notablement ce phénomène.

La récupération de l’énergie disponible dans la section d'expérience doit se faire, d’après le théorème d'HuaonioT (1), par un convergent dans la région supersonique, suivi d’un divergent dans la région subsonique. L'étude optique a

(1) La démonstration de la relation d'HuGontor :

ds du u* 5 Tu (: #3 #) né sé

a été donnée. Cette relation montre que deux cas sont à considérer, suivant que la vitesse du fluide est inférieure ou supérieure à la célérité du son. Si u < a la vitesse est subsonique, la vitesse et la section varient en sens inverse; si u > a la vitesse est supersonique, la vitesse et la section varient dans le même sens. Une soufllerie supersonique doit donc nécessairement comprendre, d'abord un convergent où la vitesse subsonique augmente, puis une gorge où la célérité du son est atteinte, et enfin un divergent où la vitesse supersonique croit. L'étude optique confirme entièrement cette vue. La récupération de l'énergie peut ensuite se faire par un convergent suivi d'un divergent, mais ici des restrictions s'imposent, on va le voir.

Le théorème d'HuGox10T prévoit une inversion des formes des tuyères aux vitesses supersoniques. Il est remarquable que cette inversion des phénomènes se poursuive plus loin, comme le montre l'étude optique. Aux vitesses subsoniques le fluide suit tous les convergents, mais pour les divergents supérieurs à #9, il se forme un jet central entouré d'une zone tourbillonnaire annulaire; pour les vitesses supersoniques, on peut faire diverger une veine autant qu'on veut, mais si l’on dépasse la convergence de 8°, il se forme une zone centrale freinée au milieu d'une région annulaire à vitesse supersonique; dans les deux cas la valeur de l’angle limite de 8° est la même, Aux vitesses subsoniques une perturbation remonte le courant, et sa propagation est d'autant plus isotrope que les vitesses sont plus faibles. Aux vitesses supersoniques une perturbation ne peut remonter le courant, et elle ne peut se propager, que dans la zone limitée par une onde de Macu, zone qui est d'autant plus étroite que les vitesses . sont plus grandes.

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montré qu'une telle récupération n’est possible, que si l’angle du convergent est inférieur à 8°; au-dessus de cette valeur, il se forme une veine centrale à régime subsonique turbulent entourée d’une zone annulaire supersonique, et la chambre d'expérience est coupée d’ondes de choc, qui délimitent des cellules à l'intérieur desquelles la vitesse subit de brusques variations : un tel tunnel est donc inutilisable. Cette limitation de l’angle de convergence à 8° conduit à convergents très longs, où les pertes de charges diminuent sensiblement les possibilités de récupération d'énergie, pour les coefficients de vitesse élevés tout au moins. Par contre et toujours pour des coefficients de vitesses élevés, le choc de passage aux vilesses subsoniques procure une récupération sensible,

A , a . £ x u D s’il s'effectue dans un espace libre à la sortie de la tuyère : pour PC 2,25, la

puissance consommée tombe de 200 kw par dem? à 125 kw par dem?, dans le cas d’une soufflerie par aspiration d'air à la pression atmosphérique.

Le but d’une soufflerie n’est pas seulement d'atteindre une vitesse, il faut encore que cette vitesse soit uniforme en tous les points de la chambre d’expérience où l’on place la maquette. Les recherches de profil ont permis d'obtenir

des chambres d'expérience, où les écarts de vitesse n’ont pas dépassé 2 m/s pour

une vilesse moyenne de 550 m/s environ (soit un coefficient de 2,3), résultat satisfaisant, et qu’il ne doit pas être impossible d'améliorer par un tracé plus régulier du profil.

Celle répartition uniforme de la vitesse dans une section droile s'améliore, si le coefficientyg croît; elle devient, au contraire, très mauvaise au voisinage de la vitesse du son. Ceci s'explique par la rapide variation des vitesses en fonction de la section de la tuyère au voisinage de la gorge : une variation de la section de 1 * à la gorge entraîne une variation du coefficient de 11 %, alors que la même variation de section de 1 % n’entraîne qu’une variation de 0,45 % du coefficient . pour une valeur de de 2,3. Le profil des souffleries

de vitesse proche de celle du son, doit donc présenter une variation bien continue du rayon de courbure, et la moindre irrégularité serait la cause d’une perturbation nolable. Mais, même avec des tuyères remarquablement taillées, l’interféromètre donne au voisinage de la gorge des courbes d’égale vitesse, qui ne sont pas droites et normales à l’axe de symétrie, mais bombées et dont la concavilé est tournée vers l’amont, résul{al conforme aux mesures de STANTON (1) et aux calculs de Tayror (?) et de Hooker (5). Aussi la réalisation d’une

: u ne : : :

soufflerie donnant un “a Yoisin de 1, est-elle pratiquement impossible.

Une autre difficulté se présente d’ailleurs pour de telles souffleries : l'introduction de la maquette crée deux gorges, dont la somme des sections esl inférieure (ou comparable) à celle de la gorge de la tuyère, ce qui provoque un

(1) SraxTOx. — B.A.C. A.R. and M. 2956 (1930). (2) TayLor. — B. 4.C.A.R. and M. 2904 (1930). (3) Hooker, — Proc, Roÿ. Soc., A. 135 (1932), p. 498.