Action d'un plasma en écoulement supersonique Extinction de l’instationnarité de choc au moyen d’un plasma
Il s’agit d’envisager l’effet d’un plasma sur une onde de choc, en vue d’en atténuer l’effet (réduction de la traînée d’onde) ou de contrôler son instabilité. Dans les expériences menées dans la soufflerie R1Ch (Mach 3) du centre de Meudon, un plasma est créé au nez d’un cône tronqué munie d’une pointe à l’amont faisant office d’électrode, l’autre électrode étant constituée de la partie métallique de la maquette en aval de la partie conique réalisée en matériau isolant (Macor). La maquette est représentée dans la soufflerie sur la figure 1, qui visualise également la décharge couronne négative (la pointe est la cathode) qui permet d’agir sur le choc détaché en amont de la partie tronquée.
Maquette avec ogive conique tronquée [munie d'une pointe
faisant office
de cathode] en écoulement supersonique (Mach 3)
Le plasma ainsi créé par la décharge négative permet d'agir
sur le choc en le stabilisant
En effet lorsque la pointe est plus longue que la distance de l’onde de choc détachée au corps, il se produit en l’absence de plasma une instabilité de l’onde de choc mise en évidence au moyen de strioscopies éclair.
L’activation du circuit haute tension produit une décharge couronne orientée vers l’amont lorsque la pointe centrale est polarisée négativement (cas de la figure ci-dessus). L’observation des visualisations strioscopiques montrent alors que l’instationnarité de choc se stabilise. La stabilisation est observable environ 2 ms après le début de la décharge.
Il a donc a été mis en évidence l’influence directe d’un plasma froid très peu énergétique (inférieur à 1 watt), visible sur la figure ci-dessus, sur l’onde de choc détachée en amont de l’ogive tronconique munie de la pointe. En l’absence de plasma, la pointe génère une onde de choc instationnaire. L’activation de la décharge fige le choc dans une position stable.
L’influence directe d’un plasma froid très peu énergétique (inférieur à 1 watt) sur un choc a ainsi été démontrée. Cette étude ouvre ainsi la voie à d’innovantes techniques de contrôle de l’instationnarité de choc.
Publication
Elias P.-Q., Chanetz B., Benay R., Coponet D., Packan D. et Larigaldie S.,
On board Plasma Generation in Pulsating Supersonic Airflow,
40ème Colloque AAAF d’Aérodynamique Appliquée (Toulouse 21-23 Mars 2005)
Maquette avec ogive conique tronquée en écoulement supersonique (Mach 3)
Le plasma créé par la décharge positive permet la visualisation
de l'onde de choc en aval
