Після більш ніж 10 років наполегливої роботи NASA досягла ще однієї віхи. Ми звикли, що NASA досягає важливих етапів, але це трохи інакше. Це все про тип фотографії, що фіксує зображення потоку рідин.
Це називається Schlieren Photography, а schlieren є німецькою для «смужок». Вперше він був розроблений у 1864 році німецьким фізиком на ім’я Августом Топлером для вивчення надзвукового руху. Тепер NASA використовує це для того, щоб побачити, що відбувається, коли реактивні літаки пробивають звуковий бар'єр, намагаючись усунути звуковий удар, який супроводжує його. А зображення, які вони отримують, дуже круті.
"Ми ніколи не мріяли, що це буде все зрозуміло, це прекрасно".
- вчений-фізик Ж.Т. Хайнек з досліджень Еймса НАСА.
Хоча в цьому є більше, ніж очей-цукерки. Це все частина зусиль, щоб створити тихіші надзвукові літаки. Наразі існують суворі правила щодо польоту надзвукових літаків над сушею, оскільки шум такий гучний. Але якщо проблему із шумом можна вирішити, це дозволить швидше подорожувати повітрям.
Ці шліренські знімки були зняті іншим літаком, коли він спостерігав за двома реактивними літаками Т-38 з бази ВПС Едвардса. Літак з камерою - це B-200, і це все є частиною програми НАСА AirBOS (фон повітряно-повітряний фон Шлірен). Сам AirBOS є частиною комерційного проекту надпрозвукової технології NASA.
Ці найновіші зображення походять від оновленої системи шлієренного зображення, яка може знімати якісні зображення ударних хвиль, ніж будь-коли раніше. Звуковий бум створюється, коли ударні хвилі з різних частин літака зливаються між собою і подорожують атмосферою. Детальні зображення, подібні цим, сприятимуть вивченню явища звукового буму.
«Ми ніколи не мріяли, що це буде все зрозуміло, прекрасно. Я в захваті від того, як вийшли ці образи », - сказав Дж. Т. Хайнек, науковець-фізик в Науково-дослідному центрі Еймса НАСА. "За допомогою цієї оновленої системи ми на порядок покращили як швидкість, так і якість наших знімків у попередніх дослідженнях".
Дані з цих схілренівських зображень будуть використані для проектування випробувального літального апарату. Літак, який називається X-59 Quiet Supersonic Technology X-Plane, буде однофункціональним літаком завдовжки 94 фути завдовжки 29,5 футів. X-59 є частиною того, що НАСА називає демонстрацією польоту низької стріли (LBFD.) Дата завершення цілі - десь у 2021 році (краще поспішайте, NASA.)
Пара Т-38 летить у щільній формації із надзвуковими швидкостями. Свинцевий літак знаходиться на відстані 30 футів перед кінцевим літаком, і вони зміщені вертикально приблизно на 10 футів. Для висококваліфікованих пілотів США не дуже важливо, але з'явилася додаткова зморшка. B-200 знаходився на відстані близько 30 000 футів, а Т-38 на 2000 футів нижче, ближче, ніж дозволяла попередня система візуалізації. І Т-38 повинні були досягти надзвукових швидкостей в той самий момент, коли вони пролетіли під Б-200 та його системою візуалізації шлірен.
"Найбільшою проблемою було намагання встановити правильний час, щоб переконатися, що ми могли отримати ці зображення". Хізер Маліська, керівник підпроекту AirBOS.
- Хізер Маліська, керівник підпроекту AirBOS.
"Найбільшою проблемою було намагання встановити правильний час, щоб переконатися, що ми зможемо отримати ці зображення", - сказала Хізер Маліська, керівник підпроекту AirBOS. Камери можуть записувати лише близько трьох секунд, і це коротке вікно запису повинно було збігатися з точними трьома секундами, що Т-38 були під Б-200. «Я абсолютно задоволений тим, як команда змогла це зняти. Наша операційна команда раніше робила подібний маневр. Вони знають, як вибудувати маневр, і наші пілоти NASA та пілоти ВВС зробили чудову роботу там, де вони повинні бути ».
"Що цікаво, якщо ви подивитеся на задній Т-38, ви побачите, що ці поштовхи взаємодіють у кривій", - сказав він. "Це тому, що зачіпаючий Т-38 летить за кермом провідного літального апарату, тому удари мають формуватися по-різному. Ці дані дійсно допоможуть нам просунути своє розуміння того, як ці потрясіння взаємодіють ».
Рівень деталізації ніколи раніше не бачив
"Тут ми бачимо рівень фізичної деталізації, який, я думаю, ніхто ще не бачив", - сказав Ден Бенкс, старший науковий співробітник NASA Armstrong. "Просто дивлячись на дані вперше, я думаю, що все склалося краще, ніж ми уявляли. Це дуже великий крок ».
Нова система зображень schlieren має деякі оновлення порівняно з попередніми версіями. Він має ширший кутовий об'єктив, ніж попередні системи, що дозволяє більш точно розміщувати літак. Він також має швидший кадр. З 1400 кадрів в секунду набагато простіше бачити деталі звукових хвиль. Він також має більш швидкі системи зберігання даних разом зі збільшенням частоти кадрів.
B200 також отримав деякі оновлення з новою системою візуалізації. Інженери Avionics розробили нову систему установки камери, щоб зробити монтаж легшим та швидшим.
«З попередніми ітераціями AirBOS, щоб інтегрувати систему камер в літальний апарат і налагодити його роботу, знадобилося до тижня і більше. Цього разу нам вдалося ввімкнути його та функціонувати протягом доби », - сказав Тіффані Тіт, інженер польотних операцій. "Тоді час дослідницька група може використати для вильоту та польоту та отримання цих даних".
NASA досить довго працює над тихим надзвуковим польотом, і вони використовували різні способи його вивчення. Були використані вітрові тунелі, як вони є у всіх конструкціях літаків, але NASA придумала інший спосіб. Близько трьох років тому вони використовували Сонце як фон для зображення звукових хвиль із надзвукових струменів. Перегляньте відео нижче від CNN.
Комерційний надзвуковий технологічний проект не просто зосереджений на зменшенні шуму для звукових бум. Він також враховує ефективність використання палива, викиди, структурну вагу та гнучкість, які є перешкодами для кращого повітряного руху. Зібраними даними надаватимуться інформацію з регулюючими органами США та у всьому світі.
