După mai bine de 10 ani de muncă asiduă, NASA a atins un alt punct de reper. Ne-am obișnuit ca NASA să atingă repere, dar aceasta este un pic diferită. Este vorba despre un tip de fotografie care surprinde imagini cu fluxul de lichide.
Se numește Schlieren Photography, iar schlieren este germană pentru „streaks”. A fost dezvoltat pentru prima dată în 1864 de un fizician german numit August Toepler pentru a studia mișcarea supersonică. Acum, NASA îl folosește pentru a vedea ce se întâmplă atunci când aeronavele cu jet rupte bariera sonoră, în efortul de a elimina boomul sonic care îl însoțește. Iar imaginile pe care le obțin sunt destul de mișto.
„Nu am visat niciodată că va fi așa de clar, de frumos.”
- Fizician de știință J.T. Heineck din Ames Research din NASA.
Cu toate acestea, există mai mult decât ochelari. Totul face parte dintr-un efort de a crea aeronave supersonice mai liniștite. În prezent, există reguli stricte cu privire la zborul aeronavelor supersonice peste uscat, deoarece zgomotul este atât de puternic. Dar dacă problema de zgomot poate fi rezolvată, va permite deplasarea aeriană mai rapidă.
Aceste imagini schlieren au fost surprinse de un alt avion, în timp ce urmăreau cele două avioane T-38 de la Baza Forțelor Aeriene Edwards. Aeronava cu aparatul foto este un B-200 și face parte din programul AirBOS (Air-to-Air Schlieren orientat în fundal) al NASA. AirBOS în sine face parte din proiectul tehnologic comercial Supersonic al NASA.
Aceste imagini cele mai noi provin dintr-un sistem de imagini schlieren modernizat, care poate capta imagini de înaltă calitate cu unde de șoc decât oricând. Un boom sonic este creat atunci când undele de șoc din diferite părți ale aeronavei se îmbină și călătoresc prin atmosferă. Imagini detaliate ca acestea vor avansa studiul fenomenului sonor boom.
„Nu am visat niciodată că va fi așa de clar, de frumos. Sunt extatic despre modul în care aceste imagini au apărut ", a declarat J.T. Heineck, fizician științific la Centrul de cercetare Ames al NASA. „Cu acest sistem modernizat am îmbunătățit, printr-un ordin de mărime, atât viteza, cât și calitatea imaginilor noastre din cercetările anterioare.”
Datele din aceste imagini schlieren vor fi folosite pentru proiectarea unei aeronave de testare. Aeronava, numită X-59 Quiet Supersonic Technology X-Plane, va fi o aeronavă cu un singur jet de 94 ft lungime, 29,5 ft lățime. X-59 face parte din ceea ce NASA numește demonstrația de zbor cu scădere slabă (LBFD.) Data finalizării țintei este cândva în 2021. (Mai bine grăbește-te, NASA.)
Perechea de T-38 zboară într-o formație strânsă la viteze supersonice. Aeronava plumb se află la aproximativ 30 de metri înaintea aeronavei de tren și sunt compensate vertical cu aproximativ 10 metri. Aceasta nu este o afacere mare pentru piloții de înaltă pregătire a USAF, dar a fost încă o rid. B-200 era la aproximativ 30.000 de picioare, cu T-38s 2.000 de metri mai jos, mai aproape decât a permis sistemul de imagini anterioare. Iar T-38 a trebuit să atingă viteze supersonice în momentul exact în care au zburat sub B-200 și sistemul său imagistic schlieren.
„Cea mai mare provocare a fost încercarea de a corecta calendarul pentru a ne asigura că putem obține aceste imagini.” Heather Maliska, manager de subproiect AirBOS.
- Heather Maliska, manager de subproiect AirBOS.
„Cea mai mare provocare a fost încercarea de a corecta calendarul pentru a ne asigura că putem obține aceste imagini”, a spus Heather Maliska, managerul de proiect al AirBOS. Camerele foto pot înregistra doar timp de aproximativ trei secunde, iar acea fereastră de înregistrare scurtă a trebuit să coincidă cu exact trei secunde în care T-38s erau sub B-200. „Sunt absolut fericit de modul în care echipa a reușit să scoată asta. Echipa noastră de operații a mai făcut acest tip de manevră înainte. Ei știu să se alinieze manevra, iar piloții noștri ai NASA și ai piloților Forțelor Aeriene au făcut o treabă grozavă fiind acolo unde trebuiau să fie. ”
„Ce este interesant este că, dacă te uiți la T-38 din spate, vezi că aceste șocuri interacționează într-o curbă”, a spus el. „Acest lucru se datorează faptului că T-38 de ultimă oră zboară în urma aeronavei de frunte, astfel că șocurile vor avea o formă diferită. Aceste date ne vor ajuta cu adevărat să înțelegem modul în care interacționează aceste șocuri. "
Un nivel de detaliu văzut niciodată
"Vedem aici un nivel de detalii fizice pe care nu cred că le-a mai văzut cineva", a spus Dan Banks, inginer de cercetare senior la NASA Armstrong. „Doar să mă uit la date pentru prima dată, cred că lucrurile au funcționat mai bine decât ne-am fi imaginat. Acesta este un pas foarte mare. "
Noul sistem de imagini schlieren are unele îmbunătățiri față de versiunile anterioare. Are o lentilă cu unghi mai larg decât sistemele anterioare, permițând poziționarea mai precisă a aeronavei. De asemenea, are o rată de cadru mai rapidă. La 1400 de cadre pe secundă, este mult mai ușor să vezi detaliile undelor sonore. De asemenea, dispune de sisteme de stocare a datelor mai rapide pentru a merge împreună cu rata de cadru crescută.
De asemenea, B200 a primit unele îmbunătățiri cu noul sistem de imagini. Inginerii Avionics au dezvoltat un nou sistem de instalare pentru ca camera să faciliteze și mai rapid montarea.
„Cu iterațiile anterioare ale AirBOS, a fost nevoie de până la o săptămână sau mai mult pentru a integra sistemul de camere în aeronavă și a face să funcționeze. De data aceasta am reușit să îl introducem și să funcționeze într-o zi ”, a spus Tiffany Titus, inginer operațiuni de zbor. „Este timpul pe care echipa de cercetare îl poate folosi pentru a merge și a zbura și pentru a obține aceste date.”
NASA lucrează de foarte mult timp la zboruri supersonice liniștite și au folosit o varietate de moduri de a-l studia. S-au folosit tuneluri eoliene, așa cum sunt în toate proiectele aeronavelor, dar NASA a venit cu un alt mod. În urmă cu aproximativ trei ani, au folosit Soarele ca fundal pentru a imagina undele sonore din jeturi supersonice. Vezi video de mai jos de la CNN.
Proiectul Tehnologic Supersonic Comercial nu se concentrează doar pe reducerea zgomotului pentru boom-uri sonice. De asemenea, analizează eficiența combustibilului, emisiile și greutatea și flexibilitatea structurală, toate acestea fiind impedimente pentru o mai bună călătorie aeriană. Datele colectate vor fi împărtășite organismelor de reglementare din SUA și din întreaga lume.
