След повече от 10 години упорит труд, НАСА достигна още един важен момент. Свикнали сме с НАСА да достига основни етапи, но това е малко по-различно. Това е всичко за един вид фотография, която заснема изображения на потока от течности.
Нарича се Schlieren Photography, а schlieren е немски за „ивици“. За първи път е разработен през 1864 г. от немски физик на име Август Топлер, за да изучава свръхзвуково движение. Сега НАСА го използва, за да види какво се случва, когато реактивни самолети пробият звуковата бариера, в опит да премахнат звуковия бум, който го придружава. А изображенията, които получават, са доста готини.
"Никога не сме мечтали, че ще е толкова ясно, толкова красиво."
- Физически учен J.T. Хайнек от изследването на Еймс на НАСА.
Въпреки това има повече от бонбони за очи. Всичко това е част от усилието да се създаде по-тих свръхзвуков самолет. В момента има строги правила относно летенето на свръхзвуков самолет над сушата, тъй като шумът е толкова силен. Но ако проблемът с шума може да бъде решен, той ще позволи по-бързо пътуване с въздух.
Тези шлиренски снимки бяха заснети от друг самолет, докато наблюдаваше двата самолета Т-38 от военновъздушната база Едуардс. Самолетът с камерата е B-200 и всичко това е част от програмата на НАСА AirBOS (фон от ориентиран въздух към въздух Schlieren). Самият AirBOS е част от комерсиалния свръхзвуков технологичен проект на НАСА.
Тези най-нови изображения идват от модернизирана система за изображения на шлирен, която може да заснема по-висококачествени изображения на ударни вълни от всякога. Звуков бум се създава, когато ударните вълни от различни части на самолета се сливат заедно и пътуват през атмосферата. Подробни изображения като тези ще подобрят изучаването на феномена на звуковия бум.
„Никога не сме мечтали, че ще е толкова ясно, толкова красиво. Аз съм в екстаз за това как се оказаха тези образи “, каза J.T. Хайнек, физически учен в изследователския център на Еймс на НАСА. „С тази модернизирана система с порядък подобрихме както скоростта, така и качеството на нашите изображения от предишни изследвания.“
Данните от тези шлиренски изображения ще бъдат използвани за проектиране на изпитателен самолет. Самолетът, наречен X-59 Quiet Supersonic Technology X-Plane, ще бъде еднофункционален самолет с дължина 94 фута, широк 29,5 фута. X-59 е част от това, което НАСА нарича демонстрация на полет с ниска стрела (LBFD.) Целевата дата на завършване е някъде през 2021 г. (По-бързо побързайте, НАСА.)
Двойката Т-38 лети в стегната формация със свръхзвукови скорости. Водещият самолет е на около 30 фута пред последния самолет и те са изместени вертикално с около 10 фута. Това не е голяма работа за висококвалифицираните пилоти на USAF, но имаше допълнителна бръчка. B-200 беше на около 30 000 фута, с T-38s 2 000 фута отдолу, по-близо, отколкото позволяваше предишната система за изображения. И Т-38 трябваше да достигнат свръхзвукови скорости в точния момент, в който излетяха под В-200 и системата му за изображения на шлирен.
„Най-голямото предизвикателство беше да се опитаме да оправим времето, за да сме сигурни, че можем да получим тези изображения.“ Хедър Малиска, ръководител на подпроекта на AirBOS.
- Хедър Малиска, ръководител на подпроекта на AirBOS.
„Най-голямото предизвикателство беше да се опитаме да коригираме времето, за да сме сигурни, че можем да получим тези изображения“, казва Хедър Малиска, мениджър на подпроекта на AirBOS. Камерите могат да записват само за около три секунди и този кратък прозорец за запис трябваше да съвпада с точните три секунди, че Т-38 са под B-200. „Абсолютно доволен съм от това, как екипът успя да се справи с това. Нашият оперативен екип е правил този вид маневри и преди. Те знаят как да маневрират и нашите пилоти от НАСА и пилотите на ВВС свършиха чудесна работа там, където трябва да бъдат. "
„Интересното е, че ако погледнете задния Т-38, виждате тези удари да си взаимодействат в крива“, каза той. „Това е така, защото последващият Т-38 лети след водещите самолети, така че ударите ще бъдат оформени по различен начин. Тези данни наистина ще ни помогнат да разширим разбирането си за взаимодействието на тези шокове. "
Ниво на детайлност, никога не виждано преди
„Тук виждаме ниво на физическа детайлност, което не мисля, че някой досега е виждал“, казва Дан Бенкс, старши инженер-изследовател в НАСА Армстронг. „Само като гледам данните за първи път, мисля, че нещата се получиха по-добре, отколкото си представяхме. Това е много голяма стъпка. "
Новата система за изображения на schlieren има някои ъпгрейди спрямо предишните версии. Той има по-широк ъгъл в сравнение с предишните системи, което позволява по-точно позициониране на самолета. Освен това има по-бърза честота на кадрите. При 1400 кадъра в секунда е много по-лесно да видите детайлите на звуковите вълни. Освен това разполага с по-бързи системи за съхранение на данни, заедно с увеличената скорост на кадрите.
B200 също получи някои подобрения с новата система за изображения. Инженерите от Avionics разработиха нова инсталационна система за камерата, за да направят монтажа по-лесен и бърз.
„При предишни итерации на AirBOS отне една седмица или повече, за да се интегрира системата на камерата в самолета и да се работи. Този път успяхме да го включим и функционираме в рамките на един ден “, казва Тифани Тит, инженер по летателни операции. „Това е моментът, който изследователският екип може да използва, за да излезе и да лети и да получи тези данни.“
НАСА работи над тих свръхзвуков полет от доста време и те използваха различни начини да го проучат. Използвани са вятърни тунели, каквито са във всички самолетни конструкции, но НАСА измисли друг начин. Преди около три години те използваха Слънцето като фон, за да изобразят звуковите вълни от свръхзвукови струи. Вижте видеото по-долу от CNN.
Технологичният проект за свръхзвукова технология не е фокусиран само върху намаляване на шума за звукови букове. Той също така разглежда горивната ефективност, емисиите и структурната тежест и гъвкавост, които са пречка за по-доброто пътуване с въздух. Събраните данни ще бъдат споделени с регулаторните органи в САЩ и по света.
