НАСА използва 150-годишна фотографска техника с няколко ощипвания на 21 век, за да заснеме уникални и зашеметяващи изображения на ударните вълни, създадени от свръхзвуков самолет.
Наречена шлиренски изображения, техниката може да се използва за визуализиране на свръхзвуков въздушен поток с пълномащабен самолет в полет. Обикновено това може да се направи само във вятърни тунели, като се използват мащабни модели, но възможността за изучаване на самолети в реални размери, летящи през земната атмосфера, осигурява по-добри резултати и може да помогне на инженерите да проектират по-добри и по-тихи свръхзвукови самолети.
И странично предимство е, че изображенията са невероятни и драматични, създавайки малко „шок“ и страхопочитание.
По-рано тази година НАСА пусна някои шлиренски снимки, направени с високоскоростна камера, монтирана от долната страна на NASA Beechcraft B200 King Air, която заснема изображения със скорост 109 кадъра в секунда, докато свръхзвуков самолет минава на няколко хиляди фута отдолу над оскъден десерт , За отстраняване на фона на пустинята беше използван специален софтуер за обработка на изображения, след това комбиниране и средно множество кадри, което създава ясна картина на ударните вълни. Това се нарича шлирен от въздух към въздух.
„Шлиренът въздух-въздух е важна техника за изпитване на полет за локализиране и характеризиране, с висока пространствена разделителна способност, ударни вълни, излъчвани от свръхзвукови превозни средства“, казва Дан Банкс, главен изследовател по проекта, който се извършва в NASM Armstrong Flight Research Център във военновъздушната база на Едуардс. „Това ни позволява да видим геометрията на ударната вълна в реалната атмосфера, докато целевият самолет лети през градиенти на температурата и влажността, които не могат да се дублират във вятърните тунели.“
Но сега те започнаха да използват техника, която може да осигури по-добри резултати: използване на Слънцето и Луната като осветен фон. Този метод с подсветка се нарича фоново ориентиран Schlieren, използвайки небесни обекти или BOSCO.
Изпъкналият фон или светлият източник на светлина се използва за визуализиране на феномени на аеродинамичния поток, генерирани от самолети или други обекти, преминаващи между камерата и фона.
НАСА обяснява техниката:
„Визуализацията на потока е един от основните инструменти на аеронавтичните изследвания, а шлиренската фотография се използва от много години за визуализиране на градиентите на плътността на въздуха, причинени от аеродинамичния поток. Традиционно този метод изисква сложна и прецизно подравнена оптика, както и ярък източник на светлина. Преградените светлинни лъчи разкриват интензивността на градиентите на плътността на въздуха около тестовия обект, обикновено модел във вятърен тунел. Заснемането на шлиерни изображения на пълномащабен самолет беше още по-предизвикателно поради необходимостта от точното привеждане в съответствие на самолета с камерата и слънцето. "
След това има вариации на тази техника. Една неотдавнашна демонстрация използва калциево-K Eclipse фон ориентиран Schlieren (CaKEBOS). Според главния изследовател на Армстронг Майкъл Хил, CaKEBOS е доказателство за тест на концепцията, за да се види колко ефективно Слънцето може да бъде използвано за фонова ориентирана фотография.
"Използването на небесен обект като слънцето за фон има много предимства при фотографиране на летящ самолет", каза Хил. „Със системата за изобразяване на земята целевият самолет може да бъде на всякаква височина, стига да е достатъчно далеч, за да бъде на фокус.“
Изследователите откриха, че наземният метод е значително по-икономичен от методите въздух-въздух, тъй като не е нужно да имате втори самолет, който да носи специално монтирано оборудване за камера. Екипът заяви, че могат да използват оборудване извън рафта.
Изображенията на Шлирен първоначално са изобретени през 1864 г. от немския физик Август Топлер.
Научете повече за техниката въздух-въздух тук и техниките на BOSCO тук.
