Yli 10 vuoden kovan työn jälkeen NASA on saavuttanut uuden virstanpylvään. Olemme tottuneet NASA: n saavuttamaan välitavoitteet, mutta tämä on hiukan erilainen. Tässä on kyse valokuvatyypistä, joka ottaa kuvia nestevirtauksesta.
Sitä kutsutaan Schlieren Photography, ja schlieren on saksa "raitoja". Se kehitettiin ensimmäisen kerran vuonna 1864 saksalainen fyysikko, nimeltään August Toepler, tutkimaan yliäänen liikettä. NASA käyttää NASA: ta sen selvittämiseen, mitä tapahtuu, kun suihkukoneet rikkovat ääniesteen pyrkiessään poistamaan siihen liittyvän äänipuomin. Ja heidän saamansa kuvat ovat aika hienoja.
"Emme koskaan uneksineet, että se olisi selvä, tämä kaunis."
- Fysikaalinen tutkija J.T. Heineck NASA: n Ames-tutkimuksesta.
Tässä on kuitenkin enemmän kuin silmäkarkkia. Se on kaikki osa pyrkimystä luoda hiljaisempia yliäänen ilma-aluksia. Tällä hetkellä yliäänen lentokoneiden lentämisestä maan päällä on tiukat säännöt, koska melu on niin kovaa. Mutta jos meluongelma voidaan ratkaista, se sallii nopeamman lentomatkan.
Nämä schlieren-kuvat otettiin toisella lentokoneella, kun se tarkkaili kahta T-38-suihkua Edwardsin ilmavoimien tukikohdasta. Kameralla varustettu lentokone on B-200, ja se on kaikki osa NASA: n AirBOS-ohjelmaa (ilma-ilma-taustaorientoitu Schlieren). Itse AirBOS on osa NASA: n Commercial Supersonic Technology Project -hanketta.
Nämä uusimmat kuvat tulevat päivitetystä schlieren-kuvantamisjärjestelmästä, joka pystyy sieppaamaan korkealaatuisempia kuvia showavesista kuin koskaan ennen. Äänipuomi syntyy, kun lentokoneen eri osista tulevat aaltoaalot sulautuvat yhteen ja kulkevat ilmakehän läpi. Nämä yksityiskohtaiset kuvat edistävät ääni-puomi-ilmiön tutkimista.
”Emme koskaan uneksineet, että se olisi selvä, tämä kaunis. Olen ekstaattinen siitä, kuinka nämä kuvat osoittautuivat ”, sanoi J.T. Heineck, fyysinen tutkija NASA: n Ames-tutkimuskeskuksessa. "Tämän päivitetyn järjestelmän avulla olemme parantaneet suuruusluokkaa aiempien tutkimusten kuvien nopeutta ja laatua."
Näiden schlieren-kuvien tietoja käytetään koelentokoneen suunnitteluun. Lentokone, nimeltään X-59 Quiet Supersonic Technology X-Plane, on 94 jalkaa pitkä, 29,5 jalkaa leveä yksisuihkuinen lentokone. X-59 on osa sitä, mitä NASA kutsuu alhaisen puomin lentotutkinnoksi (LBFD.). Suunniteltu valmistumispäivämäärä on joskus vuonna 2021. (Parempi kiire, NASA.)
T-38-parit lentävät tiukassa muodostelmassa yliäänenopeuksilla. Johtava lentokone on noin 30 jalkaa edessä takakonetta, ja ne ovat pystysuunnassa noin 10 jalkaa. Se ei ole iso juttu korkeasti koulutettuille USAF-lentäjille, mutta siihen oli lisätty ryppy. B-200 oli noin 30 000 metrin päässä, T-38: n ollessa 2 000 metrin alapuolella, lähempänä kuin edellinen kuvantamisjärjestelmä sallii. Ja T-38-koneiden oli saavutettava yliäänenopeudet juuri sillä hetkellä, kun ne lentävät B-200: n ja sen schlieren-kuvantamisjärjestelmän alle.
"Suurin haaste oli yrittää saada oikea ajoitus varmistaaksemme, että voimme saada nämä kuvat." Heather Maliska, AirBOS-alaprojektipäällikkö.
- Heather Maliska, AirBOS-aliprojektipäällikkö.
”Suurin haaste oli yrittää saada oikea ajoitus varmistaaksemme, että voimme saada nämä kuvat”, kertoi AirBOS-aliprojektinpäällikkö Heather Maliska. Kamerat voivat tallentaa vain noin kolme sekuntia, ja että lyhyen tallennusikkunan oli vastattava tarkkaa kolmea sekuntia, jonka T-38: t olivat B-200: n alla. ”Olen täysin tyytyväinen siihen, kuinka joukkue pystyi vetämään tämän pois. Operaatiotiimimme on tehnyt tällaisen liikkeen aikaisemmin. He tietävät, miten liikkumavarat saadaan riviin, ja NASA: n lentäjät ja ilmavoimien lentäjät tekivät hienoa työtä olemalla siellä missä heidän piti olla. "
"Mielenkiintoista on, jos katsot T-38: n takaosaa, näet näiden iskujen olevan vuorovaikutuksessa käyrän kanssa", hän sanoi. ”Tämä johtuu siitä, että takaosa T-38 lentää johtavan lentokoneen seurauksena, joten iskut suunnitellaan eri tavalla. Nämä tiedot auttavat meitä parantamaan ymmärrystämme näiden iskujen vuorovaikutuksesta. ”
Tietosuojataso, jota ei ole koskaan ennen nähnyt
"Näemme täällä fyysisen yksityiskohtaisuuden, jota en usko, että kukaan olisi koskaan nähnyt", kertoi NASA Armstrongin vanhempi tutkija Dan Banks. ”Katson vain tietoja ensimmäistä kertaa, uskon, että asiat sujuivat paremmin kuin olimme kuvitelleet. Tämä on erittäin iso askel. ”
Uudessa schlieren-kuvantamisjärjestelmässä on joitain päivityksiä aiempiin versioihin verrattuna. Siinä on laajemman kulman linssi kuin aikaisemmissa järjestelmissä, mikä mahdollistaa ilma-aluksen tarkemman sijainnin. Sillä on myös nopeampi kuvanopeus. Nopeudella 1400 kuvaa sekunnissa on paljon helpompaa nähdä ääniaaltojen yksityiskohdat. Siinä on myös nopeammat tallennusjärjestelmät mennäkseen lisääntyneen kehyksenopeuden mukana.
B200 sai myös joitain päivityksiä uudessa kuvantamisjärjestelmässä. Avionics-insinöörit kehittivät kameran uuden asennusjärjestelmän asennuksen helpottamiseksi ja nopeuttamiseksi.
”Aiempien AirBOS-toistojen kanssa kamerajärjestelmän integrointi lentokoneeseen ja sen käyttöönotto kesti jopa viikon tai enemmän. Tällä kertaa saimme sen käyttöön ja toimimme päivän sisällä ”, kertoi lentotoiminnan insinööri Tiffany Titus. "Siihen aikaan tutkimusryhmä voi mennä ulos ja lentää ja saada tietoja."
NASA on työskennellyt hiljaisen yliäänisen lennon kanssa jo jonkin aikaa, ja he ovat käyttäneet erilaisia tapoja tutkia sitä. Tuuletunnelia on käytetty, kuten ne ovat kaikessa lentokoneiden suunnittelussa, mutta NASA keksi toisen tavan. Noin kolme vuotta sitten he käyttivät aurinkoa taustana kuvaamaan äänen aaltoja ylääänen suihkukoneista. Katso alla oleva video CNN: ltä.
Kaupallinen supersonic-teknologiaprojekti ei ole vain keskittynyt äänipuomien melun vähentämiseen. Siinä tarkastellaan myös polttoainetehokkuutta, päästöjä, rakenteellista painoa ja joustavuutta, jotka kaikki haittaavat parempaa lentomatkaa. Kerättyjä tietoja jaetaan Yhdysvaltojen ja ympäri maailmaa olevien sääntelyelinten kanssa.
