Po viac ako 10 rokoch tvrdej práce dosiahla NASA ďalší míľnik. Sme zvyknutí dosiahnuť míľniky NASA, ale toto je trochu iné. Toto je všetko o type fotografie, ktorá zachytáva obrázky toku tekutín.
Nazýva sa Schlieren Photography a schlieren je nemčina pre „pruhy“. Bol prvýkrát vyvinutý v roku 1864 nemeckým fyzikom menom August Toepler, ktorý študoval nadzvukový pohyb. NASA ho teraz používa na to, aby zistila, čo sa stane, keď prúdové lietadlo prelomí zvukovú bariéru v snahe eliminovať zvukový rozmach, ktorý ho sprevádza. A obrázky, ktoré dostávajú, sú celkom v pohode.
"Nikdy sme nesnili, že by to bolo také jasné, také krásne."
- Fyzikálny vedec J.T. Heineck z Ames Research agentúry NASA.
Je tu však viac ako očné cukríky. Je to všetko úsilie o vytvorenie tichších nadzvukových lietadiel. Práve teraz existujú prísne pravidlá týkajúce sa lietania nadzvukových lietadiel nad pevninou, pretože hluk je tak hlasný. Ak sa však dá problém s hlukom vyriešiť, umožní to rýchlejšie cestovanie lietadlom.
Tieto obrázky Schlieren boli zachytené iným lietadlom, keď sledovalo dva prúdy T-38 zo základne vzdušných síl Edwards. Lietadlo s kamerou je B-200 a je súčasťou programu NASB AirBOS (Schlieren). Samotný AirBOS je súčasťou komerčného projektu nadzvukovej technológie NASA.
Tieto najnovšie obrázky pochádzajú z vylepšeného zobrazovacieho systému Schlieren, ktorý dokáže snímať vysokokvalitné snímky rázových vĺn ako kedykoľvek predtým. Ak sa nárazové vlny z rôznych častí lietadla spoja a cestujú atmosférou, vytvára sa zvukový rozmach. Podrobné obrázky, ako sú tieto, urýchlia štúdium javu zvukovej konjunktúry.
„Nikdy sme nesnili, že by to bolo také jasné, také krásne. Som nadšený z toho, ako sa tieto obrázky ukázali, “povedal J.T. Heineck, fyzikálny vedec vo výskumnom centre Ames v NASA. „S týmto modernizovaným systémom sme z hľadiska veľkosti zlepšili rýchlosť a kvalitu našich snímok z predchádzajúceho výskumu.“
Údaje z týchto obrázkov Schlieren sa použijú na navrhnutie testovacieho lietadla. Lietadlo s názvom X-59 Tichá supersonická technológia X-Plane bude mať jednoprúdové lietadlo široké 29,5 metra. X-59 je súčasťou toho, čo NASA nazýva demonštrácia letu s nízkym výložníkom (LBFD.). Cieľový dátum dokončenia je niekedy v roku 2021. (Lepšie ponáhľajte, NASA.)
Dvojice T-38 lietajú v tesnej formácii nadzvukovými rýchlosťami. Vedúce lietadlo je asi 30 stôp pred vlečným lietadlom a sú vertikálne odsadené asi o 10 stôp. To nie je veľký problém pre vysoko trénovaných pilotov USAF, ale pribudli vrásky. B-200 bol asi 30 000 stôp, s T-38 s 2 000 stôp nižšie, bližšie, ako umožňoval predchádzajúci zobrazovací systém. A T-38 museli dosiahnuť nadzvukové rýchlosti v tom okamihu, keď lietali pod B-200 a jeho zobrazovacím systémom Schlieren.
"Najväčšou výzvou bolo snažiť sa správne načasovať, aby sme sa uistili, že tieto obrázky dokážeme získať." Heather Maliska, vedúci podprojektu AirBOS.
- Heather Maliska, vedúci podprojektu AirBOS.
„Najväčšou výzvou bolo snažiť sa správne načasovať, aby sme sa uistili, že tieto obrázky dokážeme získať,“ povedal Heather Maliska, vedúci čiastkového projektu AirBOS. Kamery môžu zaznamenávať iba asi tri sekundy a toto krátke okienko záznamu sa musí časovo zhodovať s presnými tromi sekundami, ktoré boli T-38 pod B-200. „Som úplne spokojný s tým, ako to tím dokázal vytiahnuť. Náš operačný tím už vykonal tento typ manévru predtým. Vedia, ako usporiadať manéver, a naši piloti NASA a piloti leteckých síl odviedli skvelú prácu tam, kde potrebovali byť. ““
"Zaujímavé je, že keď sa pozriete na zadný T-38, vidíte tieto interakcie v krivke," uviedol. "Je to preto, že vlečný T-38 letí v dôsledku vedúceho lietadla, takže výboje budú mať iný tvar." Tieto údaje nám skutočne pomôžu vopred pochopiť, ako tieto šoky interagujú. “
Úroveň detailov, ktorú nikdy predtým nevideli
„Vidíme tu úroveň fyzických detailov, o ktorej si nemyslím, že ich niekto predtým videl,“ povedal Dan Banks, vedecký výskumný pracovník NASA Armstrong. „Pri prvom pohľade na údaje si myslím, že to fungovalo lepšie, ako sme si predstavovali. Je to veľmi veľký krok. “
Nový zobrazovací systém Schlieren má oproti predchádzajúcim verziám určité vylepšenia. Má širší uhol objektívu ako predchádzajúce systémy, čo umožňuje presnejšie umiestnenie lietadla. Má tiež rýchlejšiu snímkovú frekvenciu. Pri rýchlosti 1400 snímok za sekundu je oveľa ľahšie vidieť detail zvukových vĺn. Má tiež rýchlejšie systémy na ukladanie údajov, ktoré sú v súlade so zvýšenou rýchlosťou snímok.
B200 tiež dostal nejaké upgrady s novým zobrazovacím systémom. Inžinieri Avionics vyvinuli nový inštalačný systém pre kameru, ktorý uľahčuje a zrýchľuje montáž.
„S predchádzajúcimi iteráciami AirBOS trvalo až týždeň alebo viac, než sa integroval kamerový systém do lietadla a uviedlo sa do prevádzky. Tentokrát sme to dokázali dostať a fungovať do jedného dňa, “povedal Tiffany Titus, technik letových operácií. „Je načase, aby výskumný tím použil na to, aby vycestoval a lietal a získal tieto údaje.“
NASA už nejaký čas pracuje na tichom nadzvukovom lete a na štúdium toho použila množstvo spôsobov. Použili sa aerodynamické tunely, ktoré sú vo všetkých konštrukciách lietadiel, ale NASA prišla s iným spôsobom. Asi pred tromi rokmi použili Slnko ako pozadie na zobrazenie zvukových vĺn z nadzvukových trysiek. Pozrite sa na video nižšie od CNN.
Projekt komerčných nadzvukových technológií sa nezameriava iba na zníženie hluku zvukových výložníkov. Zaoberá sa tiež palivovou účinnosťou, emisiami, štrukturálnou hmotnosťou a flexibilitou, ktoré sú prekážkou lepšej cestovania lietadlom. Zhromaždené údaje sa budú zdieľať s regulačnými orgánmi v USA a na celom svete.
