NASA používa 150-ročnú fotografickú techniku s niekoľkými vylepšeniami 21. storočia na zachytenie jedinečných a ohromujúcich snímok otrasov vytvorených nadzvukovými lietadlami.
Táto technika sa nazýva Schlierenova technika a môže sa použiť na vizualizáciu nadzvukových prúdov vzduchu s lietadlami v plnom meradle. Zvyčajne sa to dá dosiahnuť iba vo veterných tuneloch pomocou zmenšených modelov, ale schopnosť študovať lietadlá skutočnej veľkosti lietajúce cez zemskú atmosféru poskytuje lepšie výsledky a môže pomôcť inžinierom navrhnúť lepšie a tichšie nadzvukové lietadlá.
Vedľajšou výhodou je, že obrázky sú úžasné a dramatické a vytvárajú malý „šok“ a úctu.
Začiatkom tohto roka NASA vydala niektoré snímky Schlieren nasnímané vysokorýchlostnou kamerou namontovanou na spodnej strane lietadla NASA Beechcraft B200 King Air, ktoré zachytilo snímky rýchlosťou 109 snímok za sekundu, zatiaľ čo nadzvukové lietadlo prešlo niekoľko tisíc stôp pod bodkovanú dezertnú podlahu. , Na odstránenie púštneho pozadia sa použil špeciálny softvér na spracovanie obrázkov, potom sa skombinoval priemerný počet snímok a vytvoril sa jasný obraz rázových vĺn. Toto sa nazýva schlieren vzduch-vzduch.
"Schlieren Air-to-Air je dôležitá technika letových testov na lokalizáciu a charakterizáciu nárazových vĺn vychádzajúcich z nadzvukových vozidiel s vysokým priestorovým rozlíšením," uviedol Dan Banks, hlavný riešiteľ projektu, ktorý sa vykonáva v Armstrong Flight Research NASA. Stredisko leteckej základne Edwards. „Umožňuje nám vidieť geometriu rázovej vlny v reálnej atmosfére, keď cieľové lietadlo letí cez gradienty teploty a vlhkosti, ktoré sa nedajú duplikovať vo aerodynamických tuneloch.“
Teraz však začali používať techniku, ktorá by mohla priniesť lepšie výsledky: ako osvetlené pozadie používali Slnko a Mesiac. Táto podsvietená metóda sa nazýva Schlieren orientovaný na pozadie pomocou nebeských objektov alebo BOSCO.
Bodkované pozadie alebo zdroj jasného svetla sa používa na vizualizáciu javov aerodynamického toku generovaných lietadlami alebo inými objektmi prechádzajúcimi medzi kamerou a pozadím.
NASA vysvetľuje túto techniku:
„Vizualizácia toku je jedným zo základných nástrojov leteckého výskumu a fotografovanie Schlierena sa už mnoho rokov používa na vizualizáciu gradientov hustoty vzduchu spôsobených aerodynamickým tokom. Táto metóda tradične vyžaduje zložitú a presne usporiadanú optiku, ako aj jasný zdroj svetla. Refrakčné svetelné lúče odhalili intenzitu gradientov hustoty vzduchu okolo testovaného objektu, zvyčajne modelu v aerodynamickom tuneli. Zachytenie Schlierenových obrazov lietadla v plnom meradle bolo ešte náročnejšie kvôli potrebe presného vyrovnania lietadla s kamerou a slnkom. “
Potom existujú variácie tejto techniky. Jedna nedávna demonštrácia použila Schlieren (CaKEBOS) Calcium-K Eclipse Background Oriented Schlieren. Podľa hlavného výskumníka Armstronga Michaela Hilla bol CaKEBOS dôkazom koncepčnej skúšky, aby sa zistilo, ako efektívne by sa Slnko mohlo použiť na fotografovanie schlieren na pozadí.
"Použitie nebeského objektu, ako je slnko, na pozadí, má pri fotografovaní lietajúceho lietadla veľa výhod," uviedol Hill. „So zobrazovacím systémom na zemi môže byť cieľové lietadlo v akejkoľvek nadmorskej výške, pokiaľ je dosť ďaleko na to, aby bolo možné zaostriť.“
Vedci zistili, že pozemná metóda je podstatne úspornejšia ako metóda vzduch-vzduch, pretože nemusíte mať druhé lietadlo, ktoré by nosilo špeciálne namontované kamerové vybavenie. Tím povedal, že môžu používať vybavenie mimo regálu.
Schlierenove snímky pôvodne vymyslel nemecký fyzik August Toepler v roku 1864.
Viac informácií o technike vzduch-vzduch nájdete tu a o technikách BOSCO.
