Nakon više od 10 godina napornog rada, NASA je postigla još jedan korak. Navikli smo da NASA dostigne prekretnice, ali ovo je malo drugačije. Ovo je sve o vrsti fotografije koja bilježi slike protoka fluida.
Zove se Schlieren Photography, a schlieren je njemački za "pruge". Prvi put ga je razvio 1864. njemački fizičar po imenu August Toepler za proučavanje nadzvučnog pokreta. Sada ga NASA koristi da vidi što se događa kada mlazni zrakoplovi probiju zvučnu barijeru, u nastojanju da uklone zvučni bum koji je uz njega. A slike koje dobivaju prilično su cool.
"Nikada nismo sanjali da će to biti jasno, prelijepo."
- Fizički znanstvenik J.T. Heineck iz NASA-inog istraživanja Ames.
Ipak postoji mnogo toga od slatkiša za oči. Sve je to dio napora za stvaranje mirnijih nadzvučnih letjelica. Trenutno postoje stroga pravila o letenju nadzvučnih letjelica nad kopnom, jer je buka tako glasna. Ali ako se problem sa bukom može riješiti, to će omogućiti brže putovanje zrakom.
Ove slike schlierena snimljene su u drugom zrakoplovu dok je promatrao dva mlaza T-38 iz zrakoplovne baze Edwards. Letjelica s kamerom B-200 i sve je dio NASA-inog programa AirBOS (pozadina orijentirana zrak-zrak-Schlieren). Sam AirBOS dio je NASA-inog komercijalnog nadzvučnog tehnološkog projekta.
Ove najnovije slike potječu iz nadograđenog sustava schlierenskih slika koji može snimiti kvalitetnije slike udarnih valova nego ikad prije. Zvučni bum nastaje kada se udarni valovi iz različitih dijelova zrakoplova spoje i putuju kroz atmosferu. Detaljne slike poput ovih unaprijedit će proučavanje fenomena zvučnog buma.
„Nikada nismo sanjali da će sve biti jasno, ovo lijepo. Uzbuđena sam kako su se te slike ispostavile ", rekao je J.T. Heineck, fizički znanstvenik u NASA-inom istraživačkom centru Ames. "Ovim unaprijeđenim sustavom poboljšali smo brzinu i kvalitetu naših slika iz prethodnih istraživanja."
Podaci s ovih schlierenskih slika koristit će se za projektiranje testnog zrakoplova. Letjelica, nazvana X-59 Quiet Supersonic Technology X-Plane, bit će jednokrilni zrakoplov dugačak 94 metra, 29,5 stopa širok. X-59 dio je onoga što NASA naziva demonstracijom leta niskog stupnja (LBFD.) Cilj završetka je negdje u 2021. (Bolje požurite, NASA.)
Par T-38 leti u uskoj formaciji s nadzvučnim brzinama. Olovna letjelica udaljena je oko 30 stopa od vodeće zrakoplove, a vertikalno je pomaknuta za otprilike 10 stopa. To nije velika stvar za visoko obučene pilote USAF-a, ali nastala je dodatna bora. B-200 se nalazio na oko 30 000 stopa, s T-38 visine od 2 000 stopa, bliže nego što je dopuštao prethodni sustav za obradu slika. A T-38 su morali doseći nadzvučne brzine u točno onom trenutku kada su leteli ispod B-200 i njegovog sustava schlieren.
"Najveći je izazov bio pokušaj ispravnog vremena kako bismo bili sigurni da možemo dobiti ove slike." Heather Maliska, voditeljica podprojekta AirBOS.
- Heather Maliska, voditeljica podprojekta AirBOS.
"Najveći je izazov bio pokušaj ispravljanja vremena kako bismo bili sigurni da možemo dobiti ove slike", rekla je Heather Maliska, voditeljica podprojekta AirBOS. Kamere mogu snimati samo oko tri sekunde, a taj se kratki prozor snimanja morao podudarati s točno tri sekunde da su T-38 bili ispod B-200. "Apsolutno sam zadovoljan kako je tim uspio ovo riješiti. Naš operativni tim je već ranije obavljao ovu vrstu manevara. Znaju kako se manevri postrojiti, a naši NASA-in piloti i piloti zračnih snaga izvršili su sjajan posao tamo gdje trebaju biti. "
"Ono što je zanimljivo je da ako pogledate stražnji T-38, vidite da ti udarci svojevrsno komuniciraju u zavoju", rekao je. "To je zato što zavojni T-38 leti uslijed vodećih zrakoplova, pa će udarci biti drugačije oblikovani. Ovi će nam podaci zaista pomoći da unaprijedimo naše razumijevanje načina na koji ti šokovi djeluju. "
Razina detalja nikad viđena
"Ovdje vidimo razinu fizičkih detalja za koju mislim da je nitko dosad nije vidio", rekao je Dan Banks, stariji istraživački inženjer u NASA Armstrong. "Samo gledajući podatke prvi put, mislim da su se stvari odvijale bolje nego što smo zamislili. Ovo je vrlo velik korak. "
Novi sustav schlieren ima nekoliko poboljšanja u odnosu na prethodne verzije. Ima leće šireg kuta od prethodnih sustava, što omogućuje preciznije pozicioniranje zrakoplova. Također ima brži broj sličica. Pri 1400 sličica u sekundi puno je lakše vidjeti detalje zvučnih valova. On također ima brže sustave za pohranu podataka koji idu zajedno s povećanom brzinom slike.
B200 je također dobio neke nadogradnje s novim sustavom za obradu slika. Inženjeri tvrtke Avionics razvili su novi instalacijski sustav za kameru kako bi ugradnju učinili lakšom i bržom.
"S prethodnim ponavljanjima AirBOS-a trebalo je do tjedan dana ili više da se integrira sustav kamere u zrakoplov i omogući njegovo funkcioniranje. Ovaj put smo to uspjeli uključiti i funkcionirati u roku jednog dana ", rekao je Tiffany Titus, inženjer operacija leta. "To je vrijeme koje istraživački tim može iskoristiti za izlazak i letenje i dobivanje tih podataka."
NASA već duže vrijeme radi na tihom nadzvučnom letu i koristili su različite načine da to prouče. Korišteni su vjetroelektrani, kao što su svi projekti zrakoplova, ali NASA je smislila drugi način. Prije otprilike tri godine koristili su Sunce kao pozadinu za slikanje zvučnih valova iz nadzvučnih mlaznica. Pogledajte videozapis u nastavku s CNN-a.
Komercijalni tehnološki projekt supersoničnog usmjerenja nije usmjeren samo na smanjenje buke zbog zvučnih eksplozija. Također se osvrće na potrošnju goriva, emisije te strukturnu težinu i fleksibilnost, a sve su prepreka boljem putovanju zrakom. Prikupljeni podaci dijelit će se s regulatornim tijelima u SAD-u i širom svijeta.
