10 yıldan fazla sıkı çalışmanın ardından NASA başka bir dönüm noktasına ulaştı. NASA'ya dönüm noktalarına ulaşmaya alışkınız, ancak bu biraz farklı. Bu tamamen sıvı akışının görüntülerini yakalayan bir tür fotoğrafla ilgilidir.
Buna Schlieren Photography deniyor ve schlieren “çizgiler” için Almanca. İlk kez 1864'te süpersonik hareketi incelemek için August Toepler adlı bir Alman fizikçi tarafından geliştirildi. Şimdi, NASA, jet uçağı ses bariyerini kırarken, ona eşlik eden ses patlamasını ortadan kaldırmak için neler olduğunu görmek için kullanıyor. Ve elde ettikleri görüntüler oldukça havalı.
“Hiç bu kadar açık ve güzel olacağını hiç düşünmemiştik.”
- Fiziksel Bilim Adamı J.T. NASA’nın Ames Research’ünden Heineck.
Bununla birlikte göz şekerlemesinden daha fazlası var. Her şey daha sessiz süpersonik uçak yaratma çabasının bir parçası. Şu anda, sesler çok yüksek olduğu için süpersonik uçakların kara üzerinde uçması konusunda katı kurallar var. Ancak gürültü sorunu çözülebilirse, daha hızlı hava yolculuğuna izin verir.
Bu schlieren görüntüleri, Edwards Hava Kuvvetleri Üssünden iki T-38 jeti izlerken başka bir uçak tarafından yakalandı. Kameralı uçak bir B-200 ve hepsi NASA’nın AirBOS (Havadan Havaya Arkaplan Odaklı Schlieren) programının bir parçası. AirBOS, NASA'nın Ticari Süpersonik Teknoloji Projesinin bir parçasıdır.
Bu en yeni görüntüler, daha önce hiç olmadığı kadar yüksek kaliteli şok dalgaları yakalayabilen yükseltilmiş bir schlieren görüntüleme sisteminden geliyor. Uçağın farklı bölümlerinden gelen şok dalgaları bir araya geldiğinde ve atmosferde dolaştığında bir ses patlaması yaratılır. Bu gibi ayrıntılı görüntüler sonik patlama fenomeni çalışmasını ilerletecektir.
“Hiç bu kadar açık ve güzel olacağını hiç düşünmemiştik. Bu görüntülerin nasıl ortaya çıktığı konusunda kendinden geçmişim ”dedi. Heineck, NASA’nın Ames Araştırma Merkezi’nde Fiziksel Bilimci. “Bu yükseltilmiş sistemle, bir büyüklük sırasına göre, önceki araştırmalardan elde ettiğimiz görüntülerin hızını ve kalitesini iyileştirdik.”
Bu schlieren görüntülerinden elde edilen veriler bir test uçağı tasarlamak için kullanılacaktır. X-59 Sessiz Süpersonik Teknolojisi X-Düzlemi olarak adlandırılan uçak, 94 ft uzunluğunda, 29,5 ft genişliğinde tek jetli uçak olacak. X-59, NASA'nın Düşük Bomlu Uçuş Gösterisi (LBFD) olarak adlandırdığı şeyin bir parçasıdır. Hedef tamamlanma tarihi 2021'de bir zamandır. (Daha iyi acele, NASA.)
T-38 çifti süpersonik hızlarda sıkı bir şekilde uçuyor. Kurşun uçak, takip eden uçaktan yaklaşık 30 ft ileridedir ve dikey olarak yaklaşık 10 fit kaydırılmıştır. Bu, yüksek eğitimli USAF pilotları için önemli değil, ancak ek bir kırışıklık vardı. B-200 yaklaşık 30.000 feet idi, T-38s 2.000 feet aşağıda, önceki görüntüleme sistemine izin verilenden daha yakındı. Ve T-38'ler, B-200 ve onun schlieren görüntüleme sisteminin altından uçtıkları anda süpersonik hızlara ulaşmak zorundaydı.
“En büyük zorluk, bu görüntüleri alabileceğimizden emin olmak için zamanlamayı doğru yapmaya çalışmaktı.” Heather Maliska, AirBOS alt proje yöneticisi.
- Heather Maliska, AirBOS alt proje yöneticisi.
AirBOS alt proje yöneticisi Heather Maliska, “En büyük zorluk, bu görüntüleri alabileceğimizden emin olmak için zamanlamayı doğru yapmaya çalışmaktı” dedi. Kameralar sadece yaklaşık üç saniye kayıt yapabilir ve bu kısa kayıt penceresi T-38'lerin B-200'ün altında olduğu tam üç saniye ile çakışmak zorunda kaldı. “Ekibin bunu nasıl başarabildiğinden kesinlikle memnunum. Operasyon ekibimiz daha önce bu tür manevralar yapmıştı. Manevranın nasıl sıralanacağını biliyorlar ve NASA pilotlarımız ve Hava Kuvvetleri pilotlarımız olması gereken yerde olmak için harika bir iş çıkardılar. ”
“İlginç olan, arka T-38'e bakarsanız, bu şokların bir eğride etkileşime girdiğini görüyorsunuz” dedi. “Bunun nedeni, takip eden T-38'in önde gelen uçağın ardından uçmasıdır, bu nedenle şoklar farklı şekilde şekillenecektir. Bu veriler, bu şokların nasıl etkileşime girdiğini daha iyi anlamamıza yardımcı olacak. ”
Daha Önce Hiç Görülmemiş Bir Ayrıntı Düzeyi
NASA Armstrong'un kıdemli araştırma mühendisi Dan Banks, “Burada daha önce kimsenin görmediğini sanmadığım bir fiziksel ayrıntı görüyoruz” dedi. “Sadece ilk kez verilere baktığımızda, sanırım işler tahmin ettiğimizden daha iyi sonuç verdi. Bu çok büyük bir adım. ”
Yeni schlieren görüntüleme sisteminin önceki sürümlere göre bazı yükseltmeleri var. Önceki sistemlerden daha geniş açılı bir merceğe sahiptir ve uçağın daha doğru konumlandırılmasını sağlar. Ayrıca daha yüksek kare hızına sahiptir. Saniyede 1400 kare hızında ses dalgalarının ayrıntılarını görmek çok daha kolaydır. Ayrıca, artan kare hızıyla birlikte daha hızlı veri depolama sistemlerine sahiptir.
B200 ayrıca yeni görüntüleme sistemi ile bazı yükseltmeler aldı. Aviyonik mühendisleri, montajı daha kolay ve daha hızlı hale getirmek için kamera için yeni bir kurulum sistemi geliştirdi.
“AirBOS'un önceki yinelemeleriyle, kamera sistemini uçağa entegre etmek ve çalışır hale getirmek bir hafta veya daha uzun sürdü. Bu sefer bir gün içinde devreye girebildik ve çalışabildik, ”diyor uçuş operasyonları mühendisi Tiffany Titus. “Araştırma ekibinin dışarı çıkıp uçmak ve bu verileri almak için kullanabileceği zaman.”
NASA bir süredir sessiz süpersonik uçuş üzerinde çalışıyor ve bunu incelemek için çeşitli yollar kullandılar. Rüzgar tünelleri, tüm uçak tasarımlarında olduğu gibi kullanıldı, ancak NASA başka bir yol buldu. Yaklaşık üç yıl önce, süpersonik jetlerin ses dalgalarını görüntülemek için Güneş'i fon olarak kullandılar. CNN'den aşağıdaki videoyu izleyin.
Ticari Süpersonik Teknoloji Projesi sadece ses patlamaları için gürültüyü azaltmaya odaklanmamıştır. Ayrıca yakıt verimliliği, emisyonlar ve yapısal ağırlık ve esnekliğe de bakmakta ve bunların hepsi daha iyi hava yolculuğu için engel teşkil etmektedir. Toplanan veriler ABD ve dünyadaki düzenleyici kurumlarla paylaşılacak.
