10 년이 넘는 노력 끝에 NASA는 또 다른 이정표에 도달했습니다. 우리는 이정표에 도달하는 NASA에 익숙하지만 약간 다릅니다. 이것은 유체 흐름의 이미지를 캡처하는 사진 유형에 관한 것입니다.
Schlieren Photography라고하며 schlieren은 "줄무늬"의 독일어입니다. 그것은 1864 년에 독일의 물리학자인 August Toepler가 초음속 운동을 연구하기 위해 처음 개발했습니다. 현재 NASA는 제트 항공기가 사운드 배리어를 깨뜨릴 때 발생하는 소리를 제거하기 위해이를 사용하고 있습니다. 그리고 그들이 얻는 이미지는 매우 시원합니다.
"우리는 그것이 이처럼 분명하고 아름답기를 꿈꾸지 않았습니다."
– 물리 과학자 J.T. NASA의 Ames Research의 Heineck.
그래도 눈 사탕보다 더 많은 것이 있습니다. 더 조용한 초음속 항공기를 만들기위한 노력의 일환입니다. 현재 소음이 너무 커서 육상에서 초음속 항공기를 비행하는 것에 대한 엄격한 규칙이 있습니다. 그러나 소음 문제를 해결할 수 있으면 더 빠른 항공 여행이 가능합니다.
이 schlieren 이미지는 Edwards 공군 기지에서 2 대의 T-38 제트기를 보았을 때 다른 항공기에 의해 포착되었습니다. 카메라가 장착 된 항공기는 B-200이며 NASA의 AirBOS (Air-to-Air Background Oriented Schlieren) 프로그램의 일부입니다. AirBOS 자체는 NASA의 상용 초음속 기술 프로젝트의 일부입니다.
이 최신 이미지는 업그레이드 된 쉴리 렌 이미징 시스템에서 제공되며, 그 어느 때보 다 고품질의 충격파 이미지를 캡처 할 수 있습니다. 항공기의 여러 부분에서 발생하는 충격파가 서로 합쳐져 대기를 통과 할 때 소닉 붐이 발생합니다. 이와 같은 상세한 이미지는 소닉 붐 현상에 대한 연구를 발전시킬 것입니다.
“우리는 그것이 이처럼 명확하고 아름답기를 꿈꾸지 않았습니다. 이 이미지들이 어떻게 드러나는 지에 대해 황홀합니다.”라고 J.T. NASA의 Ames Research Center의 물리 과학자 Heineck. "이 업그레이드 된 시스템을 통해 우리는 이전 연구에서 이미지의 속도와 품질을 모두 향상 시켰습니다."
이 schlieren 이미지의 데이터는 테스트 항공기를 설계하는 데 사용됩니다. X-59 Quiet Supersonic Technology X-Plane이라고 불리는이 항공기는 94 피트 길이, 29.5 피트 폭의 단일 제트기입니다. X-59는 NASA가 붐 FD (Low-Boom Flight Demonstration)라고 부르는 것의 일부입니다. 목표 완료 날짜는 2021 년입니다.
한 쌍의 T-38은 초음속으로 꽉 조여져 있습니다. 선도 항공기는 후행 항공기보다 약 30 피트 앞서 있으며 수직으로 약 10 피트 상쇄됩니다. 숙련 된 USAF 조종사에게는 큰 도움이되지 않지만 주름이 추가되었습니다. B-200은 약 30,000 피트였으며 T-38은 2,000 피트 아래로 이전의 이미징 시스템이 허용했던 것보다 더 가깝습니다. 그리고 T-38은 B-200과 슐 리렌 이미징 시스템 아래로 날아간 순간에 초음속에 도달해야했습니다.
"가장 큰 과제는 이러한 이미지를 얻을 수 있도록 타이밍을 정확하게 맞추는 것이 었습니다." Heather Maliska, AirBOS 하위 프로젝트 관리자
– Heather Maliska, AirBOS 하위 프로젝트 관리자.
AirBOS의 하위 프로젝트 관리자 인 Heather Maliska는“가장 큰 과제는 이러한 이미지를 얻을 수 있도록 타이밍을 정확하게 맞추는 것이 었습니다. 카메라는 약 3 초 동안 만 녹화 할 수 있으며 짧은 녹화 기간은 T-38이 B-200 아래에 있었던 정확한 3 초와 일치해야합니다. “팀이 어떻게이 일을 해낼 수 있었는지 정말 기쁘게 생각합니다. 우리의 운영 팀은 이전에 이러한 유형의 기동을 수행했습니다. 그들은 작전을 정리하는 방법을 알고 있으며 NASA 조종사와 공군 조종사들은 필요한 곳에 큰 일을했습니다.”
“흥미로운 점은 후면 T-38을 보면 이러한 충격이 곡선에서 상호 작용하는 것을 볼 수 있습니다. “이것은 T-38이 주요 항공기를 타고 날아 가기 때문에 충격이 다르게 형성되기 때문입니다. 이 데이터는 이러한 충격이 어떻게 상호 작용하는지에 대한 이해를 진전시키는 데 실제로 도움이 될 것입니다.”
이전에는 볼 수 없었던 세부 수준
NASA Armstrong의 선임 연구원 인 Dan Banks는“우리는 지금까지 아무도 본 적이없는 물리적 세부 사항을보고 있습니다. “처음으로 데이터를 살펴보면 상상했던 것보다 더 나은 결과가 나온 것 같습니다. 이것은 매우 큰 단계입니다.”
새로운 schlieren 이미징 시스템은 이전 버전보다 약간 업그레이드되었습니다. 기존 시스템보다 넓은 각도의 렌즈를 사용하여 항공기를보다 정확하게 배치 할 수 있습니다. 또한 프레임 속도가 더 빠릅니다. 초당 1400 프레임으로 음파의 세부 사항을 훨씬 쉽게 볼 수 있습니다. 또한 프레임 속도가 증가함에 따라 더 빠른 데이터 스토리지 시스템이 있습니다.
B200은 또한 새로운 이미징 시스템으로 일부 업그레이드를 받았습니다. Avionics 엔지니어는보다 쉽고 빠르게 장착 할 수 있도록 카메라를위한 새로운 설치 시스템을 개발했습니다.
“이전의 AirBOS 반복에서는 카메라 시스템을 항공기에 통합하고 작동시키는 데 1 주일 이상이 걸렸습니다. 이번에 우리는 하루 안에 그것을 사용할 수있었습니다.”비행 작전 엔지니어 인 Tiffany Titus가 말했습니다. "이 시점에서 연구팀은 외출하고 데이터를 얻는 데 사용할 수 있습니다."
NASA는 한동안 조용한 초음속 비행을 연구 해 왔으며 다양한 방법으로 연구했습니다. 모든 항공기 설계에서와 같이 풍동이 사용되었지만 NASA는 다른 방법을 고안했습니다. 약 3 년 전에 그들은 초음속 제트기의 음파를 이미지화하기 위해 태양을 배경으로 사용했습니다. CNN에서 아래 비디오를 확인하십시오.
상업용 초음속 기술 프로젝트는 소닉 붐의 소음을 줄이는 데 초점을 두지 않습니다. 또한 연비, 배기 가스 배출량, 구조적 무게와 유연성을 고려하여 항공 여행을 개선하는 데 방해가됩니다. 수집 된 데이터는 미국 및 전 세계의 규제 기관과 공유됩니다.
