捕获超音速冲击波相互作用的第一个空到空气图像

使用Schlieren Photography技术，美国宇航局能够捕获来自两种超音速飞机的冲击波相互作用的第一个空运图像。这两个美国空军试验试验学校T-38飞机正在形成大约30英尺，以超音速，或比声速快，产生通常在地面上听到的冲击波作为声波轰隆。在超音速飞行系列飞行期间，在这里捕获的图像，最初是单色和这里所示的校集复合图像，部分地捕获，以更好地了解冲击与飞机羽毛相互作用以及彼此之间的相互作用。学分：美国宇航局照片

“我们从来没有梦想过这是明确的，这很漂亮。”

物理科学家J.T.加利福尼亚州山景山景艾姆斯研究中心的Heineck在一系列长期的图像中获得了第一次瞥见，需要一点时间来反映超过10年的技术开发 - 这项努力导致了美国宇航局航空航天的里程碑研究任务局。

美国宇航局成功地在飞行中测试了先进的空运摄影技术，捕获了飞行中两架超音速飞机冲击波的第一次图像。

“我正在欣喜若狂，关于这些图像如何结果，”Heineck说。“随着这个升级的系统，我们拥有一个数量级，从以前的研究提高了我们图像的速度和质量。”

图像在航空到航空背景的第四阶段捕获，在加利福尼亚州爱德华州的美国宇航局的Armstrong飞行研究中心发生了第四阶段。飞行系列看到了一种能够捕获电力高质量图像的升级成像系统的成功测试，当飞机速度快于声音或超音速时产生的快速压力变化。飞机产生的冲击波在通过大气中旅行时合并在一起，并负责地面上听到的东西作为声音繁荣。

该系统将用于捕获数据至关重要，以确认代理机构的X-59静音超音速技术X-Plane或X-59 Quesst，它将飞为超音速，但会以这样的方式产生冲击波，而不是a响亮的声波繁荣，只能听到一个安静的隆隆声。在没有声波繁荣的情况下飞行超音速的能力可能有一天会导致在陆地上的超音速飞行提升当前限制。

航班系列的最大挑战之一是时间。为了获取此图像，最初单色并在此显示为着色的复合图像，美国宇航局使用更新的成像系统配备的B-200，在约3万英尺，而这对T-38是不仅留在的形成，但要在精确的时刻飞行在超声速度下，它们直接在B-200下方。由于所有这三种飞机在NASA的运营团队指定的确切适当的时间，因此捕获了图像。学分：美国宇航局照片

该图像采用美国空军试验试验学校的一对T-38S，位于爱德华兹空军基地，以超音速飞行。T-38S彼此飞越大约30英尺，落后飞机比领先的T-38低约10英尺。以卓越的清晰度，可以看到两架飞机的冲击波流动，并且首次可以在飞行中看到冲击的相互作用。

“我们正在寻找超音速流动，这就是为什么我们获得这些冲击波，”Aerospecomputing Inc.的研究工程师Neal Smith表示，Nasa Ames的流体力学实验室。

“有趣的是，如果你看一下后部的T-38，你会看到这些震动在曲线中的互动，”他说。“这是因为尾随T-38在领先的飞机之后飞行，因此冲击将以不同的形状形状。这种数据真的可以帮助我们推进我们对这些冲击如何互动的理解。“

研究ShockWaves如何互相互动，以及飞机的排气羽流，一直是研究人员兴趣的主题。以前，Sharcale Schlieren在AMES'风隧道中的研究揭示了震荡的扭曲，从而进一步努力将这项研究扩展到全面飞行测试。

虽然获取这些图像的研究标记为Airbos的目标之一，但其中一个主要目标是飞行测试先进设备，能够高品质的空调Schlieren图像，为X-59的低繁荣飞行准备演示，将使用X-59提供具有统计有效数据所需的监管机构，以实现潜在的调节所需的稳定性，以使昂贵的商业超音速飞行。

虽然美国宇航局以前使用了Schlieren摄影技术来研究Shockwaves，但是Airbos 4航班的飞行器有一个升级版本的Airborbe Schlieren系统，允许研究人员在相同的时间内捕获数据量的三倍。

“我们在这里看到了一系列的物理细节，我不认为任何人以前见过任何人，”美国宇航局阿姆斯特朗高级研究工程师Dan Bank说。“只是在第一次看数据，我认为事情比我们想象的更好。这是一个非常大的一步。“

附加图像包括在超音速飞行中单个T-38的“刀刃”拍摄，以及慢速T-34飞机，以测试使用安全气板系统可视化飞机机翼和翼片涡流的可行性。

使用升级的相机系统从NASA B-200 King Air捕获图像以提高图像质量。升级的系统包括添加相机，能够使用更广泛的视野捕获数据。这种改进的空间意识允许飞机更准确地定位。该系统还包括摄像机的内存升级，允许研究人员每秒将帧速率提高到1400帧，使得更容易捕获更多数量的样本。最后，系统接收到数据存储计算机的升级连接，这允许更高的数据下载速率。这也有助于团队能够捕获每个通过的更多数据，提高图像的质量。

除了最近为王的航空电子设备升级，这改善了飞机在确切的时间确切的正确位置的能力，该团队还为相机开发了一个新的安装系统，大大减少了所花费的时间将它们与飞机整合。

“通过之前的Airbos迭代，需要一周或更长时间才能将相机系统集成到飞机上并使其工作。这次我们能够在一天内完成它，“飞行运营工程师Tiffany Titus说。“那是研究团队可以用来出去飞行的时候，并获得数据。”

虽然更新的相机系统和航空电子设备升级到B-200大大提高了比上一个系列更有效地进行这些航班的能力，但获得图像仍然需要从工程师，任务控制器和飞行员的大量技能和协调美国宇航局和爱德华兹的美国空军试验试验学校。

为了捕获这些图像，王空气，在大约3万英尺约3万英尺的情况下，必须以精确的位置到达，因为这对T-38在超音速下通过了大约2,000英尺的超音速。同时，能够记录总共三秒钟的相机，必须在超音速T-38进入框架的确切时刻开始录制。

“最大的挑战是试图让时间正确的时间来确保我们能够得到这些图像，”Airbos Sub-Project Manager的Heather Maliska说。“我非常满意球队如何把它拉出来。我们的运营团队以前做过这种类型的机动。他们知道如何获得排队的机动，我们的美国宇航局的飞行员和空军飞行员在他们需要的地方做得很好。“

“他们是摇滚明星。”

来自安全航空公司航班的数据将继续进行分析，帮助NASA改进这些测试的技术进一步改善数据，未来的航班可能在较高的海拔地区进行。这些努力将有助于推进震荡特征的知识，因为美国宇航局对X-59的安静超音速研究航班进行了进展，并且更接近航空中的主要里程碑。

在NASA'sCommercial超音速技术项目下，Airbos担任子项目。