NASAは10年以上の努力の末、新たなマイルストーンに到達しました。 NASAがマイルストーンに到達することに慣れていますが、これは少し異なります。これは、流体の流れの画像をキャプチャするタイプの写真に関するものです。
それはシュリーレン写真と呼ばれ、シュリーレンは「ストリーク」のドイツ語です。 1864年に最初に開発されたのは、8月のドイツの物理学者、August Toeplerです。現在、NASAはこれを使用して、ジェット機が防音壁を破ったときに何が起こるかを確認し、それに伴うソニックブームをなくそうとしています。そして、彼らが得ている画像はかなりクールです。
「こんなにはっきりして、こんなに美しいとは夢にも思いませんでした。」
–物理科学者J.T. NASAのエイムズ研究のハイネック。
ただし、これは目を引くだけではありません。これはすべて、より静かな超音速航空機を作成するための取り組みの一部です。現在、騒音が非常に大きいため、超音速航空機を陸上で飛行することについては厳しい規則があります。しかし、騒音の問題を解決できれば、飛行機での移動が速くなります。
これらのシュリーレン画像は、エドワーズ空軍基地からの2つのT-38ジェット機を監視している別の航空機によってキャプチャされました。カメラを搭載した航空機はB-200で、NASAのAirBOS（空対空背景指向シュリーレン）プログラムの一部です。 AirBOS自体は、NASAの商用超音速技術プロジェクトの一部です。
これらの最新の画像は、これまで以上に高品質の衝撃波の画像をキャプチャできる、アップグレードされたシュリーレン画像システムからのものです。航空機のさまざまな部分からの衝撃波が合流して大気中を移動すると、ソニックブームが発生します。このような詳細な画像は、ソニックブーム現象の研究を進めます。
「こんなにはっきりして、こんなに美しいとは夢にも思いませんでした。これらの画像がどうなっているかについて、私は有頂天です」とJ.T. NASAのエイムズ研究センターの物理科学者、ハイネック。 「このアップグレードされたシステムにより、以前の調査からの画像の速度と品質の両方が桁違いに向上しました。」
これらのシュリーレン画像のデータは、テスト航空機の設計に使用されます。航空機は、X-59 Quiet Supersonic Technology X-Planeと呼ばれ、長さ94フィート、幅29.5フィートのシングルジェット機になります。 X-59は、NASAがLow-Boom Flight Demonstration（LBFD）と呼んでいるものの一部です。目標の完成日は2021年のいつかです（NASAより急いでください）。
T-38のペアは、超音速でタイトな編成で飛行しています。先行航空機は後続航空機より約30フィート先にあり、垂直方向に約10フィートオフセットされています。これは高度に訓練されたUSAFパイロットにとっては大した問題ではありませんが、しわが追加されました。 B-200は約30,000フィート、T-38は2,000フィート下にあり、以前のイメージングシステムで許容されていたよりも近かった。そして、T-38は、B-200とそのシュリーレンイメージングシステムの下を飛行した瞬間に超音速に達しなければなりませんでした。
「最大の課題は、これらの画像を確実に取得できるようにタイミングを正しくすることでした。」 Heather Maliska、AirBOSサブプロジェクトマネージャー。
– AirBOSサブプロジェクトマネージャー、ヘザーマリスカ
「最大の課題は、これらの画像を確実に取得できるようにタイミングを正しく設定することでした」とAirBOSサブプロジェクトマネージャーのヘザーマリスカは言います。カメラは約3秒間しか録画できません。その短い録画ウィンドウは、T-38がB-200の下にあった正確な3秒間と一致する必要がありました。 「チームがこれを実現できたことに本当に満足しています。私たちの運用チームは、このタイプの操作を以前に行っています。彼らは操縦を整える方法を知っており、NASAのパイロットと空軍のパイロットは必要な場所にいるという素晴らしい仕事をしました。」
「興味深いのは、リアT-38を見ると、これらの衝撃が曲線で相互作用しているのがわかる」と彼は言った。 「これは、後続のT-38が先行航空機に引き続いて飛行しているため、ショックの形状が異なるためです。このデータは、これらの衝撃がどのように相互作用するかについての理解を深めるのに役立ちます。」
これまでにないレベルの詳細
NASAアームストロングの上級研究エンジニアであるダンバンクスは、次のように述べています。 「初めてデータを見るだけで、私たちが想像していたよりもうまく機能したと思います。これは非常に大きなステップです。」
新しいシュリーレンイメージングシステムは、以前のバージョンに比べていくつかアップグレードされています。以前のシステムよりも広角レンズを備えているため、航空機をより正確に位置決めできます。フレームレートも高速です。 1秒あたり1400フレームで、音波の詳細をより簡単に確認できます。フレームレートの増加に伴い、より高速なデータストレージシステムも備えています。
また、B200は新しいイメージングシステムでいくつかのアップグレードを受けました。アビオニクスのエンジニアは、カメラを簡単かつ迅速に取り付けるための新しい設置システムを開発しました。
「AirBOSの以前のイテレーションでは、カメラシステムを航空機に統合して機能させるのに最大で1週間以上かかりました。今回は、それを1日以内に導入して機能させることができました」と、フライトオペレーションエンジニアのティファニータイタスは言います。 「そろそろ、調査チームが外出して飛行し、そのデータを取得するために使用できます。」
NASAはかなり長い間、静かな超音速飛行に取り組んでおり、彼らはそれを研究するためにさまざまな方法を使用しました。風洞はすべての航空機の設計にあるため、使用されてきましたが、NASAは別の方法を考え出しました。約3年前、彼らは太陽を背景にして超音速ジェットからの音波を画像化しました。以下のCNNのビデオをご覧ください。
コマーシャルスーパーソニックテクノロジープロジェクトは、ソニックブームの騒音低減だけに焦点を当てているわけではありません。また、燃費、排出量、構造上の重量と柔軟性についても検討します。これらはすべて、より良い空の旅の妨げになります。収集されたデータは、米国および世界中の規制機関と共有されます。
