NASAは、150歳の写真技術と21世紀の微調整を使用して、超音速航空機によって作成された衝撃波のユニークで驚くべき画像をキャプチャしています。
シュリーレン画像と呼ばれるこの手法は、飛行中の実物大の航空機で超音速気流を視覚化するために使用できます。通常、これはスケールモデルを使用した風洞でのみ実行できますが、地球の大気を飛行する実物大の航空機を研究できることで、より良い結果が得られ、エンジニアはより優れた、より静かな超音速機の設計に役立ちます。
そして副次的な利点は、画像が驚くほど劇的であり、少しの「ショック」と畏敬の念を生み出すことです。
今年の初めに、NASAは、NASAビーチクラフトB200キングエアの底面に取り付けられた高速カメラで撮影されたいくつかのシュリーレン画像をリリースしました。 。特別な画像処理ソフトウェアを使用して砂漠の背景を削除し、複数のフレームを組み合わせて平均化することで、衝撃波の鮮明な画像を作成しました。これは空対空シュリーレンと呼ばれます。
「空対空シュリーレンは、超音速機から発射される衝撃波を高い空間分解能で特定し、特性評価するための重要な飛行試験技術です」エドワーズ空軍基地のセンター。 「対象の航空機が風洞では再現できない温度と湿度の勾配を通過するときに、実際の大気中の衝撃波の形状を見ることができます。」
しかし、今では、より良い結果をもたらす可能性のある手法を使用し始めています。明るい背景として太陽と月を使用しています。このバックライト方式は、天体オブジェクトまたはBOSCOを使用するバックグラウンド指向のシュリーレンと呼ばれます。
まだらの背景または明るい光源は、カメラや背景の間を通過する航空機やその他のオブジェクトによって生成される空気力学的な流れの現象を視覚化するために使用されます。
NASAはこの手法について説明しています。
「流れの可視化は航空学研究の基本的なツールの1つであり、シュリーレン写真は長年にわたって空気力学的な流れによって引き起こされる空気密度勾配を可視化するために使用されてきました。従来、この方法では、複雑で正確に調整された光学系と明るい光源が必要でした。屈折した光線により、通常は風洞内のモデルであるテストオブジェクトの周囲の空気密度勾配の強度が明らかになりました。飛行機がカメラと太陽に正確に位置合わせする必要があるため、飛行中の実物大の航空機のシュリーレン画像をキャプチャすることはさらに困難でした。」
次に、この手法にはバリエーションがあります。最近のデモの1つは、カルシウムK Eclipseバックグラウンドオリエンテッドシュリーレン（CaKEBOS）を使用しています。アームストロングの主任研究員マイケルヒルによると、CaKEBOSは、太陽が背景指向のシュリーレン写真にどれほど効果的に使用できるかを確認するための概念実証テストでした。
「太陽のような天体を背景に使用すると、飛行中の航空機を撮影するときに多くの利点があります」とヒル氏は述べています。 「地面にイメージングシステムがあれば、対象の航空機は、焦点が合うのに十分な距離がある限り、任意の高度に置くことができます。」
特別に取り付けられたカメラ機器を搭載した2台目の航空機を用意する必要がないため、地上ベースの方法の方が空対空の方法よりもはるかに経済的であることが研究者によってわかっています。チームは、既製の機器を使用できると述べました。
シュリーレンの画像は、1864年にドイツの物理学者、アウグストトープラーによって発明されました。
ここでの空対空技術とここでのBOSCO技術の詳細をご覧ください。
