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超音速飞机仅隔10米超高速飞行,NASA空拍冲击波相撞壮观图景!

 徐德文科学频道 2020-02-14

图片:NASA

超音速战斗机突破音障时的音爆令人印象深刻,激情澎湃,然而在飞机设计中,这却是应当竭力避免的,因为这种巨大的声音和能量会产生很多不利的影响,例如有可能损伤飞机的结构和元器件,或对地面动物人类造成骚扰,引发投诉。

为了设计制造一款静音超音速实验飞机X-59 QueSST,近日美国宇航局(NASA)一个团队,开展了一个名为AirBOS的项目,利用空对空纹影法(Schlieren photography)成像技术,拍摄两架超音速飞机突破音障后冲击波的相互作用,捕获了一系列高质量的美丽图像,极为壮观。

图片:NASA

当快艇在水中高速前进时,速度比它形成的水波快,水波就会在后面以三角形扇面扩散;当战斗机速度超过音速时,由于声波在空中是向各个方向扩散的,就会在后面以圆锥形扩散,仿佛这个声波锥体是被飞机拖着,直到飞机过去很长一段距离,才会到达我们的耳朵。所以当你听到一架战斗机掠过你的头顶时,你往往找不到飞机在哪里,非得向声音传来方向前面很远的地方寻找,你才能看到飞机掠过空中不可一世的雄姿。

图片:NASA

为了获得超音速飞机突破音障后看不见的冲击波数据,NASA的工程师在一架B-200空中国王上安装了特殊的拍摄仪器,可以检测气压的快速变化,并获得数字化的图像。B-200被安排在大约9100米的空中飞行,两架T-38超音速飞机在它的下方,以间隔10米超音速通过,B-200上的机载特殊相机只能录制3秒钟的视频,因此时机必须掌握得非常准确,难度极大。

超音速静音飞机X-59 QueSST。图片:NASA

参与拍摄的飞行员艺高人胆大,技术精湛,NASA团队最终顺利拍摄到了这些美丽的图像,这是NASA首次空对空拍摄的超音速飞机冲击波相互作用的图像,将有助于未来设计制造静音的超音速飞机,以获准在陆地上空飞行。

X-59 QueSST由NASA委托洛克希德马丁公司设计制造,为一款低音爆静音超音速实验机,可在16800米高空以1.42马赫的速度巡航,发出的噪声低于75分贝的可感知水平,以评估超音速飞行的可接受性,预计在2021年交付实验。

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