Levegőből fotózták a szuperszonikus lökéshullámokat

Először sikerült olyan fotót készíteni, amelyen repülés közben, egy magasban haladó repülőgépen elhelyezett kamera segítségével örökítették meg azt a pillanatot, amint a két szuperszonikus repülőgép átlépve a hangsebességet belehasít a lökéshullámába.

A kép elkészítését nagyon precízen összehangolt folyamat tette lehetővé: a két lökhajtásos T-38 kiképző repülőgép szoros kötelékben haladt, s a felettük 600 méterrel repülő, kutatási célra használt B-200 repülőre szerelt speciális kamera rögzítette a pillanatot, amint az alant áthúzó géppár a hangsebességet átlépve halad el. A kísérletre a kaliforniai Edwards Légitámaszpont feletti légtérben került sor.

A kísérletben használ B-200 kutatórepülőt a közelmúltban direkt e célra fejlesztették tovább, precízebben tud már a megfelelő pontra érkezni az adott légtérben, s a gépen új befogadó helyet alakítottak ki a speciális kamerarendszer számára is. A kamerarendszer is megújult, s már nagyobb látószögű felvételeket képes készíteni, ez tette lehetővé, hogy a most elvégzett kísérleti repülés során két repülőgép is a látómezőbe fért.

A hangsebesség átlépése során a repülőgép a maga előtt tolt légtömeget összenyomva lökéshullámokat kelt, és amikor ezek a lökéshullámok egymásba olvadnak, akkor alakul ki a hangrobbanás. A lökéshullámok eltérő nyomású légtömegek, amelyeket fotózni átlagos felszereléssel csak úgy lehet, ha a nyomásváltozás párás levegőben zajlik, és a hatására a pára kicsapódva kis felhőkúpként öleli körbe a repülőgépet.

Azonban ez, bár igen látványos, nem ad olyan aerodinamikai információkat, amelyre a kutatási-fejlesztési folyamatokban szükség van. Az eltérő nyomású légtömegekben azonban eltérő a fénytörés is, s ez az, amit meg lehet örökíteni megfelelő technikai módszerrel, ez ráadásul igen régóta ismert. Az úgynevezett Schlieren-fényképezést 1864-ben fejlesztette ki egy német fizikus, a technológia révén válik lehetségessé a repülőgépek aerodinamikai tulajdonságainak vizsgálata is, a gép körül áramló levegő eltérő fénytörésű részeinek eltérő intenzitású árnyéka kerül a felvételekre. E technikával eddig a földfelszínről készítettek felvételeket, amihez arra volt szükség, hogy a vizsgált repülőgép a Nap előtt haladjon át a fotósok nézőpontjából.

A speciális kamera csupán 3 másodpercnyi felvételt tud rögzíteni egyszerre, másodpercenként 1400 képet készít, így minden ilyen kísérlethez nagyon pontos és összehangolt munkára van szükség mind a légi irányítás, mind a pilóták, mind pedig a kamerát kezelők részéről. A most közzé tett felvételekkel ezt kiválóan sikerült megoldani, és így születhettek meg a repülőmérnökök számára elengedhetetlen fontosságú felvételek. A két T-38 egymás mögött haladva nem csupán a saját lökéshullámával „bánt el”, hanem e módszerrel a két gép lökéshullámainak, s a gépek hajtóműveiből kiáramló anyagsugárnak az egymásra hatását is vizsgálni lehet a felvételek alapján.

Az egyelőre még fejlesztési fázisban lévő, hangrobbanást nem produkáló X-59 repülőgép fantáziarajza.

Forrás: NASA

A NASA évek óta dolgozik a lakosságot nagyban zavaró hangrobbanások nélküli szuperszonikus repülőgépeken , ehhez sorozatosan végeznek tesztrepüléseket például a floridai Kennedy Űrközponttól pár kilométerre lévő Cape Canaveral Légitámaszpont felett. A fejlesztések az X-59 nevű kísérleti repülőgépének megépítéséhez folynak, az első, már e géppel folytatott tesztrepülésekre 2022-ben kerülhet majd sor.

Forrás: Égen-Földön-Föld alatt