Przełamując barierę dźwięku – niesamowite zdjęcia wykonane przez NASA

Każdy z nas kojarzy dźwięk towarzyszący samolotowi lecącemu w powietrzu. To dźwiękowy boom spowodowany przebijaniem się przez barierę dźwięku. Naukowcy z NASA opracowują nową technologię, która pozwoli nie tylko usłyszeć, ale również zobaczyć jak do tego dochodzi.

Agencja opracowuje narzędzia, które pozwalają uchwycić w fotografii naddźwiękowe fale powstające wokół samolotu, gdy przecina niebo. Technika bazuje na tzw. metodzie obrazowania Schlierena.

Metoda została wynaleziona w 1864 roku przez niemieckiego fizyka, do fotografowania przepływu płynów o różnej gęstości. Obecnie rozwijając technologię naukowcy z NASA wykazali, że mogą wykorzystać ją do uchwycenia obrazów fal uderzeniowych z podniebnych kamer, używając ziarnistej powierzchni pustyni jako tła. Teraz udoskonalona technologia pozwala na stosowanie również naziemnych kamer, wykorzystując słońce i księżyc jako tło.

Dzięki technologii BOS (Background-oriented schlieren) jesteśmy dzisiaj w stanie stworzyć najbardziej niesamowite zdjęcia odrzutowców, jakie kiedykolwiek powstały.

Michael Hill, główny inżynier projektu stwierdza, że „korzystanie z obiektów takich jak słońce w roli tła, ma wiele zalet przy fotografowaniu lecących samolotów. Z systemem obrazowania naziemnego cel może znajdować się na dowolnej wysokości, byleby tylko zachować ostrość”.

W celu uchwycenia obrazu metodą Schlieren konieczna jest wysoce zróżnicowana lub nakrapiana powierzchnia tła, aby zobaczyć zniekształcenia powodowane w powietrzu przez naddźwiękową falę uderzeniową. Fala uderzeniowa powoduje zmianę gradientu gęstości powietrza, a więc i współczynnika załamania światła.

Usuwając tło ze zdjęć naddźwiękowych samolotów, możliwe jest zobaczenie zakłóceń generowanych przez falę uderzeniową. Technikę tę stosuje się od wielu lat w tunelach aerodynamicznych i do pomiaru przepływu cieczy.

Prace mają na celu rozwinąć technologię naddźwiękowych samolotów pasażerskich (jak na razie jedyny tego rodzaju samolotem był Concorde, którego loty wstrzymano od 2003 roku).

Informacje zdobyte dzięki zdjęciom mają pomóc zaprojektować cichsze, generujące mniejsze fale uderzeniowe samoloty odrzutowe. Najlepszą metodą, aby to osiągnąć jest zmiana kształtu samolotu – stworzenie bardziej smukłego pojazdu, który wślizgiwałby się w powietrze. Jest to skuteczna metoda, aby wygenerować fale uderzeniowe o niższej sile, które zostaną stłumione przechodząc przez atmosferę, nie tworząc tak silnych wstrząsów.

Technologią superszybkich samolotów pasażerskich zainteresowana jest amerykańska firma Spike Aerospace, która dąży do wcielenia w życie projektu turboodrzutowego samolotu biznesowego Spike S-512. W planach maszyna ma latać na linii Londyn – Nowy Jork w zaledwie trzy godziny, umożliwiając jednodniowe wyprawy biznesowe za ocean.

Latając z prędkością o 200 metrów na sekundę szybszą niż jakikolwiek pasażerki samolot, ma być elitarnym samolotem dla zaledwie 12 -18 pasażerów. Firma oczekuje, że pierwszy lot miałby się odbyć już w grudniu 2018 roku.