NASA zrobiła niezwykłe zdjęcia metodą sprzed 200 lat. Dzięki nim możemy latać szybciej

NASA opublikowała serię wyjątkowych zdjęć wykonanych techniką pozwalającą na rejestrowanie fali ściśniętego powietrza. Można na nich zobaczyć kształt fali rozchodzącej się wokół samolotów poruszających się z prędkością naddźwiękową. Dzięki temu być może będziemy latać szybciej.

Na zdjęciach możemy zobaczyć głównie samoloty poruszające się z prędkością ponaddźwiękową. Są tu widoczne treningowe modele T-38 Talon zarejestrowane podczas ćwiczeń w bazie Edwards w Kalifornii. Na poniższym zdjęciu ciemne smugi wyznaczają czoło fali uderzeniowej, która do obserwatorów na ziemi dociera jako charakterystyczna fala akustyczna.

W skrócie jest to powietrze zepchnięte i ściśnięte przez samolot poruszający się z prędkością przekraczającą prędkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu.

Fotografie są godne uwagi nie tylko dlatego, że atrakcyjnie wykorzystują technikę mającą już prawie 200 lat. Po raz pierwszy zdjęcia dwóch samolotów były robione w powietrzu i z powietrza metodą schlieren. Dzięki precyzyjnemu odmierzeniu czasu udało się sfotografować w ten sposób fale rozchodzące się z dwóch samolotów lecących w formacji. Udało się poprawić zarówno szybkość rejestrowania obrazu (1400 zdjęć na sekundę), jak i jego jakość.

Nie jest to pierwszy raz, gdy NASA stosuje tę technikę do analizy lotu. Samolot fotografujący to należący do NASA B-200 King Air, aparatura rejestrująca to AirBOS 4. Kolejna iteracja urządzeń pozwoliła zarejestrować trzykrotnie więcej danych niż w poprzednich eksperymentach w tym samym czasie. Montaż nowej wersji aparatu zajął tylko jeden dzień, a nie cały tydzień. B-200 przelatywał zaledwie 60 metrów nad fotografowaną formacją i miał tylko 3 sekundy na robienie zdjęć.

Marzenie o ponaddźwiękowych podróżach powietrznych nie umarło po katastrofie wspaniałego Concorda. Opisane tu wysiłki NASA mają na celu opracowanie konstrukcji samolotu, który mimo poruszania się z prędkością naddźwiękową nie będzie słyszany na ziemi.

Zamiast znango huku, obserwatorzy będą słyszeć jedynie „odległe dudnienie”. Szczegółowe badanie fali uderzeniowej pomoże opracować bryłę, która generuje minimalny hałas. Projekt nosi nazwę QueSST, co jest skrótem Quiet SuperSonic Technology.

Samolot korzystający z odkryć NASA zostanie zbudowany w fabrykach koncernu Lockheed Martin do 2023 roku. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, lotnictwo cywilne otrzyma od NASA wyniki badań i wytyczne, dzięki którym będzie możliwe budowanie cichych i szybkich samolotów pasażerskich. Oczywiście NASA pracuje też nad wyciszeniem silników.

Metoda schlieren pozwala nam zobaczyć nawet niewielkie zmiany gęstości ośrodka i jest używana do obserwowania ruchu powietrza, wody, mieszania się gazów lub niedoskonałości szkła. Stosowany tu układ optyczny rejestruje nawet niewielkie zmiany w refrakcji przezroczystego ośrodka, które nie są widoczne dla ludzkiego oka. To z kolei pozwala nam zobczyć mapę zmian gęstości.

Technika ta jest już wiekowa. Zjawisko występowania schlerów (czyli "smug", "schliere" to po niemiecku smuga) zaobserwował w 1665 Robert Hooke, brytyjski przyrodnik, używając dwóch świec. Metodę fotografowania niedoskonałości szklanych soczerek opracował francuski fizyk Jean Bernard Léon Foucault w 1859. Prawdopdoobnie największy wkład w rozwój metody miał Niemiec August Toepler, zajmujący się fizyką i chemią w XIX wieku. Toepler zaadoptował technikę fotograficzną Foucaulta do obserwacji w czasie rzeczywistym.