Po raz pierwszy w historii utrwalono na zdjęciu fale uderzeniowe dwóch lecących samolotów ponaddźwiękowych. Rezultat oczarował nawet naukowców odpowiedzialnych za projekt.

Na zdjęciach udostępnionych przez NASA widać dwa samoloty szkolno-treningowe Northtrop T-38 Talon Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych. Lecą w odległości niecałych dziewięciu metrów od siebie.

Maszyny podczas lotu wytwarzają fale uderzeniowe, czyli cienkie warstwy rozchodzące się szybciej niż dźwięk, w których następuje gwałtowny wzrost ciśnienia. Powstają one w momencie, gdy samolot porusza się z prędkością naddźwiękową.

– Nigdy nie myśleliśmy, że to może być tak wyraźne, tak piękne – mówił o fotografiach JT Heineck, fizyk z Centrum Badawczego imienia Josepha Amesa NASA.

Zdjęcia oryginalnie były czarno-białe, później nałożono na nie kolory. Obrazy powstały dzięki technice Schlieren, czyli fotografii smugowej. Wykorzystuje się ją właśnie do fotografowania przepływu powietrza wokół obiektów. Dzięki niej widzimy to, czego gołym okiem nie sposób dostrzec.

Pierwsze w historii zdjęcie fal uderzeniowych z dwóch samolotów (NASA)

Wiele lat badań

Udoskonalanie technologii pozwalającej na obrazowanie fal uderzeniowych podczas lotu zajęło NASA ponad dziesięć lat. Jednak również od strony praktycznej wykonanie takich zdjęć jest bardzo skomplikowane. Same fotografie powstały dzięki urządzeniu znajdującemu się na pokładzie samolotu NASA B-200 King. Jednostka leciała około 600 metrów powyżej pary samolotów T-38. Oznacza to, że wszystkie trzy maszyny musiały być idealnie skoordynowane względem siebie – lecieć dokładnie wyznaczonymi torami i znajdować się w konkretnym miejscu w precyzyjnie wyznaczonym czasie.

– Dzięki temu ulepszonemu systemowi udało się nam poprawić o rząd wielkości zarówno szybkość [wykonania – red.], jak i jakość obrazów, w stosunku do poprzednich badań – przyznał Heineck. – Jestem zachwycony tym, jak wyszły te zdjęcia – dodał.

– Widzimy tutaj szczegóły fizyczne, których – jak myślę – nie widział nikt wcześniej – stwierdził Dan Banks, inżynier z Centrum Badań Lotu imienia Neila A. Armstronga.

Fale uderzeniowe samolotów ponaddźwiękowych (NASA)

Nie tylko ładny widok

Zdjęcia fal uderzeniowych mają jednak służyć czemuś więcej, niż tylko ku uciesze oka. Pokazują między innymi, jak fale uderzeniowe współdziałają ze sobą i ze smugami kondensacyjnymi.

Wiedza ta może niedługo zostać wykorzystana, ponieważ NASA prowadzi prace nad samolotami pasażerskimi, które miałyby lecieć z prędkością dźwięku. Znaczny problem w takiej technologii stanowi hałas. Falom uderzeniowym towarzyszy bowiem bardzo głośny efekt akustyczny, jakim jest grom dźwiękowy. Taki sam wytwarzany jest również przez uderzenia piorunów lub wybuchy i byłby on raczej niepożądany przez pasażerów samolotów.

Najnowsze dane mogą również posłużyć NASA przy produkcji eksperymentalnych samolotów X-59 Quiet SuperSonic Technology (X-59 QueSST). Mają one wytwarzać fale uderzeniowe, którym nie będzie towarzyszył grom uderzeniowy a jedynie niewielkie dudnienie.

– Patrząc na te dane po raz pierwszy myślę, że wszystko poszło lepiej, niż mogliśmy sobie wymarzyć. To jest bardzo duży krok – zaznaczył Banks.

Zdjęcia zostały zrobione jako podprojekt w ramach projektu NASA Commercial Supersonic Technology.

 

 

 

 

Źródło: sciencealert.com, NASA, tvnmeteo