NASA Armstrong avança fotografia de ondas de choque

O som nunca pareceu tão bom! Usando uma câmera portátil especial, os pesquisadores do NASA Armstrong Flight Research Center em Edwards, Califórnia, recentemente capturaram imagens das ondas de choque saindo da aeronave de pesquisa F-15B. A Armstrong continua a refinar o uso de um processo chamado fotografia Schlieren, que captura imagens de ondas de choque sonoras, para apoiar a missão Quesst e sua peça central, a silenciosa aeronave supersônica X-59 .

Durante um teste de voo em 16 de dezembro, os pesquisadores da Armstrong adquiriram suas imagens mais recentes usando equipamentos atualizados de experimentos anteriores. Um fotógrafo capturou as ondas de choque de uma aeronave de apoio F-18 voando abaixo do F-15.

“Isso tudo é uma preparação para o X-59. Queremos ter um sistema comprovado para poder visualizar as ondas de choque do X-59”, disse Ed Haering, investigador principal da fotografia de Schlieren. “Dessa forma, podemos ter provas da distribuição de ondas de choque em torno do X-59 que, com sorte, resultará no baque silencioso no solo.”

Assim como uma superfície quente no verão muda a densidade do ar nas proximidades, fazendo com que os objetos no fundo pareçam embaçados, a fotografia de Schlieren usa luz dobrada para criar imagens de ondas de choque. A fotografia de Schlieren usa um fundo texturizado, como a borda do Sol ou manchas no Sol, para visualizar as mudanças na densidade do ar criadas por uma aeronave.

À medida que os raios de luz fluem em torno de uma aeronave, a mudança na densidade do ar causada pelo fluxo de ar curva a luz, fazendo com que a borda do Sol e as manchas solares pareçam se mover. O software então calcula como cada ponto se moveu e reconstrói a onda de choque em uma imagem de Schlieren.

Embora o uso da fotografia de Schlieren pela NASA se concentre em poder um dia ver as ondas de choque únicas do X-59, suas aplicações vão além da missão Quesst. Os pesquisadores também podem aplicar a técnica para projetar outras aeronaves ou melhorar o fluxo de ar – e economia de combustível – de caminhões, disse Haering. Eles poderiam até usá-lo para otimizar a colocação de turbinas eólicas, disse ele.

“Esperamos ter isso como um serviço pronto para Armstrong ou outros usarem para avaliar seus veículos”, disse Haering. “Saber onde o ar está realmente se movendo diz muito sobre o que seu veículo está fazendo, quão eficiente ele é e como você pode torná-lo melhor.”

A NASA planeja realizar voos adicionais para testar a câmera portátil no final do inverno ou início da primavera de 2023. Para esses testes, um fotógrafo capturará o F-15B de uma aeronave a 10.000 pés de distância. As duas aeronaves voarão em sincronia em diferentes altitudes para ver se isso resulta em perda de clareza das imagens. Ao descobrir quais fatores afetam a clareza, os pesquisadores podem configurar experimentos melhores no futuro,

“Fizemos testes semelhantes como este em 2014”, disse Haering. “Estamos reconstituindo o equipamento com uma câmera melhor e proporcionando melhor orientação ao piloto.”

Os pesquisadores estão planejando incorporar um novo sistema Schlieren para testes futuros – um casulo montado na asa servirá como câmera principal. A câmera portátil servirá como backup.”

Para testes ainda este ano, os pesquisadores tentarão dois tipos de tiros. A primeira, que Haering chama de visão normal, terá ambas as aeronaves voando em trajetórias paralelas e o fotógrafo fotografando diretamente para o outro plano.

“Conforme você sobe, a densidade é cada vez menor, então as ondas de choque devem começar a desaparecer, mas não sabemos onde”, disse Haering. “Espero que esteja acima de 60.000 pés. Essa altitude é a máxima planejada para voos X-59.”

Para o segundo tipo de fotos, uma aeronave voará atrás da outra em uma altitude diferente. Com os aviões mantendo a mesma distância, a equipe tentará diferentes ângulos para ver em que ponto as ondas de choque podem começar a desaparecer.

A missão Quesst visa projetar e construir a aeronave de pesquisa X-59 da NASA com tecnologia que reduz os estrondos sônicos a batidas suaves. A NASA voará o X-59 sobre as comunidades dos EUA para serem selecionadas no futuro e coletar dados sobre as respostas humanas ao som gerado durante o vôo supersônico. A agência entregará esse conjunto de dados aos reguladores dos EUA e internacionais para que possam reconsiderar os regulamentos que proíbem o voo comercial supersônico sobre a terra.

Fonte e foto: Nasa

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