La NASA ha probado con éxito una avanzada tecnología fotográfica aire-aire en vuelo, capturando las primeras imágenes de la interacción de ondas de choque de dos aviones supersónicos en vuelo.
Las imágenes fueron capturadas durante la cuarta fase de las pruebas AirBOS (Air-to-Air Background Oriented Schlieren), que tuvieron lugar en el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en Edwards, California.
La serie de vuelo experimentó con éxito la prueba de un sistema de imagen mejorado capaz de capturar imágenes de alta calidad de ondas de choque, rápidos cambios de presión que se producen cuando un avión vuela más rápido que la velocidad del sonido, o supersónico. Las ondas de choque producidas por las aeronaves se fusionan a medida que viajan a través de la atmósfera y son responsables de lo que se escucha en el suelo como un auge sónico.
El sistema se utilizará para capturar datos cruciales para confirmar el diseño del avión supersónico silencioso X-59 de la NASA, cuyo diseño producirá ondas de choque de tal manera que, en lugar de una ruidosa estampida sónica, solo dejará un ruido sordo. La capacidad de volar supersónico sin un boom sónico puede dar lugar a que un día se levanten las restricciones actuales sobre el vuelo supersónico sobre tierra.
Las imágenes muestran un par de T-38 de la Escuela de pilotos de pruebas de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en la Base de la Fuerza Aérea de Edwards, que vuelan en formación a velocidades supersónicas. Los T-38 vuelan a una distancia aproximada de 10 metros uno del otro, con uno 3 metros más bajo que el otro. Con una claridad excepcional, se ve el flujo de las ondas de choque de ambos aviones, y por primera vez, la interacción de los choques se puede ver en vuelo.
"Estamos viendo un flujo supersónico, por lo que estamos recibiendo estas ondas de choque", dijo Neal Smith, ingeniero de investigación de AerospaceComputing Inc. en el laboratorio de mecánica de fluidos de la NASA Ames.
"Lo que es interesante es que, si miras el T-38 trasero, ves que estos choques interactúan en una curva", dijo. "Esto se debe a que el T-38 que se arrastra está volando en la estela del avión delantero, por lo que los choques tendrán una forma diferente. Esta información realmente nos ayudará a mejorar nuestra comprensión de cómo interactúan estos choques ".
Si bien la NASA ha usado previamente la técnica de fotografía de Schlieren para estudiar las ondas de choque, los vuelos de AirBOS 4 presentaron una versión mejorada de los sistemas de Schlieren aéreos anteriores, lo que permite a los investigadores capturar tres veces la cantidad de datos en la misma cantidad de tiempo.
"Estamos viendo un nivel de detalle físico aquí que no creo que nadie haya visto antes", dijo Dan Banks, ingeniero de investigación sénior de la NASA Armstrong. "Solo mirando los datos por primera vez, creo que las cosas funcionaron mejor de lo que habíamos imaginado. Este es un paso muy grande".
Las imágenes adicionales incluyeron un disparo "filo de cuchilla" de un solo T-38 en vuelo supersónico, así como un avión T-34 de baja velocidad, para probar la posibilidad de visualizar los vórtices de ala y aleta de un avión utilizando el sistema AirBOS.
Las imágenes se capturaron desde un King Air de la NASA B-200, utilizando un sistema de cámara mejorado para aumentar la calidad de la imagen. El sistema actualizado incluía la adición de una cámara capaz de capturar datos con un campo de visión más amplio. Esta mejor percepción espacial permitió un posicionamiento más preciso de la aeronave. El sistema también incluía una actualización de memoria para las cámaras, lo que permite a los investigadores aumentar la velocidad de cuadros a 1400 cuadros por segundo, lo que facilita la captura de un mayor número de muestras. Finalmente, el sistema recibió una conexión actualizada a las computadoras de almacenamiento de datos, lo que permitió una tasa mucho más alta de descarga de datos.
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