NASA testuje technologię unikalnych pomiarów fal uderzeniowych X-59
NASA wkrótce przetestuje postępy poczynione w kluczowym narzędziu do pomiaru unikalnych "uderzeń dźwiękowych", które jego cichy naddźwiękowy samolot badawczy X-59 będzie wytwarzał podczas lotu.
Sonda wykrywania wstrząsów to sonda danych powietrznych w kształcie stożka opracowana ze specjalnymi cechami, aby uchwycić unikalne fale uderzeniowe wytwarzane przez X-59. Naukowcy z NASA Armstrong Flight Research Center w Edwards w Kalifornii opracowali dwie wersje sondy do zbierania precyzyjnych danych o ciśnieniu podczas lotu naddźwiękowego. Jedna z nich jest zoptymalizowana pod kątem pomiarów bliskiego pola, rejestrując fale uderzeniowe występujące bardzo blisko miejsca, w którym X-59 będzie je generował. Druga sonda będzie mierzyć średnie pole, zbierając dane na wysokościach od 5 000 do 20 000 stóp poniżej samolotu.
Kiedy samolot leci z prędkością naddźwiękową, generuje fale uderzeniowe, które przemieszczają się przez otaczające powietrze, wytwarzając głośne bumy dźwiękowe. X-59 został zaprojektowany tak, aby przekierowywać te fale uderzeniowe, redukując głośne dudnienia do cichszych dźwięków. Podczas lotów testowych, samolot F-15B z sondą wykrywającą wstrząsy przymocowaną do jego nosa będzie latał z X-59. Mierząca około 6 stóp sonda będzie nieustannie zbierać tysiące próbek ciśnienia na sekundę, rejestrując zmiany ciśnienia powietrza podczas lotu przez fale uderzeniowe. Dane z czujników będą niezbędne do walidacji modeli komputerowych, które przewidują siłę fal uderzeniowych wytwarzanych przez X-59, centralny element misji Quesst NASA.
"Sonda wykrywająca wstrząsy działa jak źródło prawdy, porównując przewidywane dane z rzeczywistymi pomiarami" - powiedział Mike Frederick, główny badacz NASA dla sondy.
W przypadku sondy bliskiego pola, F-15B będzie leciał blisko za X-59 na wysokości przelotowej około 55 000 stóp, wykorzystując konfigurację "podążaj za liderem", umożliwiając badaczom analizę fal uderzeniowych w czasie rzeczywistym. Zdolność sond do wychwytywania niewielkich zmian ciśnienia jest szczególnie ważna w przypadku X-59, ponieważ oczekuje się, że jego fale uderzeniowe będą znacznie słabsze niż w przypadku większości samolotów naddźwiękowych. Porównując dane sond z przewidywaniami zaawansowanych modeli komputerowych, naukowcy mogą lepiej ocenić ich dokładność.
"Sondy mają pięć portów ciśnieniowych, jeden na końcu i cztery wokół stożka" - powiedział Frederick. "Porty te mierzą zmiany ciśnienia statycznego, gdy samolot przelatuje przez fale uderzeniowe, pomagając nam zrozumieć charakterystykę uderzeniową konkretnego samolotu". Porty łączą swoje pomiary, aby obliczyć lokalne ciśnienie, prędkość i kierunek przepływu powietrza.
Badacze wkrótce ocenią ulepszenia sondy wykrywania wstrząsów bliskiego pola poprzez loty testowe, podczas których sonda zamontowana na jednym F-15B będzie zbierać dane, ścigając drugiego F-15 podczas lotu naddźwiękowego. Ulepszenia obejmują umieszczenie przetworników ciśnienia sondy - urządzeń mierzących ciśnienie powietrza na stożku - zaledwie 5 cali od jej portów. Poprzednie projekty umieszczały te przetworniki w odległości prawie 12 stóp, opóźniając czas nagrywania i zniekształcając pomiary.
Czułość na temperaturę w poprzednich projektach również stanowiła wyzwanie, powodując wahania dokładności przy zmieniających się warunkach. Aby temu zaradzić, zespół zaprojektował system ogrzewania, aby utrzymać przetworniki ciśnienia w stałej temperaturze podczas lotu.
"Sonda spełni wymagania dotyczące rozdzielczości i dokładności misji Quesst" - powiedział Frederick. "Ten projekt pokazuje, jak NASA może wykorzystać istniejącą technologię i dostosować ją do rozwiązywania nowych wyzwań".
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
