Depois de mais de 10 anos de trabalho duro, a NASA atingiu outro marco. Estamos acostumados com a NASA atingindo marcos, mas este é um pouco diferente. Este é um tipo de fotografia que captura imagens do fluxo de fluidos.
Chama-se Schlieren Photography, e schlieren é alemão para "estrias". Foi desenvolvido pela primeira vez em 1864 por um físico alemão chamado August Toepler para estudar o movimento supersônico. Agora, a NASA está usando para ver o que acontece quando os aviões a jato quebram a barreira do som, em um esforço para eliminar o boom sônico que o acompanha. E as imagens que estão recebendo são bem legais.
"Nós nunca sonhamos que seria tão claro, tão bonito."
- Cientista Físico J.T. Heineck da Ames Research da NASA.
Há mais do que isso no visual. Tudo faz parte de um esforço para criar aeronaves supersônicas mais silenciosas. No momento, existem regras estritas sobre voar aeronaves supersônicas por terra, porque o barulho é muito alto. Mas se o problema do ruído puder ser resolvido, permitirá viagens aéreas mais rápidas.
Essas imagens schlieren foram capturadas por outra aeronave enquanto assistia aos dois jatos T-38 da Base da Força Aérea de Edwards. A aeronave com a câmera é um B-200 e faz parte do programa AirBOS da NASA (Schlieren orientado a segundo plano no ar). O próprio AirBOS faz parte do Projeto de Tecnologia Supersônica Comercial da NASA.
Essas imagens mais recentes vêm de um sistema de imagem schlieren atualizado que pode capturar imagens de ondas de choque de alta qualidade do que nunca. Um boom sônico é criado quando ondas de choque de diferentes partes da aeronave se fundem e viajam pela atmosfera. Imagens detalhadas como essas farão avançar o estudo do fenômeno do boom sônico.
“Nós nunca sonhamos que isso seria tão claro, tão bonito. Estou extasiado com o resultado dessas imagens ”, disse J.T. Heineck, cientista físico do Ames Research Center da NASA. "Com esse sistema atualizado, por uma ordem de grandeza, melhoramos a velocidade e a qualidade de nossas imagens em pesquisas anteriores."
Os dados dessas imagens schlieren serão usados para projetar uma aeronave de teste. A aeronave, chamada de X-59 Quiet Supersonic Technology X-Plane, será uma aeronave de jato único de 94 pés de comprimento e 29,5 pés de largura. O X-59 é parte do que a NASA chama de Demonstração de Vôo com Boom Baixo (LBFD). A data de conclusão prevista é em algum momento de 2021. (Melhor pressa, NASA)
O par de T-38s está voando em uma formação fechada em velocidades supersônicas. A aeronave principal está cerca de 30 pés à frente da aeronave de fuga e é deslocada verticalmente cerca de 10 pés. Isso não é grande coisa para os pilotos da USAF altamente treinados, mas houve uma ruga adicional. O B-200 estava a cerca de 30.000 pés, com os T-38s a 2.000 pés abaixo, mais perto do que o sistema de imagem anterior permitido. E os T-38 tiveram que atingir velocidades supersônicas no momento exato em que voaram sob o B-200 e seu sistema de imagens schlieren.
"O maior desafio foi tentar acertar o tempo para garantir que pudéssemos obter essas imagens". Heather Maliska, gerente de subprojetos do AirBOS.
- Heather Maliska, gerente de subprojetos do AirBOS.
"O maior desafio foi tentar acertar o tempo para garantir que pudéssemos obter essas imagens", disse Heather Maliska, gerente de subprojetos do AirBOS. As câmeras só podem gravar por cerca de três segundos, e essa curta janela de gravação teve que coincidir com os três segundos exatos em que os T-38 estavam sob o B-200. "Estou absolutamente feliz com a forma como a equipe conseguiu fazer isso. Nossa equipe de operações já fez esse tipo de manobra antes. Eles sabem como alinhar a manobra, e nossos pilotos da NASA e da Força Aérea fizeram um ótimo trabalho no local em que precisavam estar. ”
"O interessante é que, se você olhar para o T-38 traseiro, verá esses choques meio que interagirem em uma curva", disse ele. “Isso ocorre porque o T-38 à direita está voando na esteira das aeronaves líderes, de modo que os choques terão um formato diferente. Esses dados realmente vão nos ajudar a melhorar nossa compreensão de como esses choques interagem. ”
Um nível de detalhe nunca antes visto
"Estamos vendo um nível de detalhe físico aqui que acho que ninguém jamais viu antes", disse Dan Banks, engenheiro de pesquisa sênior da NASA Armstrong. "Ao analisar os dados pela primeira vez, acho que as coisas funcionaram melhor do que imaginávamos. Este é um passo muito grande. ”
O novo sistema de imagem schlieren possui algumas atualizações em relação às versões anteriores. Possui uma lente angular mais larga que os sistemas anteriores, permitindo um posicionamento mais preciso da aeronave. Também possui uma taxa de quadros mais rápida. Com 1400 quadros por segundo, é muito mais fácil ver os detalhes das ondas sonoras. Ele também possui sistemas de armazenamento de dados mais rápidos para acompanhar o aumento da taxa de quadros.
O B200 também recebeu algumas atualizações com o novo sistema de imagem. Os engenheiros da Avionics desenvolveram um novo sistema de instalação para a câmera para tornar a montagem mais fácil e rápida.
“Com as iterações anteriores do AirBOS, demorou uma semana ou mais para integrar o sistema de câmeras na aeronave e fazê-lo funcionar. Dessa vez, conseguimos entrar e funcionar dentro de um dia ”, disse Tiffany Titus, engenheira de operações de vôo. "É a hora que a equipe de pesquisa pode usar para sair e voar e obter esses dados".
A NASA trabalha em um vôo supersônico silencioso há um bom tempo e eles usaram várias maneiras de estudá-lo. Túneis de vento foram usados, como estão em todos os projetos de aeronaves, mas a NASA criou outra maneira. Cerca de três anos atrás, eles usaram o Sol como pano de fundo para visualizar as ondas sonoras de jatos supersônicos. Confira o vídeo abaixo da CNN.
O Projeto Comercial de Tecnologia Supersônica não se concentra apenas na redução do ruído de explosões sônicas. Ele também analisa a eficiência de combustível, as emissões, o peso estrutural e a flexibilidade, todos impedimentos para uma melhor viagem aérea. Os dados coletados serão compartilhados com os órgãos reguladores dos EUA e do mundo.
