紋影攝影捕捉超音速飛機(jī)沖擊波:連光線都發(fā)生彎曲
一架由美國空軍試飛員學(xué)校的飛行員駕駛的T-38C超音速飛機(jī)從太陽前方疾飛而過,沖擊波大得連光線都發(fā)生了彎曲,這驚人的一幕被一張照片記錄了下來。該照片使用了一種名為紋影攝影的拍照技術(shù)的升級版。紋影攝影是一種有著150年歷史的古老拍照技術(shù),通常利用一處明亮的光源和繪有斑點(diǎn)的背景來捕捉空氣密度的變化。沖擊波會對空氣造成擠壓和拉伸,導(dǎo)致空氣密度發(fā)生改變,從而改變光線在空氣中折射的路徑,并在陰影圖像上體現(xiàn)出來。
科學(xué)家改進(jìn)了一種古老的攝影技術(shù),利用太陽的亮度和獨(dú)特質(zhì)地,捕捉了超音速飛機(jī)產(chǎn)生的沖擊波細(xì)節(jié)。 圖為美國空軍試飛員學(xué)校的飛行員以1.05倍聲速駕駛T-38C超音速飛機(jī)飛行。 老技術(shù),新花樣 在過去,紋影技術(shù)需要一個非常明亮的光源和一些復(fù)雜的光學(xué)設(shè)備,因此人們通常在研究風(fēng)洞中的超音速飛機(jī)時才會使用這種技術(shù)。但NASA近日研發(fā)出了利用紋影技術(shù)的新方法,讓太陽或月亮既可以充當(dāng)光源,又可以同時作為拍攝所需的斑駁的背景。 NASA此舉是為了設(shè)計(jì)出噪音更低的超音速飛機(jī)。美國聯(lián)邦航空管理局從1973年開始,便禁止噪音巨大的噴氣式飛機(jī)飛過未加管制的區(qū)域,因?yàn)樗鼈儠a(chǎn)生極其巨大的聲波。但NASA指出,如果科學(xué)家能更好地弄清沖擊波的構(gòu)造,他們就能預(yù)言沖擊波會在何時、何處達(dá)到最大值,從而幫助設(shè)計(jì)師們降低超音速噴氣機(jī)的噪聲。 NASA近日與洛克希德?馬丁公司簽訂了一份價值2億美元的合同,讓后者設(shè)計(jì)噪音更低的超音速飛機(jī)。如果資金跟得上的話,早期試飛將于2020年開始。 有一些公司目前也在研究超音速飛機(jī)。例如,美國Spike Aerospace航空公司正在研發(fā)一款商用飛機(jī),只需3小時就能從紐約飛到倫敦,飛行速度達(dá)1.8馬赫,即聲速的1.8倍(每小時2205公里)。他們還有一個更美妙的想法:將紐約和倫敦之間的飛行時間縮短為半小時。后者的概念機(jī)名叫Skreemr,將利用“磁軌炮發(fā)射”系統(tǒng)起飛,飛行速度將至少是聲速的10倍(每小時12300公里)。 關(guān)鍵詞: 沖擊波
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