NASA сфотографировало звуковой удар

Фотография ударных волн, расходящихся в стороны от учебного самолета T-38C

NASA

NASA опубликовало фотографию пролета учебного самолета T-38C Talon напротив солнца на сверхзвуковой скорости. Снимок сделан шлирен-методом для изучения ударных волн, образующихся на кромках аэродинамических поверхностей сверхзвукового объекта. Исследования ведутся в рамках масштабного проекта по изучению сверхзвуковых полетов и разработке «тихих» самолетов, способных летать быстрее скорости звука.

На опубликованной фотографии отчетливо видны ударные волны — области, в которых давление, плотность и температура среды испытывают резкий и сильный скачок. Наблюдатель на земле воспринимает эти волны как очень громкий хлопок. Такое явление называется звуковым ударом и именно оно является одним из основных препятствий в развитии сверхзвуковой пассажирской авиации.

Судя по фотографии, основной фронт ударных волн образуется на кончике носового обтекателя T-38C, на кромках его воздухозаборников, передней и задней кромках крыла и на передних кромках его горизонтального хвостового оперения. В кадре не видны волны, образующиеся на верхней и нижней поверхностях фюзеляжа самолета в области фонаря кабины пилотов, киля, люков шасси, вихрегенераторов.

Шлирен-метод является одним из основных способов изучения воздушных потоков при проектировании и испытании новой авиационной техники. Такой способ фотографии позволяет выявлять оптические неоднородности в прозрачных преломляющих средах. В такой фотографии используются специальные линзы с отсекающей диафрагмой.

В таких фотоаппаратах прямые лучи проходят линзу и концентрируются на отсекающей диафрагме, которую еще называют ножом Фуко. При этом отраженный и рассеянный свет линзой не фокусируется на ноже и попадает на матрицу фотоаппарата. Благодаря этому ослабленный рассеянный и отраженный преломлениями в воздухе свет не теряется в прямых лучах.

В начале марта текущего года NASA заключило с компанией Lockheed Martin контракт, предполагающий разработку «тихого» сверхзвукового пассажирского самолета. Сумма сделки составила 20 миллионов долларов. Новый лайнер построят с применением технологии уменьшения сверхзвукового шума (QueSST).

Как ожидается, такая технология поможет снизить интенсивность шума самолета до уровня мягких пульсаций. NASA отвело компании 17 месяцев на разработку первоначального дизайна летательного аппарата. После этого начнется этап детального проектирования, строительства опытного экземпляра самолета и летных испытаний.

Технология QueSST предполагает разработку такой аэродинамической конструкции самолета, на кромках которой образовывалось бы как можно меньшее количество ударных волн. При этом те волны, которые будут все же образовываться, должны быть значительно менее интенсивными. «Тихий» лайнер будет допущен к обычным пассажирским перевозкам.

В настоящее время действуют требования Международной организации гражданской авиации к уровням авиационного шума в воздухе и в аэропортах. Согласно этим правилам, выполнять полеты на сверхзвуковой скорости над населенной сушей запрещено. Требование не распространяется на военные самолеты, для которых выделены специальные воздушные коридоры.

Василий Сычёв

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.