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Jeu 07 Mar 2019 21:13

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MessagePosté: Jeu 07 Mar 2019 21:13 
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Amiral de l'Air
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Inscription: Mer 03 Juin 2009 14:15
Localisation: Près de Morlaix-Ploujean (LFRU)
«Nous n'avons jamais rêvé que ce serait si clair, si beau.» ️ un test de technologie avancée a @NASAaero produit les premières images de l'interaction des ondes de choc 〰 ️ à ✈ partir de deux avions supersoniques 〰 ️✈ en vol. Voici comment nous allons les utiliser:

https://go.nasa.gov/2J56A8q

Image
En utilisant la technique de photographie schlieren, la NASA a été capable de capturer les premières images air-air de l'interaction des ondes de choc de deux avions supersoniques volant en formation. Ces deux avions T-38 de la US Air Force Test Pilot volent en formation, à une distance d’environ 30 pieds, à une vitesse supersonique, ou supérieure à la vitesse du son, produisant des ondes de choc qui sont généralement entendues au sol comme un boom sonore. Les images, à l'origine monochromatiques et présentées ici sous forme d'images composites colorisées, ont été capturées au cours d'une série de vols supersoniques, en partie, afin de mieux comprendre comment les chocs interagissent avec les panaches d'aéronefs et entre eux.
Crédits: NASA Photo


La NASA saisit les premières images en vol de l'interaction supersonique des ondes de choc en vol
Une paire de T-38 volant en formation à des vitesses supersoniques.
L’un des plus grands défis de la série de vols était le timing. Pour acquérir cette image, à l'origine monochromatique et montrée ici sous forme d'image composite colorisée, la NASA a piloté un B-200 équipé d'un système d'imagerie mis à jour, à une altitude d'environ 30 000 pieds, alors que la paire de T-38 devait non seulement rester en place. formation, mais de voler à des vitesses supersoniques au moment précis où ils se trouvaient directement sous le B-200. Les images ont été capturées parce que les trois aéronefs se trouvaient exactement au bon endroit et au bon moment, désignés par l'équipe des opérations de la NASA.
Crédits: NASA Photo
"Nous n'avons jamais rêvé que ce serait aussi clair, aussi beau."

Le physicien JT Heineck du centre de recherche Ames de la NASA à Mountain View, en Californie, découvre pour la première fois un ensemble d'images attendues depuis longtemps et réfléchit sur plus de 10 ans de développement technique - un effort qui a permis de franchir une étape importante pour la direction de la mission de recherche aéronautique de la NASA .

La NASA a testé avec succès une technologie photographique avancée air-air en vol, en capturant les toutes premières images de l'interaction des ondes de choc de deux avions supersoniques en vol.

«Je suis ravi de la tournure de ces images», a déclaré Heineck. «Grâce à ce système amélioré, nous avons considérablement amélioré la vitesse et la qualité de nos images issues de recherches antérieures.»

Les images ont été capturées au cours de la quatrième phase des vols Schlieren, ou AirBOS, fond air / air, qui ont eu lieu au centre de recherche de vol Armstrong de la NASA à Edwards, en Californie. La série de vols a permis de tester avec succès un système d’imagerie amélioré capable de capturer des images d’ondes de choc de haute qualité, des changements de pression rapides produits lorsqu'un avion vole plus rapidement que la vitesse du son, voire supersonique. Les ondes de choc produites par les avions se confondent lors de leurs déplacements dans l'atmosphère et sont responsables de ce que l'on entend au sol comme un boom sonore.

Le système sera utilisé pour capturer des données essentielles à la confirmation de la conception du X-plane Quiet SuperSonic Technology X-59 de l'agence , ou X-59 QueSST, qui volera de manière supersonique, mais produira des ondes de choc de telle sorte qu'au lieu d'une bang sonique fort, seul un grondement silencieux peut être entendu. La possibilité de voler supersonique sans sonic boom pourrait un jour lever les restrictions actuelles en matière de survol supersonique.

Image
Un T-38 créant des ondes de choc pendant le vol supersonique.
Lorsque les aéronefs volent plus vite que la vitesse du son, les ondes de choc s’éloignent du véhicule et sont perçues au sol comme un boum sonique. Les chercheurs de la NASA utilisent ces images pour étudier ces ondes de choc dans le cadre des efforts visant à rendre les bangs soniques plus silencieux, ce qui pourrait ouvrir la voie à un éventuel survol supersonique au-dessus de la terre. Le système de caméra mis à jour utilisé dans la série de vols AirBOS a permis de photographier le supersonique T-38 de beaucoup plus près, à une distance d’environ 2 000 pieds, produisant une image beaucoup plus nette par rapport à la série de vols précédente.
Crédits: NASA Photo
Les images représentent une paire de T-38 de la US Air Force Test Pilot School à la base aérienne Edwards Air Force, volant en formation à une vitesse supersonique. Les T-38 volent à environ 30 pieds les uns des autres, l’avion suiveur volant à environ 10 pieds de moins que le T-38 en tête. Avec une clarté exceptionnelle, le flux des ondes de choc des deux avions est visible et, pour la première fois, l'interaction des chocs est visible en vol.

«Nous examinons un écoulement supersonique, c'est pourquoi nous avons ces ondes de choc», a déclaré Neal Smith, ingénieur de recherche chez AerospaceComputing Inc. au laboratoire de mécanique des fluides de la NASA Ames.

"Ce qui est intéressant, c'est que si vous regardez le T-38 à l'arrière, vous voyez que ces chocs interagissent dans une courbe", a-t-il déclaré. «C’est parce que le T-38 traînant vole dans le sillage de l’avion en tête, de sorte que les chocs vont avoir une forme différente. Ces données vont vraiment nous aider à mieux comprendre la manière dont ces chocs interagissent. ”

L’étude de la manière dont les ondes de choc interagissent les unes avec les autres, ainsi qu’avec le panache des gaz d’échappement d’un avion, a été un sujet d’intérêt pour les chercheurs. Des recherches précédentes, effectuées à une échelle inférieure dans la soufflerie d’Ames, ont révélé une distorsion des chocs, ce qui a conduit à des efforts supplémentaires pour étendre cette recherche aux essais en vol à grande échelle.

L’acquisition de ces images à des fins de recherche a été l’un des objectifs d’AirBOS, mais l’un des principaux objectifs était de tester en vol des équipements avancés capables d’imagerie schlieren air-air de haute qualité, afin d’être prêts pour le vol à faible boom du X-59. Démonstration, une mission qui utilisera le X-59 pour fournir aux régulateurs les données statistiquement valides nécessaires aux éventuels changements de réglementation afin de permettre un survol commercial supersonique silencieux au-dessus de la terre.

Alors que la NASA utilisait auparavant la technique de photographie schlieren pour étudier les ondes de choc , les vols AirBOS 4 comportaient une version améliorée des systèmes de schlieren aéroportés précédents, permettant aux chercheurs de capturer trois fois plus de données dans le même laps de temps.

«Nous constatons un niveau de détail physique que personne, à mon avis, n’a jamais vu auparavant», a déclaré Dan Banks, ingénieur de recherche principal à la NASA Armstrong. «En regardant les données pour la première fois, je pense que les choses ont fonctionné mieux que ce que nous avions imaginé. C'est un très grand pas.

Concept artistique du X-plane Quiet SuperSonic Technology X-59, ou QueSST ,.
L'avion X-59 Quiet SuperSonic Technology, appelé QueSST, testera ses technologies supersoniques silencieuses en survolant des communautés aux États-Unis. Le X-59 est conçu pour que, lorsqu’ils volent en mode supersonique, les personnes au sol n’entendent rien de plus qu’un bruit sourd et silencieux - voire même rien du tout. Les données scientifiquement valables recueillies lors de ces survols communautaires seront présentées aux autorités de réglementation américaines et internationales, qui les utiliseront pour les aider à élaborer des règles basées sur les niveaux de bruit permettant de nouveaux marchés commerciaux pour les vols supersoniques au-dessus de la terre.
Crédits: NASA Image
D'autres images comprenaient une prise de vue d'un couteau simple T-38 en vol supersonique, ainsi qu'un avion T-34 à vitesse lente, pour tester la faisabilité de visualiser les tourbillons d'aile et de volet d'un avion à l'aide du système AirBOS.

Les images ont été capturées à partir d'un B-200 King Air de la NASA, à l'aide d'un système de caméra amélioré pour améliorer la qualité de l'image. Le système mis à niveau comprenait l'ajout d'une caméra capable de capturer des données avec un champ de vision plus large. Cette prise de conscience spatiale améliorée a permis un positionnement plus précis de l'aéronef. Le système comprenait également une mise à niveau de la mémoire des caméras, ce qui permettait aux chercheurs d'augmenter la cadence d'images à 1 400 images par seconde, facilitant ainsi la capture d'un plus grand nombre d'échantillons. Enfin, le système a reçu une connexion mise à niveau aux ordinateurs de stockage de données, ce qui a permis un taux de téléchargement de données beaucoup plus élevé. Cela a également permis à l'équipe de capturer plus de données par passe, améliorant ainsi la qualité des images.

Outre une récente mise à niveau de l'avionique du King Air, qui a amélioré la capacité de l'avion d'être exactement au bon endroit au bon moment, l'équipe a également mis au point un nouveau système d'installation des caméras, réduisant considérablement le temps nécessaire de les intégrer à l'avion.

«Avec les versions précédentes d'AirBOS, l'intégration du système de caméra à l'avion et son fonctionnement avaient pris jusqu'à une semaine ou plus. Cette fois, nous avons pu le faire fonctionner en un jour », a déclaré Tiffany Titus, ingénieur des opérations aériennes. "C'est le temps que l'équipe de recherche peut utiliser pour voler et obtenir ces données."

Bien que le système de caméra mis à jour et la mise à niveau de l'avionique du B-200 aient considérablement amélioré la capacité de mener ces vols avec une efficacité accrue par rapport aux séries précédentes, l'obtention des images nécessitait toujours beaucoup de compétence et de coordination de la part des ingénieurs, des contrôleurs de mission et des pilotes. NASA et l'école de pilotes d'essai de l'US Air Force d'Edwards.

Afin de capturer ces images, le King Air, volant selon un schéma d'environ 30 000 pieds, devait arriver dans une position précise alors que la paire de T-38 passait à une vitesse supersonique inférieure d'environ 2 000 pieds. Pendant ce temps, les caméras, capables d’enregistrer trois secondes au total, ont dû commencer à enregistrer au moment exact où les T-38 supersoniques sont entrés dans le cadre.

«Le plus gros défi consistait à obtenir le bon timing pour pouvoir obtenir ces images», a déclaré Heather Maliska, responsable de sous-projet AirBOS. «Je suis absolument ravi de la façon dont l'équipe a réussi à s'en sortir. Notre équipe des opérations a déjà effectué ce type de manœuvre. Ils savent comment aligner la manœuvre, et nos pilotes de la NASA et les pilotes de la Force aérienne ont fait un excellent travail là où ils devaient être. "

"Ils étaient des stars du rock."

Les données des vols AirBOS continueront de faire l’objet d’une analyse, ce qui permettra à la NASA d’affiner les techniques permettant à ces tests d’améliorer les données, les vols futurs pouvant potentiellement se dérouler à des altitudes plus élevées. Ces efforts contribueront à faire mieux connaître les caractéristiques des ondes de choc à mesure que la NASA progresse vers des vols de recherche supersoniques silencieux avec le X-59 et se rapproche d'un pas important dans l'aviation.

AirBOS a été piloté en tant que sous-projet dans le cadre du projet Commercial Supersonic Technology de la NASA .

Matt Kamlet
Centre de recherche de vol Armstrong de la NASA

Dernière mise à jour: le 6 mars 2019
Éditeur: Monroe Conner

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