NASA F-15s testują narzędzia w ramach misji Quesst
Wysoko nad pustynią Mojave, dwa badawcze samoloty F-15 NASA przeprowadziły serię lotów przez cały maj, aby zweryfikować narzędzia zaprojektowane do pomiaru i rejestrowania fal uderzeniowych, które będą wytwarzane przez ciche naddźwiękowe samoloty badawcze X-59 agencji.
F-15, niosące narzędzia do rejestrowania, latały szybciej niż prędkość dźwięku, pasując do warunków, jakie będzie musiał spełniać X-59. X-59 jest centralnym punktem misji Quesst NASA, mającej na celu gromadzenie danych, które mogą pomóc w osiągnięciu cichych komercyjnych lotów naddźwiękowych nad lądem.
Zespół stojący za udaną serią testowych lotów działa w ramach projektu Schlieren, Airborne Measurements, and Range Operations for Quesst (SCHAMROQ) w Armstrong Flight Research Center NASA w Edwards w Kalifornii. Tam opracowali narzędzia, które będą mierzyć i wizualizować unikalne fale uderzeniowe X-59, gdy będzie latać z prędkością Mach 1.4 i na wysokości powyżej 50 000 stóp. W przypadku typowego samolotu naddźwiękowego, te fale uderzeniowe spowodowałyby huk soniczny. Ale dzięki designowi i technologiom X-59, wygeneruje on jedynie cichy huk.
Cheng Moua, menedżer projektu inżynieryjnego dla SCHAMROQ, określił kampanię lotniczą jako "ćwiczenie dyplomowe ? łączy wszystkie elementy w ich ostatecznej konfiguracji i udowadnia, że będą działać."
NASA zaczęła rozwijać te narzędzia lata temu, opierając się na przybyciu jednego z dwóch F-15 ? F-15D z Sił Powietrznych USA ? samolotu taktycznego dostarczonego bez sprzętu badawczego.
"Pojawił się jako były maszyna bojowa bez systemu instrumentacji badawczej ? bez telemetrii, bez wideo HD, bez rejestracji danych," powiedział Cheng. "Teraz to w pełni zainstrumentowana platforma badawcza."
Zespół wykorzystał oba F-15, aby zweryfikować trzy kluczowe narzędzia:
Przed przybyciem F-15D, Armstrong polegał na drugim F-15, który latał w ramach tej kampanii ? F-15B, zazwyczaj używanym do testowania sprzętu, szkolenia pilotów i wspierania innych projektów lotniczych. Projekt SCHAMROQ wykorzystał dwa samoloty, aby pomyślnie zrealizować "loty podwójne", serię testów lotniczych z użyciem dwóch samolotów jednocześnie. Oba samoloty latały w formacji niosąc sondy do wykrywania fal uderzeniowych z bliska i zbierały dane od siebie nawzajem, aby przetestować sondy i zweryfikować narzędzia w rzeczywistych warunkach. Zgromadzone dane pomagają potwierdzić, w jaki sposób fale uderzeniowe powstają i ewoluują w trakcie lotu.
Dla misji Quesst, F-15D będzie prowadzić działania zbierania danych za pomocą sondy na pokładzie, podczas gdy F-15B będzie służył jako zapas. Gdy zostanie użyta za X-59, sonda pomoże zmierzyć małe zmiany ciśnienia spowodowane falami uderzeniowymi i zweryfikować prognozy poczynione lata temu, gdy po raz pierwszy zaprojektowano samolot.
Systemy fotografii schlieren na pokładzie F-15 dostarczą badaczom Quesst kluczowe dane. Inne narzędzia, takie jak symulacje komputerowe przewidujące przepływ powietrza oraz testy tunelowe, są pomocne, ale obrazy schlieren pokazują rzeczywisty przepływ powietrza, szczególnie w trudnych strefach, takich jak silnik i wlot powietrza.
Aby ten system działał poprawnie, oba samoloty muszą być precyzyjnie ustawione podczas testów lotniczych. Ich piloci będą używać narzędzia programowego opracowanego przez NASA nazwanego Airborne Location Integrating Geospatial Navigation System (ALIGNS).
"ALIGNS działa jako system naprowadzający dla pilotów," powiedział Troy Robillos, badacz NASA, który prowadził rozwój ALIGNS. "Pokazuje im, gdzie ustawić samoloty, aby zbadać falę uderzeniową w konkretnym punkcie lub aby znaleźć się w odpowiedniej geometrii do fotografii schlieren."
System schlieren obejmuje ręczny aparat fotograficzny o wysokiej prędkości z teleskopowym obiektywem, który rejestruje setki klatek na sekundę i wizualizuje zmiany w gęstości powietrza ? ale tylko wtedy, gdy może używać słońca jako tła.
"Fotograf trzyma aparat przy klatce piersiowej, celując w bok kokpitu w stronę słońca, podczas gdy pilot manewruje przez strefę o szerokości 100 stóp," powiedział Edward Haering, inżynier lotniczy NASA, który prowadzi badania nad schlieren. "Jeśli słońce opuści kadr, tracimy te dane, więc wykonujemy wiele przejazdów, aby upewnić się, że uchwycimy zdjęcie."
Wyrównanie dwóch szybko poruszających się samolotów na tle słońca jest najtrudniejszą częścią. Fotograf musi uchwycić samolot przelatujący przez środek słońca, a nawet najmniejsze przesunięcie może wpłynąć na ujęcie i obniżyć jakość danych.
"To tak, jakby próbować zrobić zdjęcie przez słomkę podczas lotu naddźwiękowego," powiedział Robillos.
Ale z ALIGNS proces jest znacznie dokładniejszy. Oprogramowanie działa na wzmocnionych tabletach i wykorzystuje dane GPS z obu samolotów, aby obliczyć, kiedy samoloty znajdują się w odpowiedniej pozycji do badania i aby uchwycić obrazy schlieren. Daje pilotom instrukcje w czasie rzeczywistym, umożliwiając im osiągnięcie precyzyjnego ustawienia.
Kamień milowy walidacji zespołu X-59 dla obrazowania schlieren i innych systemów potwierdza, że podstawowe narzędzia NASA do pomiaru fal uderzeniowych są gotowe do badania X-59 w locie, sprawdzając unikalną akustykę samolotu, aby potwierdzić jego cichszy dźwięk "huku".
Vielen Dank, dass Sie den Artikel gelesen haben! Beobachten Sie uns unter Google Nachrichten.
