@ 2015.08.29 , 16:00
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不可思议的音爆影像

NASA(美国国家航空航天局)运用150年前发明的一项摄影技术来捕捉超音速飞机产生的冲击波。

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此项技术被称作“施利伦法(schlieren imagery)”或者“纹影法摄影术”,通过这项技术可以看到空气折射率改变或者光在某种媒介中的传输速度改变。

冲击波可以产生一个显而易见的折射率改变,通过纹影法摄影就可以捕捉下来。

NASA试图减少音爆,为研发下一代协和式超音速客机作准备。

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这张图片显示了超音速飞机飞过莫哈韦沙漠时产生的冲击波。科研人员使用NASA先进的图像处理软件去除了沙漠背影,将多帧照片混成为一张清晰的冲击波照片。

“目前超音速商业飞行最重要的障碍是如何减少音爆。”NASA的高速项目主管彼得·科恩说到。

纹影法摄影术是由德国物理学家托普勒(August Toepler)于1864年发明的,但通常用于在飞洞中捕捉小尺寸飞机的冲击波影像。

但近年来,NASA一直在研发新的纹影法摄影术用于捕捉全尺寸飞机产生的冲击波。

衍生的背景纹影技术(BOS)已经在风洞中试验成功。

研究人员首先捕捉背影图像,然后收集背影前的一系列的超音速图像。

冲击波可以让背影图像扭曲。

2011年8月首期的空对空飞行测试阶段被称作AirBOS 1,已经由NASA的F18测试成功。

高速摄影机安装在比奇空中国王B200飞机的腹部,其拍摄速度达到了109帧/秒,而受测试超音速飞机在其下面几千英尺以1.09马赫的速度沿水平直线飞行。

“空对空纹影摄影是飞行测试中重要的定位和观测技术,具有高空间分辨率,冲击波来自超音速航空器。”项目首席调查员Dan Banks说到。

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1864年德国物理学家托普勒发明了纹影法摄影术,而NASA进行了改良,让全尺寸飞机产生的冲击波也可以留下影像。

通常飞机在风洞中无法模拟出飞机穿越不同的温度和温度梯度,而这项技术让我们在真实环境的大气中看到了。

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音爆

物体接近音速时,会有一股强大的阻力,使物体产生强烈的振荡,速度衰减。这一现象被俗称为音障(Sound Barrier)。突破音障时,由于物体本身对空气的压缩无法迅速传播,逐渐在物体的迎风面积累而终形成激波面,在激波面上声学能量高度集中。这些能量传到人们耳朵里时,会让人感受到短暂而极其强烈的爆炸声,称为音爆(Sonic Boom)。

“大量的前期准备加上一点小小的运气,我们第一次试验就得到了动态图像和相应的数据。”首席研究员J.T. Heineck说到。

这项技术可以显示所有的密度变化,不仅仅是冲击波,还包括涡流和发动机羽流的影响。未来计划用于研究亚音速飞行流场。
羽流英文为plume,又称“缕流”,是从火箭发动机喷管喷射出来的羽毛状的高速高温燃气流。

研究人员再接再厉,目前已经进入了研究的第三阶段 -- AirBOS 3。

参加试验的超音速目标飞机包括NASA的f-15和来自空军试飞员学校(TPS)爱德华兹空军基地的T-38C。

科研团队运用NASA先进的影像处理技术去除了沙漠背景,显示出了冲击波的粗糙影像。

随后科研人员将多帧照片叠加处理,最终产生了一张清晰的图像。

“我们希望AirBOS图像可以用来验证或者改善目前的设计技术。”项目支持经理Brett Pauer说到。

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T-38C来自空军试飞员学校(TPS)的爱德华兹空军基地,担任NASA纹影成像系统的目标飞机。研究人员将进一步完美和改进这一技术。

本文译自 Dailymail,由译者 人一 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 48+1

  1. ZDProj
    @2 years ago
    2915374

    为什么我想到了高达

  2. quickgold
    @2 years ago
    2915375

    @ZDProj: everything reminds you of Gundam just because your poor tiny brain knows nothing else.

    [32] XX [77] 回复 [0]
  3. 鹌鹑
    @2 years ago
    2915377

    关于那几个gif–当湿度足够的时候,飞机不用达到音速,所产生的振动就能让空气中的水析出。这也是为啥亚音速的B-2也能有同样的效果。

    [39] XX [1] 回复 [0]
  4. 和泉纱雾
    @2 years ago
    2915381

    然而,这并没有什么卵用!

    [2] XX [28] 回复 [0]
  5. 科比弓虽奸犯
    @2 years ago
    2915382

    所以下一步就是公开用这技术拍到的歪星人飞蝶咯?

  6. 猫酱
    @2 years ago
    2915386

    彩虹音爆

  7. 2915387

    什么时候才能见到光爆

    [26] XX [4] 回复 [0]
  8. 蹲得脚发麻
    @2 years ago
    2915393

    只有我一个人觉得有点失望吗——木有想象中的帅气没有视觉暂留现象产生的拉长残影视觉上简直会产生速度的“钝感”……我机战片看多了……

  9. 煎蛋
    @2 years ago
    2915395

    号称贴地飞行就能秒杀各种生物?

  10. ZDProj
    @2 years ago
    2915410

    @quickgold: Sounds like you’re an erudite and sophisticated scholar, don’t ya? How about we discoursing on what calls the egotism, huh? It’s not only you who can speak English, so save your nerdy conceit and go get your medication. :-!

    [74] XX [11] 回复 [0]
  11. 2915421

    欢迎来到国际撕逼场

    [28] XX [0] 回复 [0]
  12. Dry martine
    @2 years ago
    2915422

    @-_-||: 估计人眼看不见

  13. Theseus
    @2 years ago
    2915427

    芭蕾舞裙

  14. lackar
    @2 years ago
    2915437

    看得好过瘾

  15. antiname
    @2 years ago
    2915442

    英语作为国际普通话对撕只有撕,没有逼格。。。

    强烈要求上面2位用家乡方言撕逼

    [32] XX [1] 回复 [0]
  16. 2915492

    @-_-||: 光(根据目前物理学的研究)没有介质,所以不能“爆”

  17. 嘎嘎
    @2 years ago
    2915519

    动态图全是激波的,没一个是音爆。作为一个半科普文章配图能不能专业点,别误人子弟啊。

  18. 2915527

    Sonic Boom(阿力古)

  19. 2915532

    用文言文才有@antiname:

    車.用方言咪一樣系咩持色都冇,要有格調梗系用文言文

    [10] XX [0] 回复 [0]
  20. imbigbook
    @2 years ago
    2915598

    飞机穿了白裙子!

  21. 小帅比
    @2 years ago
    2915632

    动图都不是音爆,真音爆的话人里那么近肯定受不了。以前见识过音爆,j10在很高的空中超音速,但是在地面上依然听着像炸雷一样

  22. 夏木
    @2 years ago
    2915653

    云宝黛西 彩虹音爆

  23. 普利奈尔
    @2 years ago
    2915694

    波纹疾走摄影法,发明人,二乔。

  24. 百得
    @2 years ago
    2915732

    然而图片却证实飞机远没达到音速。

  25. nikoniko
    @2 years ago
    2915741

    @ZDProj: 一个自讨没趣,一个装逼到底……

  26. nikoniko
    @2 years ago
    2915744

    一个自讨没趣,一个装逼到底……

  27. ZDProj
    @2 years ago
    2915754

    @nikoniko: 那我第一感觉就那样的,你怪我咯。再说我又没说要正经分析,你要认真,,,那你就认真吧[doge]

  28. 噬嗑饕餮
    @2 years ago
    2915784

    @RnMss: 这你就不对了,事实上是有光爆这种东西的。首先波动必然有介质,光是电磁场的波动,虽然传统意义上来说我们把这种电磁场就叫光。然后,在相对论框架下,速度的极限不是光速,是真空中的光速。比如说玻璃中的光速只有真空光速的0.63倍,所以在介质中是会有光爆的。事实这也属于核爆产生的伤害的一种

    [11] XX [1] 回复 [0]
  29. 费孛沓
    @2 years ago
    2915793

    楼上+1,好像是叫切伦科夫辐射

  30. 全部用编码
    @2 years ago
    2915822

    只有我一个人注意到这篇文章除前两段外剩余每一段都和上文无衔接吗?我觉得我阅读能力有限。

  31. quickgold
    @2 years ago
    2915841

    @quickgold: at least my nerdy tiny brain can fully support my gigantic swinging dick to bitch slap your fucking pretend-to-be-native-english-speaker-with-strong-chinese-accent little douchebag sucker face . I will definitely get some Viagra after fucking the blood out of your rotten vagina as your wish .

  32. quickgold
    @2 years ago
    2915842

    @ZDProj: You like it, don’t ya? huh? TRIED TOO HARD SUCKER

  33. 2915855

    图片全是激波水雾群。搞毛啊这姿势水平
    这个激波在战机加速度达到一定值的时候就会出现(而跟战机绝对速度无关)

    去航展时候能看到各种。加速、转向的时候都有水雾裙。你跟我说那是340米秒的音速,难道我动态视觉吊炸天啊?

  34. 百得
    @2 years ago
    2915873

    不能要求小编不是科盲系列。
    还是要求小编懂外语容易些。

  35. Kaffer
    @2 years ago
    2915979

    @quickgold:
    活捉一只潜伏在天朝的歪果仁loser~~
    这里不是4chan呦~~不要习惯性的用你们那套聊天标准代入
    鉴于你看起来是看得懂中文的样子,
    钠泥个沙雕硬盖能砍动窝在跳戏泥吧??
    Come to dad, I will fvck you in all three holes.

  36. 2916002

    为什么没有残影
    是因为没有“超过光速”吗

  37. uniling
    @2 years ago
    2916006

    人眼能看到的電磁波頻域真是太窄了.好在色域還可以,不然世界多單調.

  38. ZDProj
    @2 years ago
    2916043

    @quickgold: Well, I don’t give a shit, and I don’t accept yours, either. So SHUT YOUR FILTHY ANUS UP! I never tried toooooo hard to suck it either. Nor did I ever want to give it a cream pie shot.

  39. ZDProj
    @2 years ago
    2916045

    @Kaffer: 什么歪果仁,就一装逼婊咯

  40. 2916116

    音速1000倍的时候的激波还是这样的么?

  41. 哪尼的莽莽
    @2 years ago
    2916161

    @uniling: 只是因为人眼有三色视觉而已……
    不过就算2色或者单色也没啥,反正我们也想象不出来四色和更多色视觉。
    单不单调只跟我们的想象力有关

  42. y547153
    @2 years ago
    2916188

    索尼克炸了……

  43. 坐看撕逼
    @2 years ago
    2916192

    撕逼斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯斯

  44. Butters
    @2 years ago
    2916316

    @鹌鹑: 不是振动,是低气压区

  45. Butters
    @2 years ago
    2916323

    This is international TearB arena!

  46. 861571804@qq.com
    @2 years ago
    2916602

    超光速飞机

  47. easycome
    @2 years ago
    2916770

    热烈欢迎国际撕逼爱好者来我站访问交流。welcome to jiandan to fxxk yourself

  48. 匿名
    @2 years ago
    2918387

    Word of Wisdom: Shits; Non-Given, Non Taken.

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