Zwei Flugzeuge der US-Luftwaffe bewegten sich so schnell - schneller als die Schallgeschwindigkeit - und so nahe beieinander, dass die von dem Flugzeug ausgehenden Stoßwellen zu verschmelzen begannen… und die NASA war da, um fotografische Beweise zu erfassen.
Die resultierenden Schnappschüsse sind die ersten Fotos von zwei Überschallschockwellen (Druckwellen), die in der Luft interagieren. Und es ist ein ziemlicher Anblick: Es sieht so aus, als ob sich die Atmosphäre zu einer frischen Wäsche zusammenfaltet.
Während ein Flugzeug fliegt, drückt es die Luft vor sich und erzeugt Wellen, genau wie ein Motorboot Wellen erzeugt, wenn es sich durch das Wasser bewegt.
Wenn Flugzeuge jedoch schneller als mit Schallgeschwindigkeit fliegen - oder schneller als 1235 km / h -, bewegt sie sich schneller als die Wellen, die sie erzeugen. Da Luftmoleküle nicht mit ihrer Geschwindigkeit mithalten können, beginnen sie sich zu komprimieren. Dies führt zu einem schnellen Druckanstieg vor dem Fahrzeug, was zu einer anderen Art von Welle führt: der Überschallschockwelle. Obwohl Menschen diese Stoßwellen nicht sehen können, können wir hören, wie sie sich miteinander verbinden, während sie sich als donnerndes Geräusch, das als Schallknall bezeichnet wird, durch die Atmosphäre bewegen.
Bei der jüngsten Veranstaltung hat die Luft-Luft-Schlieren-Fototechnologie der NASA Bilder von sich vermischenden Stoßwellen von zwei T-38-Überschallflugzeugen der US Air Force Test Pilot School aufgenommen. Laut einer NASA-Erklärung fliegen diese Fahrzeuge etwa 9 Meter voneinander entfernt und in einem Höhenunterschied von 3 Metern.
Die Bilder wurden von einem anderen Flugzeug aufgenommen, das in einer Höhe von 610 m über den beiden sich schnell bewegenden Flugzeugen flog, und zeigten, wie die Stoßwellen bei ihrer Interaktion verzerrt oder gekrümmt wurden. "Wir haben nie davon geträumt, dass es so klar und schön sein würde", sagte J.T. Heineck, ein Physiker am Ames Research Center der NASA in Kalifornien, sagte in der Erklärung.
Sie machten auch ein Foto, das sie als "messerscharfe" Aufnahme von Überschallschockwellen bezeichneten, die von einem einzelnen T-38 erzeugt wurden. Stoßwellen, die von einem einzelnen Flugzeug erzeugt werden, sehen aus wie gerade Linien, die wie ein Kegel von der Spitze des Flugzeugs ausgehen.
Ihre Kamera wurde gegenüber früheren Modellen verbessert und bietet ein breiteres Sichtfeld mit der Fähigkeit, 1.400 Bilder pro Sekunde zu erfassen. Die Fotos sind Teil einer NASA-Flugserie, die darauf abzielt, qualitativ hochwertige Bilder von Stoßwellen aufzunehmen. Diese Fotos helfen Wissenschaftlern, besser zu verstehen, wie sich die Stoßwellen bilden und interagieren. Die NASA und Lockheed Martin Skunk Works entwickeln derzeit ein Flugzeug namens X-59 Quiet Supersonic Technology X-Plane, das laut Aussage keine Überschallknalle, sondern ein leises Rumpeln erzeugt.
Durch das Verständnis, wie sich Stoßwellen in der Luft bilden und interagieren, hoffen die Ingenieure, das Design des Flugzeugs zu verbessern und den Aufsichtsbehörden schließlich zu zeigen, dass Überschallflugzeuge leise gemacht werden können, so die NASA-Beamten in der Erklärung. Diese leiseren Flugzeuge wiederum könnten eines Tages den Gesetzgeber dazu veranlassen, die Beschränkungen für Überschallflugzeuge über Land aufzuheben.
