NASA-testvluchten Onderzoeken effect van atmosferische turbulentie op Sonic-gieken

Anonim

NASA heeft een reeks vluchten afgesloten die bedoeld zijn om te bestuderen hoe sonische boomen door de atmosfeer reizen.

Een van de drie microfoonarrays die strategisch langs de grond zijn geplaatst op Edwards Air Force Base, Californië, staat klaar om geluidshandtekeningen te verzamelen van sonische boomen gemaakt door een NASA F / A-18 tijdens de SonicBAT-vluchtserie. De matrices verzamelden de geluidskenmerken van gieken die door atmosferische turbulentie waren gereisd voordat ze de grond bereikten.

De Sonic Booms in Atmospheric Turbulence, of SonicBAT, werden eind juli uitgevoerd in het Armstrong Flight Research Center van NASA in Edwards, Californië, om NASA-onderzoekers te helpen het effect te meten van turbulentie op lage hoogte op sonische bomen die de grond bereiken. Dit zal ingenieurs helpen bij het bestuderen van schokgolven en zal helpen bij het ontwikkelen van tools die nodig zijn om de ontwikkeling van toekomstige supersonische commerciële vliegtuigen te bevorderen.

Het doel van de vluchten was om tijdens een turbulente atmosferische omstandigheden in een warm en droog klimaat gegevens over sonische boomstekens te verzamelen, om modellen te ontwikkelen voor de effecten van turbulentie op geluidsgolven, volgens de belangrijkste onderzoeker van het project, Ed Haering.

"SonicBAT is de eerste moderne vluchtinspanning om opzettelijk geluidsgieken in atmosferische turbulentie te meten", aldus Haering. "De SonicBAT-inspanning zal twee verschillende modellen ontwikkelen voor de effecten van turbulentie op supersonische vliegtuiglawaai, en is een aspect van de totale inspanning om supersonische vliegtuigen stiller te maken."

NASA's SonicBAT-team poseert voor de TG-14 motorzweefvliegtuig en F / A-18 onderzoeksvliegtuig, zij aan zij voor Rogers Dry Lake voorafgaand aan een SonicBAT-vlucht bij Armstrong Flight Research Center op Edwards Air Force Base, Californië. De TG-14 verzamelde geluidskenmerken van schokgolven die door de F / A-18 werden gecreëerd om te vergelijken met handtekeningen die op de grond werden verzameld.

In totaal werden 69 geluidsgolven geproduceerd gedurende een periode van twee weken, waarin NASA-piloten met een snelheid van Mach 1, 38 een F / A-18 vlogen om de schokgolven te creëren, die werden gemeten door verschillende elementen, zowel op de grond als in de lucht. .

"Statistisch gezien heb je meer dan alleen een paar geluidsopnames nodig, je moet echt gegevens verzamelen in verschillende weersomstandigheden in een grote reeks om een ​​volledige analyse te maken van hoe geluidsgolven worden beïnvloed door turbulentie", zegt Brett Pauer, projectmanager van SonicBAT. "We moeten in staat zijn om luidheidveranderingen als gevolg van turbulentie op te nemen in toekomstige supersonische vliegtuigontwerpen."

Drie microfoonarrays, geleverd door NASA, Wyle Laboratories, The Boeing Company en Gulfstream Aerospace, waren strategisch op de grond bij Edwards Air Force Base gerangschikt om de sonische handtekeningen van de boom te meten en te verzamelen. Een primaire array, bestaande uit 16 microfoons, verdeeld over een overspanning van 1.500 voet, werd gebruikt in combinatie met een secundaire array van acht microfoons op 100 meter van elkaar, 1, 42 mijl verderop. Een derde array, gerangschikt in dezelfde lineaire structuur als de secundaire array, werd 2.78 mijl verwijderd van de primaire array opgesteld.

Het hoofddoel van deze grondmatrices was het meten van de niveaus van geluidsgolven van de geluidsgieken geproduceerd door de F / A-18, nadat ze door de atmosferische turbulentielaag waren gegaan.

Om dit te vergelijken met gegevens van dezelfde geluidsgolven zonder het element van atmosferische turbulentie, heeft NASA een TG-14 motorzweefvliegtuig uitgerust met instrumentatie voor het verzamelen van sonische gieksignaturen boven die turbulente laag.

Uitgerust met een speciaal geconfigureerd audio-instrumentarium en een op de vleugel gemonteerde microfoonarm, vloog de TG-14 patronen van 2200 tot 10.000 voet boven de grond. Deze hoogten waren afhankelijk van het tijdstip van de passen en de bijbehorende hoogte van de turbulentielaag. De F / A-18 vloog ondertussen binnen de supersonische gang, op 32.000 voet, om de sonische boomen te produceren.

NASA-vlieger Nils Larson, vliegtestingenieur en piloot Wayne Ringelberg, gaan op missie-debriefing in na het vliegen met een NASA F / A-18 op Mach 1.38 om geluidsgieken te creëren als onderdeel van de SonicBAT-vluchtseries in het Armstrong Flight Research Center van NASA in Californië, om sonische armsignaturen te bestuderen met en zonder het element van atmosferische turbulentie.

Dezelfde schokgolf opgenomen door de TG-14 zal worden vergeleken met die van de grondmatrices, waardoor onderzoekers een beter idee krijgen van hoe atmosferische turbulentie geluidsgieken kan beïnvloeden, volgens Pauer.

"De atmosferische omstandigheden van de zomer bij Edwards Air Force Base maakten het de ideale locatie voor deze manier van testen, omdat de turbulentielaag wordt beïnvloed door de droge, stijgende hitte gedurende de dag, " zei Pauer. "Die warmte stijgt ongelijk, waardoor thermische turbulentie nabij de grond ontstaat, waardoor de turbulentielaag omhoog gaat."

Naast het hete, droge klimaat van Edwards, stelt het team voor om dezelfde aanpak van testen in een dempingsomgeving te bestuderen. Potentiële locaties voor testen in een vochtiger gebied zijn onder meer het Kennedy Space Center in Florida. De hogere luchtvochtigheid zorgt ervoor dat de sonische beven luider worden en dat de verzamelde gegevens worden vergeleken met gegevens die zijn verzameld van de vluchten over Edwards.

SonicBAT is een van de vele onderzoeksinspanningen van het project Commercial Supersonic Technology, dat onderdeel is van het Directoraat Luchtvaartonderzoek van NASA.

menu
menu