NASA ใช้เทคนิคการถ่ายภาพ 150 ปีพร้อมกับการปรับแต่งในศตวรรษที่ 21 เพื่อถ่ายภาพคลื่นกระแทกที่สร้างขึ้นโดยเครื่องบินความเร็วเหนือเสียง
เรียกว่าภาพ schlieren เทคนิคนี้สามารถใช้เพื่อแสดงภาพการไหลของอากาศเหนือเสียงด้วยเครื่องบินขนาดเต็มในการบิน โดยปกติสิ่งนี้สามารถทำได้ในอุโมงค์ลมโดยใช้เครื่องชั่งเท่านั้น แต่ความสามารถในการศึกษาเครื่องบินขนาดจริงที่บินผ่านชั้นบรรยากาศของโลกนั้นให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าและสามารถช่วยวิศวกรออกแบบเครื่องบินที่มีความเร็วเหนือเสียงได้ดีกว่า
และข้อดีอีกอย่างคือภาพนั้นน่าทึ่งและน่าทึ่งสร้าง“ ความตกใจ” และความกลัวเล็กน้อย
เมื่อต้นปีที่ผ่านมาองค์การนาซ่าได้ปล่อยภาพถ่ายที่สร้างขึ้นด้วยกล้องความเร็วสูงที่อยู่ด้านล่างของ NASA Beechcraft B200 King Air ซึ่งถ่ายภาพได้ที่ 109 เฟรมต่อวินาทีในขณะที่เครื่องบินความเร็วเหนือเสียงหลายพันฟุตใต้พื้นขนมหวานที่เป็นจุด . ซอฟต์แวร์ประมวลผลภาพพิเศษถูกใช้เพื่อลบพื้นหลังทะเลทรายจากนั้นรวมและเฉลี่ยหลายเฟรมซึ่งสร้างภาพที่ชัดเจนของคลื่นกระแทก สิ่งนี้เรียกว่า schlieren จากอากาศสู่อากาศ
“ เครื่องบินอากาศสู่อากาศเป็นเทคนิคการทดสอบการบินที่สำคัญสำหรับการค้นหาและกำหนดลักษณะด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่สูงคลื่นกระแทกที่เกิดจากยานพาหนะความเร็วสูง” นายแดนแบงก์ผู้วิจัยหลักของโครงการกล่าว ศูนย์ที่ฐานทัพอากาศเอ็ดเวิร์ดส์ “ มันช่วยให้เราเห็นเรขาคณิตของคลื่นกระแทกในบรรยากาศจริงในขณะที่เครื่องบินเป้าหมายบินผ่านการไล่ระดับอุณหภูมิและความชื้นที่ไม่สามารถทำซ้ำในอุโมงค์ลมได้”
แต่ตอนนี้พวกเขาเริ่มใช้เทคนิคที่อาจให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า: ใช้ดวงอาทิตย์และดวงจันทร์เป็นฉากหลัง วิธีย้อนแสงนี้เรียกว่าพื้นหลังที่เน้น Schlieren โดยใช้ Celestial Objects หรือ BOSCO
พื้นหลังจุดด่างดำหรือแหล่งกำเนิดแสงที่สว่างใช้สำหรับแสดงภาพปรากฏการณ์การไหลของอากาศพลศาสตร์ที่เกิดจากเครื่องบินหรือวัตถุอื่น ๆ ที่ผ่านระหว่างกล้องและฉากหลัง
นาซ่าอธิบายเทคนิค:
“ การสร้างภาพกระแสเป็นหนึ่งในเครื่องมือพื้นฐานของการวิจัยเกี่ยวกับการบินและการถ่ายภาพแบบ Schlieren ถูกนำมาใช้เป็นเวลาหลายปีเพื่อให้เห็นความหนาแน่นของความหนาแน่นของอากาศที่เกิดจากการไหลเวียนของอากาศพลศาสตร์ ตามเนื้อผ้าวิธีนี้ต้องใช้เลนส์ที่ซับซ้อนและจัดตำแหน่งอย่างแม่นยำรวมทั้งแหล่งกำเนิดแสงที่สว่าง รังสีของแสงที่หักเหนั้นจะเปิดเผยความเข้มของการไล่ระดับความหนาแน่นของอากาศรอบ ๆ วัตถุทดสอบซึ่งมักจะเป็นแบบจำลองในอุโมงค์ลม การจับภาพ Schlieren ของเครื่องบินขนาดเต็มในการบินนั้นมีความท้าทายมากยิ่งขึ้นเนื่องจากความจำเป็นในการจัดตำแหน่งเครื่องบินให้แม่นยำด้วยกล้องและดวงอาทิตย์”
จากนั้นมีการเปลี่ยนแปลงในเทคนิคนี้ หนึ่งการสาธิตเมื่อเร็ว ๆ นี้ใช้ Calcium-K Eclipse Background Oriented Schlieren (CaKEBOS) Michael Hill ผู้ตรวจสอบหลักของ Armstrong กล่าวว่า CaKEBOS เป็นข้อพิสูจน์ของการทดสอบแนวคิดเพื่อดูว่าดวงอาทิตย์สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับการถ่ายภาพพื้นหลัง
“ การใช้วัตถุท้องฟ้าเปรียบเสมือนดวงอาทิตย์สำหรับฉากหลังมีข้อได้เปรียบมากมายเมื่อถ่ายภาพเครื่องบินที่บินได้” ฮิลล์กล่าว “ ด้วยระบบการถ่ายภาพบนพื้นดินเครื่องบินเป้าหมายสามารถมีความสูงได้ตราบใดที่มันอยู่ไกลพอที่จะโฟกัสได้”
นักวิจัยพบว่าวิธีการภาคพื้นดินนั้นประหยัดกว่าการใช้อากาศสู่อากาศอย่างมากเนื่องจากคุณไม่จำเป็นต้องมีเครื่องบินลำที่สองที่มีอุปกรณ์กล้องติดตั้งเป็นพิเศษ ทีมกล่าวว่าพวกเขาสามารถใช้อุปกรณ์ที่ไม่ได้วางจำหน่าย
ภาพ Schlieren นั้นถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี 1864 โดย August Toepler นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน
ค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคนิคการต่ออากาศที่นี่และเทคนิค BOSCO ที่นี่
