美国宇航局用有150年历史的“纹影摄影”技术拍摄超音速飞机制造的冲击波的惊人照片 _美国宇航局

美国宇航局用有150年历史的“纹影摄影”技术拍摄超音速飞机制造的冲击波的惊人照片

这张通过纹影摄影技术拍摄的照片清楚展示了一架超音速喷气式飞机在莫哈维沙漠上空飞行时产生的冲击波。研究人员用美国宇航局研发的图像处理软件除去沙漠背景，然后结合多帧，再将其均匀分配，最后生成一张清楚的冲击波的照片。

德国物理学家托普勒1864年发明纹影摄影，但通常用于拍摄风洞内小型飞机模型的冲击波。如今，美国宇航局正用这项技术的21世纪版本将飞行中全尺寸飞机的超音速流动现象展示出来。

今年2月，研究人员在空对空试飞第三阶段中进一步改善了美国宇航局研发的纹影技术。试验中的超音速目标飞机包括美国宇航局的一架F-15战斗机和一架来自爱德华兹空军试飞员学校的T-38C飞机。
（报道）据新浪科技（孝文）：美国宇航局正用一项具有150年历史的摄影技术，拍摄超音速飞机制造的冲击波的惊人照片。这项技术叫纹影摄影，会让人在一个特定介质中看到空气折射率或光速的变化。
由于冲击波代表折射率的一个既明显又突发的变化，所以可通过纹影摄影清楚得看到它们。美国宇航局希望用这项技术建造一个模型，然后降低音爆噪声，为“协和二代”的问世铺平道路。美国宇航局高速项目负责人彼得-科恩表示：“减小音爆是再次引入商用超音速飞机的最大障碍。”
德国物理学家奥格斯格-托普勒1864年发明纹影摄影，但通常用于拍摄风洞内小型飞机模型的冲击波。近年来，美国宇航局研发出新的纹影技术，捕捉飞行中全尺寸飞机的冲击波。
一项叫背景导向纹影（BOS）的技术已在风洞试验内获得巨大成功。研究人员先获得一个斑点背景图案的图像，接着收集一个位于相同图案前方超音速流动内物体的一系列图像，然后从这个背景图案的扭曲中看到冲击波。
2011年4月，在阿姆斯特朗进行的空对空试飞第一阶段（AirBOS 1）证明背景导向纹影的可行性。当时，科学家用这项技术捕捉到美国宇航局F-18战斗机产生的超音速冲击波。一部安装在美国宇航局比奇B200空中之王飞机下的高速相机每秒捕捉109帧。当时，这架超音速目标飞机以最高1.09马赫的速度在它下方水平飞行了几千英尺。
阿姆斯特朗项目主要负责人丹-班克斯表示：“对于确定超音速飞机产生的冲击波的位置以及确定其特征来说，空对空纹影是一项十分重要的试飞技术。该技术具有高空间分辨率。当目标飞机在风洞不能复制的温度和湿度梯度中飞行时，它让我们在真实大气中看到冲击波的几何学。”
美国宇航局玛莎-艾姆斯项目主要负责人J-T-海内克说：“通过很多计划，再加上一点运气，我们终于得到飞行飞行中的图像，经数据处理，首次获得重要结果。”这项技术不仅展示了冲击波，还有漩涡和发动机羽流效应等所有密度变化。科学家下一步的工作可能包括捕捉亚音速飞机流场的图像。
今年2月，研究人员在空对空试飞第三阶段（AirBOS 3）中进一步改善了美国宇航局研发的纹影技术。试验中的超音速目标飞机包括美国宇航局的一架F-15战斗机和一架来自爱德华兹空军试飞员学校的T-38C飞机。
【美国宇航局用有150年历史的“纹影摄影”技术拍摄超音速飞机制造的冲击波的惊人照片】每次飞行后，空对空试飞项目的科研组都用美国宇航局研发的图像处理软件清除沙漠背景，然后生成粗糙的冲击波图像。接下来，研究人员把多帧结合，再将其均匀分配，制造出冲击波的清晰图像。