NASA 將測試改進後的工具，用於評估其X-59 超音速飛機產生的更安靜的聲震。這些工具包括一個衝擊感應探頭，用於收集超音速飛行期間產生的衝擊波的詳細壓力數據。 這些探頭對於驗證預測衝擊波強度的電腦模型至關重要，它們有兩個版本，針對不同的測量領域，並將使用不同飛行配置的F-15B 飛機進行測試。

圖中所示的美國國家航空暨太空總署的X-59 號飛機，其設計飛行速度比聲音還快，但產生的聲波”砰砰”聲比傳統的超音速爆裂聲更小。 資料來源：洛克希德-馬丁公司

美國國家航空暨太空總署（NASA）正準備測試一個關鍵工具的進展情況，該工具旨在測量其靜音超音速研究飛機X-59 產生的獨特”音爆”。

這種工具稱為衝擊感應探頭，是一種錐形空氣數據裝置，專門用於捕捉X-59 產生的獨特衝擊波。 美國太空總署位於加州愛德華茲的阿姆斯壯飛行研究中心的研究人員已經開發出兩種版本的探頭，用於收集超音速飛行期間的精確壓力數據。 其中一個版本針對近場測量進行了最佳化，可捕捉靠近飛機源的衝擊波。 另一個探頭設計用於中場測量，在X-59 下方5000 到20000 英尺的高度收集數據。

美國國家航空暨太空總署的衝擊感測探頭特寫，突出顯示了其壓力端口，該端口設計用於測量超音速飛行期間的氣壓變化。 該探頭將安裝在NASA 的F-15B 航空研究試驗台上進行校準飛行，以驗證其測量X-59 產生的衝擊波的能力，這是NASA Quesst 任務的一部分，旨在提供有關靜音超音速飛行的數據。 資料來源：美國國家航空暨太空總署/勞倫-休斯

飛機超音速飛行時會產生衝擊波，衝擊波穿過周圍的空氣，產生巨大的音爆。 X-59 的設計目的是轉移這些衝擊波，將巨大的音爆降低為更安靜的音爆。 在試飛期間，一架機頭裝有衝擊感應探頭的F-15B 飛機將與X-59 一同飛行。 這個約6 英尺長的探頭每秒鐘將連續收集數千個壓力樣本，捕捉飛機在飛行過程中衝擊波所產生的氣壓變化。 感測器的數據對於驗證電腦模型至關重要，這些模型可以預測美國太空總署Quesst 任務的核心X-59 所產生的衝擊波的強度。

2024年8月6日，NASA的F-15B航空研究試驗台在加州愛德華茲上空對衝擊感應偵測器進行校準飛行。 該探測器將測量來自NASA X-59 的衝擊波，提供的數據可能會將陸上超音速飛行的限制從基於速度改為基於聲音。 這項工作是NASA Quesst 任務的一部分，X-59 是其旗艦飛機。 資料來源：美國國家航空暨太空總署/史蒂夫-弗里曼

該探測器的美國宇航局首席研究員邁克-弗雷德里克（Mike Frederick）說：”衝擊感應探測器充當真相源，將預測數據與實際測量數據進行比較。”

在近場探測中，F-15B 將以約55000 英尺的巡航高度緊跟在X-59 後面飛行，採用”跟隨領航員”的設置，使研究人員能夠實時分析衝擊波。 中場探測器用於單獨任務，將在衝擊波接近地面時收集更有用的數據。

在加州愛德華茲上空進行的一次試飛中，美國太空總署的F-15B 航空研究試驗台對一個衝擊感應探測器進行了評估。 該探頭將捕捉來自X-59 的詳細衝擊波數據，從而推進對靜音超音速飛行的研究。 資料來源：美國國家航空暨太空總署/史蒂夫-弗里曼

探頭捕捉微小壓力變化的能力對X-59 尤其重要，因為它的衝擊波預計比大多數超音速飛機的衝擊波弱得多。 透過將探測器的數據與先進電腦模型的預測進行比較，研究人員可以更好地評估其準確性。

“探頭有五個壓力端口，一個在頂端，四個在錐體周圍，”弗雷德里克說。 ” 這些端口測量飛機飛過衝擊波時的靜壓變化，幫助我們了解特定飛機的衝擊特性。” 這些端口將測量結果結合起來，計算出當地的壓力、速度和氣流方向。

美國國家航空暨太空總署的F-15B 航空研究試驗台裝有一個衝擊感測探頭，在加州愛德華茲上空翱翔。 探測器的數據將有助於完善超音速飛行模型，並支援美國太空總署將音爆減少為更安靜的”音爆”的任務。 資料來源：NASA/史蒂夫-弗里曼

研究人員不久將透過試飛評估近場衝擊感測探頭的升級情況，安裝在一架F-15B 上的探頭將在超音速飛行中追逐第二架F-15 收集數據。 升級包括將探頭的壓力感測器（測量錐體上氣壓的裝置）安裝在距離其端口僅5 英吋的位置。 先前的設計將這些感測器放置在將近12 英尺遠的地方，既耽誤記錄時間，又使測量結果失真。

美國國家航空暨太空總署的F-15B 航空研究試驗台飛越加州愛德華茲上空，攜帶一個衝擊感測探頭，用於測量X-59 的超音速衝擊波。 這些關鍵數據為NASA 的Quesst 任務提供了支持，該任務旨在實現陸地上空更安靜的超音速飛行。 資料來源：NASA/史蒂夫-弗里曼

先前的設計對溫度的敏感度也是一個挑戰，它會隨著條件的變化而導致精度波動。 為了解決這個問題，研究小組設計了一個加熱系統，讓壓力感測器在飛行過程中保持穩定的溫度。

“探測器將滿足Quesst 任務對分辨率和精度的要求，」弗雷德里克說。 “這個計畫展示了美國國家航空暨太空總署（NASA）如何利用現有技術並加以改造，以解決新的挑戰。”

編譯自/ ScitechDaily