NASA展示XB-1 原型機突破音障的圖像
美國國家航空暨太空總署(NASA)發布了新圖片,提供了Boom Supersonic 的XB-1 原型機突破音障的照片證據。 這張照片是在第二次超音速飛行時拍攝的,它使用了一種特殊的成像技術來記錄這一歷史性事件。

在Boom 首次實現商業超音速飛行的案例中,該公司與美國國家航空暨太空總署(NASA)合作,利用一種名為Schlieren 光學的技術捕捉了飛機飛越1 馬赫的圖像。

這種技術最早發明於1864 年,你可能在學校的科學教科書中見過這種技術的例子,用於顯示子彈飛行或蠟燭火焰產生的空氣湍流。 ,它還能為科學家和工程師提供有價值的資訊。
實現Schlieren影像的方法有很多,但其基本原理可以歸結為使用一組特殊的燈光、透鏡、光學刀刃和其他零碎部件來照亮影像,然後將影像反射到螢幕上或透過相機鏡頭來產生非常穩定的影像。
巧妙之處在於,在周圍的空氣受到干擾(如點燃蠟燭或有物體以超音速飛過)之前,這個影像一直保持穩定。 這會導致氣壓、溫度、密度和其他因素發生微妙的變化。 Schlieren影像可以偵測並顯示這些變化,因為這些變化會改變空氣的折射率並使光線偏轉。 透過這種方式,我們可以看到人體手臂上升起的熱量、槍支發射時的湍流或蝴蝶翅膀推動的空氣。直到最近,這種技術還局限於實驗室工作台上,因為需要複雜的設置來產生像頂點光束和必要的背景。
大約在2000 年,德國太空中心哥廷根分部開發出了一種名為面向背景的Schlieren影像(BOS) 的變體,它使用自然紋理背景和數位成像技術來製作Schlieren影像,而無需特殊照明或複雜的光學工作台設置。

它透過使用像沙漠地面這樣的穩定背景來實現這一目的,該背景可被分割成斑點圖案。 然後,當像XB-1 這樣的飛機飛過該區域時,流動的空氣會擾亂該圖案,透過複雜的交叉相關演算法,可以測量並將其轉換成影像。

結果是XB-1超音速飛行被拍成電影, 這對歷史存檔來說可能是一個不錯的快照,但BOS 也有實際應用。 透過研究影像,工程師可以確認並增強XB-1 機身的消音特性。 它也可以用來觀察直升機旋翼或螺旋槳葉片,分析機翼上的渦流模式,記錄編隊飛行的飛機如何透過混合氣流相互幹擾。