La NASA fotografía por primera vez las ondas de choque de dos aviones supersónicos
Los T-38s volaban más rápido que el sonido en el momento preciso en que un B-200 capturó la imagen
Este experimento servirá para el desarrollo del X-59, una futura aeronave supersónica silenciosa
«Nunca soñamos que sería tan claro, tan hermoso». El físico J.T. Heineck del Centro de Investigación Ames de la NASA en Mountain View, California, se admira ante estas fotografías tan largamente esperadas. La agencia estadounidense ha captado las primeras imágenes de la interacción de las ondas de choque de dos aviones supersónicos en vuelo . Y lo ha hecho gracias a una avanzada tecnología fotográfica y una sincronización perfecta de los artefactos en el aire.
«Estoy extasiado por cómo han salido estas imágenes», asegura Heineck. Las instantáneas fueron capturadas durante unas pruebas de vuelo en el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en Edwards, California. Las pruebas pretendían experimentar un sistema de imagen mejorado para capturar imágenes de alta calidad de las ondas de choque, los rápidos cambios de presión que se producen cuando un avión es supersónico, es decir, vuela más rápido que la velocidad del sonido. Esas ondas de choque se fusionan a medida que viajan a través de la atmósfera y son responsables de lo que se escucha en el suelo como un boom sónico. Precisamente, los investigadores utilizan estas imágenes en un esfuerzo por hacer que los aviones supersónicos sean más silenciosos , de forma que en un futuro puedan volar sobre tierra sin causar molestias. Ese es el objetivo para el X-59 , cuyo diseño permitirá que la gente, en vez de una ruidosa estampida sónica, solo escuche un ruido sordo o quizás ni siquiera eso.
Un nivel de detalle nunca visto
Las imágenes muestran un par de T-38 de la Escuela de pilotos de pruebas de la Fuerza Aérea de los EE. UU. en Edwards, que vuelan en formación a velocidades supersónicas. Los T-38 vuelan a una distancia aproximada de 30 pies (10 metros) uno del otro, con uno a unos 10 pies (3 metros) más bajo que el otro. Con una claridad excepcional, se ve el flujo de las ondas de choque de ambos aviones, y por primera vez, la interacción de esas ondas se puede ver en vuelo.
«Lo que es interesante es que si miras el T-38 trasero, ves que estos choques interactúan en una curva», dice Neal Smith, ingeniero de AerospaceComputing Inc en el laboratorio de mecánica de fluidos de Ames. «Esto se debe a que el T-38 que se arrastra está volando en la estela del avión líder, por lo que los choques tendrán una forma diferente. Esta información realmente nos ayudará a mejorar nuestra comprensión de cómo interactúan estos choques».
Si bien la NASA ha utilizado previamente esta tecnología de fotografía de Schlieren para estudiar ondas de choque, la versión mejorada ha permitido a los investigadores capturar tres veces más datos en la misma cantidad de tiempo. «Estamos viendo un nivel de detalle físico que no creo que nadie haya visto antes», afirma Dan Banks, ingeniero de investigación de la NASA en Armstrong. «Creo que las cosas funcionaron mejor de lo que habíamos imaginado. Este es un paso muy grande».
El lugar preciso, el momento exacto
Las imágenes se capturaron desde un King Air de la NASA B-200, utilizando un sistema de cámara mejorado para aumentar la calidad de la imagen. El sistema actualizado incluía la adición de una cámara capaz de capturar datos con un campo de visión más amplio. Esta mejor percepción espacial permitió un posicionamiento más preciso de la aeronave. El sistema también incluyó una actualización de memoria para las cámaras, lo que permitió a los investigadores aumentar la velocidad a 1.400 cuadros por segundo. Finalmente, el sistema recibió una conexión actualizada a las computadoras de almacenamiento de datos. Esto también contribuyó a que el equipo pudiera capturar más datos por pase, aumentando la calidad de las imágenes.
Además, el equipo también desarrolló un nuevo sistema de instalación para las cámaras en el avión que agilizó el trabajo. Con todo, obtener las imágenes aún requería mucha habilidad y coordinación por parte de ingenieros, controladores de misión y pilotos. Para capturar estas imágenes, el King Air, con un patrón de alrededor de 30.000 pies, tuvo que llegar a una posición precisa, ya que el par de T-38 pasó a velocidades supersónicas aproximadamente 2.000 pies por debajo. Mientras tanto, las cámaras, capaces de grabar durante un total de tres segundos, tuvieron que comenzar a grabar en el momento exacto en que los T-38 supersónicos entraron en cuadro. Todo un desafío en el que cada participante tenía que estar en el lugar preciso en el momento exacto.
Los datos de estos vuelos continuarán siendo analizados los futuros vuelos posiblemente se realicen en altitudes más altas. Estos esfuerzos, dice la NASA, ayudarán a avanzar en el conocimiento de las características de las ondas de choque a medida que se desarrolla el silencioso X-59, lo que puede ser un hito importante en la aviación.
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