NASA faz imagens espetaculares de ondas de choque interagindo entre si

Por , em 11.03.2019

Pela primeira vez na história, a NASA foi capaz de fotografar ondas de choque interagindo entre si. A agência testou com sucesso uma tecnologia fotográfica aérea, capturando as imagens da interação entre as ondas causadas por duas aeronaves supersônicas durante o voo. As imagens são tão espetaculares que até os cientistas se surpreenderam. “Nós nunca sonhamos que (as imagens) seriam tão claras, tão lindas”, confessa o físico J.T. Heineck do Ames Research Center da NASA, em matéria publicada no site da agência. Além de bonitas, as imagens podem ser muito úteis e ajudar no desenvolvimento de voos comerciais supersônicos.

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Um dos maiores desafios dos pesquisadores foi acertar o tempo das imagens. A NASA colocou no ar um avião B-200, equipado com um sistema de imagem atualizado, a cerca de 30.000 pés (9 mil metros) de altitude, enquanto um par de jatos T-38s devia não só permanecer em formação, como voar em velocidades supersônicas no exato momento em que eles estivessem diretamente abaixo do B-200, para que a foto fosse tirada. As imagens foram capturadas foram resultado de todas as três aeronaves estarem no lugar exato e na hora exata designada pela equipe de operações da NASA.- uma técnica desenvolvida por mais de 10 anos.

“Estou extasiado com o resultado dessas imagens. Com este sistema atualizado, aumentamos a velocidade e a qualidade de nossas imagens em pesquisas anteriores”, confirma o pesquisador.

Choque

Normalmente, quando um avião voa pelo céu, ele abre caminho através das moléculas na atmosfera. Na velocidade do som, no entanto, essas moléculas simplesmente não conseguem escapar rápido o suficiente da aeronave, então elas começam a se comprimir, aumentando a pressão na frente do avião.

Quando o avião acelera mais rápido que a velocidade do som, ele rompe essa barreira invisível de resistência, causando uma rápida mudança na pressão que chamamos de onda de choque.

O sistema de imagens desenvolvido pela agência espacial americana é capaz de capturar imagens de alta qualidade das ondas de choque, essas mudanças rápidas de pressão que são produzidas quando a aeronave voa mais rápido que a velocidade do som. Ondas de choque produzidas por aeronaves se fundem enquanto viajam pela atmosfera e são responsáveis ​​pelo estrondo sônico que é ouvido no solo.

O sistema será usado para o projeto X-59 Quiet SuperSonic Technology X-plane da agência, ou X-59 QueSST, um jato supersônico que produzirá ondas de choque de tal forma que, em vez de um alto estrondo sônico, apenas um ruído silencioso poderá ser ouvido. Segundo a matéria da agência, a capacidade de voo supersônico sem um estrondo pode um dia resultar na retirada de restrições atuais a voos supersônicos.

As imagens conseguidas pela NASA mostram o par de jatos T-38 da Escola de Pilotos de Testes da Força Aérea dos EUA na Base Aérea de Edwards, voando em formação em velocidades supersônicas. Os T-38s estão voando a aproximadamente 9 metros de distância um do outro, com a aeronave à direita voando cerca de 3 metros abaixo da outra. Com clareza excepcional, o fluxo das ondas de choque de ambas as aeronaves é visto e, pela primeira vez, a interação dos choques pode ser vista em voo.

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“Estamos olhando para um fluxo supersônico, e é por isso que estamos recebendo essas ondas de choque. O que é interessante é que, se você olhar para a traseira do T-38, verá que esses choques interagem em uma curva. Isso ocorre porque o T-38 de trás está voando na esteira da aeronave líder, então as ondas de choque vão ter uma forma diferente. Esses dados realmente nos ajudarão a avançar nossa compreensão de como esses choques interagem”, explica Neal Smith, engenheiro de pesquisa da AerospaceComputing Inc., do laboratório de mecânica de fluidos da NASA, também na matéria publicada no site da agência.

Testes de voo

O estudo de como as ondas de choque interagem umas com as outras e com as partes da própria aeronave tem sido alvo de interesse dos pesquisadores. Uma missão futura usará o X-59 para fornecer a reguladores dados estatisticamente válidos necessários para possíveis mudanças na regulamentação, a fim de possibilitar voos comerciais supersônicos silenciosos.

“Estamos vendo um nível de detalhes físicos aqui que eu acho que ninguém nunca viu antes. Olhando os dados pela primeira vez, acho que as coisas funcionaram melhor do que imaginávamos. Este é um passo muito grande”, diz Dan Banks, engenheiro sênior de pesquisa da NASA Armstrong

Imagens adicionais feitas pela missão incluíram uma foto de um único T-38 em voo supersônico (victo acima), bem como uma aeronave T-34 de baixa velocidade, para testar a viabilidade de visualizar os vórtices da asa e dos flaps de uma aeronave usando o sistema AirBOS.

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Os aviões estavam passando a velocidades supersônicas aproximadamente 2.000 pés (cerca de 600 metros) abaixo da aeronave que tirou as fotos. “O maior desafio foi tentar conseguir o tempo certo para garantir que poderíamos obter essas imagens. Estou absolutamente feliz com a forma como a equipe conseguiu fazer isso. Nossa equipe de operações já fez esse tipo de manobra antes. Eles sabem como alinhar as aeronaves, e nossos pilotos da NASA e da Força Aérea fizeram um ótimo trabalho estando onde precisavam estar”, comemora Heather Maliska, gerente do subprojeto da AirBOS.

“Os dados dos voos da AirBOS continuarão a ser analisados, ajudando a NASA a aperfeiçoar as técnicas para esses testes, a fim de melhorar ainda mais os dados, com voos futuros em altitudes mais elevadas. Esses esforços ajudarão no avanço do conhecimento sobre as características das ondas de choque, à medida que a NASA avança em direção a voos silenciosos de pesquisa supersônica com o X-59 e se aproxima de um importante marco na aviação”, finaliza o texto da agência. [Science Alert, Gizmodo, NASA]

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