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纹影摄影捕捉超音速飞机冲击波:连光线都发生弯曲

科学家改进了一种古老的摄影技术,利用太阳的亮度和独特质地,捕捉了超音速飞机产生的冲击波细节。

  科学家改进了一种古老的摄影技术,利用太阳的亮度和独特质地,捕捉了超音速飞机产生的冲击波细节。

图为美国空军试飞员学校的飞行员以1.05倍声速驾驶T-38C超音速飞机飞行。

图为美国空军试飞员学校的飞行员以1.05倍声速驾驶T-38C超音速飞机飞行。

  一架由美国空军试飞员学校的飞行员驾驶的T-38C超音速飞机从太阳前方疾飞而过,冲击波大得连光线都发生了弯曲,这惊人的一幕被一张照片记录了下来。

  该照片使用了一种名为纹影摄影的拍照技术的升级版。纹影摄影是一种有着150年历史的古老拍照技术,通常利用一处明亮的光源和绘有斑点的背景来捕捉空气密度的变化。冲击波会对空气造成挤压和拉伸,导致空气密度发生改变,从而改变光线在空气中折射的路径,并在阴影图像上体现出来。

  老技术,新花样

  在过去,纹影技术需要一个非常明亮的光源和一些复杂的光学设备,因此人们通常在研究风洞中的超音速飞机时才会使用这种技术。但NASA近日研发出了利用纹影技术的新方法,让太阳或月亮既可以充当光源,又可以同时作为拍摄所需的斑驳的背景。

  NASA此举是为了设计出噪音更低的超音速飞机。美国联邦航空管理局从1973年开始,便禁止噪音巨大的喷气式飞机飞过未加管制的区域,因为它们会产生极其巨大的声波。但NASA指出,如果科学家能更好地弄清冲击波的构造,他们就能预言冲击波会在何时、何处达到最大值,从而帮助设计师们降低超音速喷气机的噪声。

  NASA近日与洛克希德·马丁公司签订了一份价值2亿美元的合同,让后者设计噪音更低的超音速飞机。如果资金跟得上的话,早期试飞将于2020年开始。

  有一些公司目前也在研究超音速飞机。例如,美国Spike Aerospace航空公司正在研发一款商用飞机,只需3小时就能从纽约飞到伦敦,飞行速度达1.8马赫,即声速的1.8倍(每小时2205公里)。他们还有一个更美妙的想法:将纽约和伦敦之间的飞行时间缩短为半小时。后者的概念机名叫Skreemr,将利用“磁轨炮发射”系统起飞,飞行速度将至少是声速的10倍(每小时12300公里)。

文  新浪科技(叶子)

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