ناسا تلتقط صورًا لموجات الصدمة الأسرع من الصوت لأول مرة

للمرة الأولى، حصلت ناسا على صور الموجات الصدمية للطائرتين النفاثتين الصوتيتين اللتين تفاعلتا في منتصف الرحلة، وكانت النتيجة رائعة للغاية، حتى إن الباحثين مندهشون.

تظهر الصور طائرتين من طراز T-38 من سلاح الجو الأمريكي، تحلق بسرعة تفوق سرعة الصوت بمسافة تسعة أمتار (30 قدم) عن بعضها، مع تيار من الصدمات المنبعثة من أي من الجانبين. هناك أيضا صورة لطائرة واحدة وهي T-38 تحلق على ما يوصف بأنه “حافة السكين”.

تقول جيه تي هاينك، عالمة في مركز أبحاث أميس التابع لوكالة ناسا: “لم نحلم أبدًا بأن ذلك سيكون واضحًا، وهذا جميل”.

f4 p3 rgb planedrop

الصور هي جزء من مهمة للملاحة الجوية في ناسا مكرسة جزئيًا لمعرفة كيفية تفاعل موجات الصدمة مع بعضها البعض ومع أعمدة الطائرات. قد تصبح هذه المعرفة قيد الاستخدام قريبًا، نظرًا لأن وكالة الفضاء تعمل نحو طائرة تجارية يمكنها الطيران بهدوء، حتى عندما تسير بسرعة أكبر من سرعة الصوت.

إنه تحد صعب. عادة، عندما تطير طائرة في السماء، فإنها تدفع طريقها عبر الجزيئات في الغلاف الجوي. عند حد سرعة الصوت، لا يمكن لهذه الجزيئات أن تفلت بسرعة كافية. وهكذا، فإنها تبدأ في الانضغاط، وتسبب زيادة الضغط في الجزء الأمامي من الطائرة.

عندما تسرع الطائرة أسرع من سرعة الصوت، ثم تندفع من خلال هذا الحاجز غير المرئي والمقاوم، يتسبب ذلك في تغير سريع في الضغط الذي نسميه موجة صدمة.

f3 p3 knife plane drop dy 2 22

المشكلة هي أن الموجات الصادمة عالية. وبينما تبتعد عن المركبات، فإنها تسبب انفجارًا أو طفرة صوتية يمكن سماعها على الأرض.

هذا ليس بالضبط ما تريده من طائرة تجارية تحلق فوق مناطق مكتظة بالسكان. وهنا تأتي هذه الصور المذهلة.

بعد أكثر من عشر سنوات من التغيير والتبديل، وضعت وكالة ناسا في النهاية نظامًا يمكنه التقاط صور عالية الجودة للموجات الصدمية في الجو، مما يمنح الفريق فرصة لدراسة سلوكه بتفصيل أكبر من أي وقت مضى.

يقول هاينيك: “أنا مرتاح حول كيفية ظهور هذه الصور”.

“مع هذا النظام المطور، قمنا بتحسين سرعة ونوعية صورنا من الأبحاث السابقة.”

لكن تصوير هذه الصور الأخاذة لم يكن بالأمر السهل. تم التقاطها من قبل نظام تصوير على متن طائرة ناسا B-200 King Air حيث مرت طائرتان من T-38s بسرعة 600 متر (2000 قدم) تحت سرعة ما فوق الصوت.

f4 p4 red planedrop

وهذا يعني أن جميع الطائرات الثلاث يجب أن تتماشى تمامًا، في المكان المناسب تمامًا وفي الوقت المناسب تمامًا، لالتقاط صورة مناسبة.

يقول نيل سميث، وهو مهندس أبحاث في شركة آيروسبيسكومبوتينغ في مركز أبحاث أميس، يصف الصورة أدناه: “ما يثير الاهتمام هو أنك إذا نظرت إلى الجزء الخلفي من طراز تي -38 ، فإنك ترى أن هذه الصدمات تتفاعل في المنحنى”.

“هذه البيانات ستساعدنا بالفعل على تعزيز فهمنا لكيفية تفاعل هذه الصدمات.”

في يوم قريب، قد تساعد البيانات على إنتاج طائرة X-59 Quiet SuperSonic Technology X الخاصة بالوكالة، والتي يتم تصميمها حاليًا لإنتاج موجات صادمة تشبه هادئة وليست هادرة أو ذات دوي عنيف.

يقول دان بانكس، وهو مهندس في وكالة ناسا ارمسترونغ: “إننا نرى مستوى من التفاصيل المادية هنا لا أعتقد أن أحداً قد شاهده من قبل”.

“بالنظر إلى البيانات للمرة الأولى، أعتقد أن الأمور قد تحسنت عما كنا نتخيله. هذه خطوة كبيرة للغاية.”

ترجمة: حسام عبدالله

المصادر: 1