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Astronomia

IMMAGINI uniche delle onde d'urto create dagli aerei supersonici

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E' necessario un allineamento preciso del velivolo con la fotocamera e il sole.


cak colormapLa NASA, sta usando una tecnica fotografica con qualche ritocco del XXI secolo, per catturare immagini uniche e mozzafiato delle onde d'urto create da aerei supersonici.

Chiamata fotografia Schlieren o stratoscopia, la tecnica inventata dal fisico tedesco August Toepler nel 1864 può essere utilizzata per la visualizzazione delle turbolenze prodotte nell'aria o in altri fluidi quando questi vengono compressi dal passaggio, ad esempio, di un aeroplano.

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L'immagine schlieren di un T-38C che è stata catturata con la tecnica BOSCO in attesa di brevetto per rivelare le strutture dell'onda d'urto. Credit: NASA.


Solitamente questo può essere fatto solo nelle gallerie del vento con modelli in scala, ma la tecnica è in grado di studiare le dimensioni reali degli aerei che volano attraverso l'atmosfera terrestre offrendo risultati migliori, e può aiutare gli ingegneri a progettare migliori e più tranquilli aerei supersonici. L'effetto collaterale è che le immagini sono incredibili e a volte spaventano.

All'inizio di quest'anno, la NASA ha rilasciato alcune immagini schlieren scattate con una fotocamera ad alta velocità montata sulla parte inferiore di un Beechcraft B200 King Air, che ha catturato le immagini a 109 fotogrammi al secondo mentre un aereo supersonico passava a parecchie migliaia di piedi sotto il deserto. Uno speciale software di elaborazione delle immagini è stato poi utilizzato per rimuovere lo sfondo del deserto e quindi unire più fotogrammi, che producono un quadro chiaro delle onde d'urto. Questo si chiama air-to-air schlieren.

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Questa immagine schlieren mostra drasticamente l'onda d'urto di un jet supersonico in volo sul deserto del Mojave. I ricercatori hanno utilizzato un software di elaborazione sviluppato dalla NASA. Credit: NASA.

"Questa è un'importante tecnica per l'individuazione e la caratterizzazione, con alta risoluzione spaziale, delle onde d'urto provenienti da veicoli supersonici", ha dichiarato Dan Banks, il ricercatore principale del progetto, della NASA presso la Edwards Air Force Base. "Ci permette di vedere la geometria dell'onda d'urto nella vera atmosfera, come l'aereo bersaglio vola attraverso gradienti di temperatura e umidità che non possono essere duplicati nella galleria del vento."
Ora hanno iniziato ad utilizzare una tecnica che potrebbe fornire risultati migliori: con il Sole e la Luna come sfondo illuminato. Questo metodo viene chiamato "Background-Oriented Schlieren using Celestial Objects, or BOSCO". Lo sfondo maculato, o una fonte di luce intensa, è utilizzato per la visualizzazione di fenomeni di flusso aerodinamici generati da un aereo o altri oggetti che passano tra la fotocamera e lo sfondo.

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Questa immagine schlieren di onde d'urto create da una T-38C in volo supersonico è stata catturata con il bordo del sole come fonte di luce e quindi elaborata utilizzando il codice sviluppato dalla NASA. Credit: NASA.

Poi, ci sono delle variazioni su questa tecnica. Una dimostrazione recente è stata fatta usando il Calcium-K Eclipse Background Oriented Schlieren (CaKEBOS). Secondo il ricercatore principale Michael Hill, del CaKEBOS, questa è una prova  per vedere come effettivamente il Sole potrebbe essere utilizzato per lo sfondo orientato della Strioscopia.

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A.T.

 

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