NASA展示 XB-1 原型机突破音障的图像

美国国家航空航天局（NASA）发布了新图片，提供了 Boom Supersonic 的 XB-1 原型机突破音障的照片证据。 这张照片是在第二次超音速飞行时拍摄的，它使用了一种特殊的成像技术来记录这一历史性事件。

在 Boom 首次实现商业超音速飞行的案例中，该公司与美国国家航空航天局（NASA）合作，利用一种名为 Schlieren 光学的技术捕捉到了飞机飞越 1 马赫的图像。

这种技术最早发明于 1864 年，你可能在学校的科学教科书中见过这种技术的例子，用于显示子弹飞行或蜡烛火焰产生的空气湍流。，它还能为科学家和工程师提供有价值的信息。

实现Schlieren图像的方法有很多，但其基本原理可以归结为使用一组特殊的灯光、透镜、光学刀刃和其他零碎部件来照亮图像，然后将图像反射到屏幕上或通过相机镜头来生成非常稳定的图像。

巧妙之处在于，在周围的空气受到干扰（如点燃蜡烛或有物体以超音速飞过）之前，这个图像一直保持稳定。 这会导致气压、温度、密度和其他因素发生微妙的变化。 Schlieren图像可以检测并显示这些变化，因为这些变化会改变空气的折射率并使光线发生偏转。 通过这种方式，我们可以看到人体手臂上升起的热量、枪支发射时的湍流或蝴蝶翅膀推动的空气。直到最近，这种技术还局限于实验室工作台上，因为需要复杂的设置来产生像顶点光束和必要的背景。

大约在 2000 年，德国航天中心哥廷根分部开发出了一种名为 面向背景的Schlieren图像(BOS) 的变体，它使用自然纹理背景和数字成像技术来制作Schlieren图像，而无需特殊照明或复杂的光学工作台设置。

它通过使用像沙漠地面这样的稳定背景来实现这一目的，该背景可被分割成斑点图案。 然后，当像 XB-1 这样的飞机飞过该区域时，流动的空气会扰乱该图案，通过复杂的交叉相关算法，可以测量并将其转换成图像。

结果是 XB-1超音速飞行被拍成电影， 这对历史存档来说可能是一个不错的快照，但 BOS 也有实际应用。 通过研究图像，工程师们可以确认并增强 XB-1 机身的消音特性。 它还可以用来观察直升机旋翼或螺旋桨叶片，分析机翼上的涡流模式，记录编队飞行的飞机如何通过混合气流相互干扰。