NASA將利用先進地面記錄儀測量X-59靜音超音速飛機飛行的聲學效果

據外媒報道,對於南加州的沙漠來說,長期以來,航空業的重大里程碑都是以飛行的獨特景象和聲音為標志的。從1947年已故查克·葉格的打破音障;到航天飛機在愛德華茲的美國宇航局(NASA)阿姆斯特朗飛行研究中心(當時的德萊頓飛行研究中心)的接近和降落;一直到今天有時聽到的一種可識別的聲音-音爆。數十年來,美國宇航局一直領導着研究音爆的工作,音爆的響度被認為是實現未來商用超音速飛機的關鍵障礙。

當該機構的X-59靜音超音速技術(QueSST)飛機在2022年飛上天空時,這個未來將更接近現實,邁出了證明超音速飛行能力的第一步,同時將音爆聲降低到明顯更安靜。

NASA將利用先進地面記錄儀測量X-59靜音超音速飛機飛行的聲學效果

雖然美國宇航局最早將於2024年在美國各地社區上空飛行X-59,以分析公眾對安靜的超音速飛行的看法和接受程度,但該機構首先需要證明X-59飛機的安靜程度是否與設計的一樣。為此,NASA將利用尖端技術–全新的、最先進的X-plane地面記錄系統,測量莫哈韋沙漠中的聲音。

美國宇航局已經與加州聖克拉拉的Crystal Instruments公司簽訂了合同,由其提供高保真音爆–不久後也將是安靜的音爆–記錄系統,能夠為該機構驗證X-59的聲學特徵提供必要的數據。

「這將是我們第一次在整個NASA有一個單一的系統來進行這項研究,它將結合很多更新的技術來讓我們完成這項工作,」NASA低轟擊飛行演示任務聲學驗證階段的技術負責人Larry Cliatt說。「我認為它是下一代音爆,以及很快就會更安靜的音爆,記錄系統。」

NASA將利用先進地面記錄儀測量X-59靜音超音速飛機飛行的聲學效果

NASA將利用Crystal Instruments地面記錄系統,簡稱CI-GRS,收集與音爆和音爆相關的時間、波形和光譜數據。CI-GRS還將為NASA提供安裝定製軟件和算法的能力,以執行各種專門的操作,進行實時的音爆分析。

有了這項技術,美國宇航局將有能力從錄音中提取、審查和分析具體數據。例如,CI-GRS將有能力安裝能夠區分X-59的低振幅聲響和其他環境聲音的軟件。該軟件還將能夠計算一些不同類型的聲學指標,包括感知聲級,這是目前公認的衡量音爆響度的標准。

「我們正在打造的是一個數據採集系統,它將採用最新的技術進步,具有尖端的硬件和軟件功能,這樣NASA就可以採集到他們所需要的高質量音爆數據,」Crystal Instruments銷售副總裁Darren Fraser說。

第一批交付的CI-GRS預計將部署在美國宇航局阿姆斯特朗飛行研究中心進行初步的現場測試,隨後,一些單位將部署在愛德華茲空軍基地外,作為30海里長的地面傳聲器陣列分布。這將是下一輪「地毯整體測量測定 」飛行的一部分,簡稱為 “CarpetDIEM “。

這些飛行將模擬X-59的聲學驗證階段,部署一架來自美國宇航局阿姆斯特朗飛行研究中心的飛機,以超音速飛過陣列,在捕獲X-59安靜的聲響之前,測試這些裝置記錄音爆數據的能力。從 “CarpetDIEM  “測試中獲得的經驗教訓將促進最終CI-GRS設計的任何必要的更新和修改,然後將以同樣的方法用於X-59,並有多達70個地面記錄站。

NASA將利用先進地面記錄儀測量X-59靜音超音速飛機飛行的聲學效果

美國宇航局需要CI-GRS滿足的另一個要求將是其遠程操作的能力。在以前類似的超音速聲學研究工作中,美國宇航局在現場部署了聲學吊杆記錄儀,並在每個測試日結束時收集傳感器。然而,在莫哈韋沙漠中長達30英里的麥克風陣列卻帶來了後勤方面的挑戰。

「這種地面記錄系統在操作使用時將更加堅固耐用,這也是我們的預期,能夠一次部署幾天,」Cliatt說。「這些還將結合雙向通信,因此當X-59從2024年開始在社區上空飛行時,它們可以在大面積上進行部署,因此最終總共有175個可以從一個遠程主機控制。」下一次CarpetDIEM飛行預計將於2021年底進行。

「CI-GRS將是一個首創,就像X-59一樣,我認為在一個潛在的商業超音速旅行的新時代,將會有很多首創,」Fraser說。「我們認為這將為未來奠定基礎,我想這也是每個人都想嚮往的。」

來源:cnBeta