NASA випробувала спосіб вимірювання тиску, який дозволяє спостерігати майже за всією видимою поверхнею моделі крила. Замість численних окремих датчиків дослідники використали спеціальну фарбу та високошвидкісні камери. Технологія має допомогти інженерам зрозуміти, як повітря взаємодіє з крилом, що згинається та вібрує.
Експеримент провели в трансзвуковій аеродинамічній трубі Дослідницького центру NASA імені Ленглі. Модель Benchmark Supercritical Wing покрили фарбою uPSP — Unsteady Pressure-Sensitive Paint — та освітили ультрафіолетом. Під його дією поверхня почала світитися рожево-фіолетовим кольором.
Вимірювати тиск дозволяє не сам колір, а зміни яскравості світіння. Фарба містить люмінесцентні сполуки, випромінювання яких частково пригнічує кисень. Що вищий місцевий тиск, то слабше світиться покриття. Камери фіксують ці відмінності, а отримані дані дозволяють побудувати карту розподілу тиску.
Додайте GSMinfo до джерел у Google News Щоб бачити наші публікації у своїй стрічці новинЗвичайні датчики збирають інформацію лише в місцях встановлення. Значення між ними доводиться відновлювати розрахунками. Натомість у системі з фарбою кожен піксель зображення потенційно може слугувати окремою точкою вимірювання.
NASA працює з чутливими до тиску фарбами вже десятиліттями, зокрема застосовувала їх під час випробувань моделей ракети Space Launch System. Особливість uPSP — здатність відстежувати швидкі коливання тиску. Це потрібно для вивчення турбулентності, ударних хвиль та взаємодії повітряного потоку з конструкцією, яка деформується.
За наведеними в матеріалі даними NASA, удосконалення фарби, камер і комп’ютерів дозволило прискорити отримання даних до 10 тисяч разів, а роздільну здатність збільшити приблизно в тисячу разів порівняно з попередніми можливостями агентства. В окремих експериментах результати доступні приблизно за 20 хвилин. Інженери можуть скоригувати умови випробування ще під час тієї самої сесії.
Новий дослід став першим застосуванням цієї технології на великій моделі, здатній вільно рухатися, у середовищі з низьким вмістом кисню. Наступний крок — випробування гнучких моделей літаків, крила яких мають згинатися та адаптуватися під час польоту.
Поки що uPSP залишається лабораторним інструментом: для роботи потрібні спеціальне освітлення, камери, калібрування та контрольовані умови. Технологія має допомогти перевіряти розрахунки майбутніх літаків і досліджувати небезпечні коливання крил ще на етапі проєктування.
