NASA опробовала метод измерения давления, позволяющий наблюдать практически всю видимую поверхность модели крыла. Вместо множества отдельных датчиков исследователи использовали специальную краску и высокоскоростные камеры. Эта технология должна помочь инженерам понять, как воздух взаимодействует с крылом, которое изгибается и вибрирует.
Эксперимент провели в трансзвуковой аэродинамической трубе Исследовательского центра НАСА имени Лэнгли. Модель Benchmark Supercritical Wing покрыли краской uPSP (Unsteady Pressure-Sensitive Paint) и осветили ультрафиолетом. Под его воздействием поверхность начала светиться розово-фиолетовым цветом.
Измерять давление позволяет не сам цвет, а изменения яркости свечения. Краска содержит люминесцентные соединения, излучение которых частично подавляется кислородом. Чем выше местное давление, тем слабее светится покрытие. Камеры фиксируют эти различия, а полученные данные позволяют построить карту распределения давления.
Добавьте GSMinfo в источники в Google News Чтобы видеть наши публикации в своей ленте новостейОбычные датчики собирают информацию только в местах установки. Значения между ними приходится восстанавливать с помощью расчетов. В то же время в системе с краской каждый пиксель изображения потенциально может служить отдельной точкой измерения.
NASA работает с красками, чувствительными к давлению, уже на протяжении десятилетий, в частности, использовала их при испытаниях моделей ракеты Space Launch System. Особенность uPSP — способность отслеживать быстрые колебания давления. Это необходимо для изучения турбулентности, ударных волн и взаимодействия воздушного потока с деформирующейся конструкцией.
Согласно приведенным в материале данным NASA, усовершенствование краски, камер и компьютеров позволило ускорить получение данных в 10 тысяч раз, а разрешение увеличить примерно в тысячу раз по сравнению с предыдущими возможностями агентства. В отдельных экспериментах результаты доступны примерно через 20 минут. Инженеры могут скорректировать условия испытания ещё во время той же сессии.
Новый эксперимент стал первым применением этой технологии на крупной модели, способной свободно двигаться, в среде с низким содержанием кислорода. Следующий шаг — испытания гибких моделей самолетов, крылья которых должны сгибаться и адаптироваться во время полета.
Пока что uPSP остаётся лабораторным инструментом: для работы требуются специальное освещение, камеры, калибровка и контролируемые условия. Эта технология должна помочь проверять расчёты будущих самолётов и исследовать опасные колебания крыльев ещё на этапе проектирования.
