突破,发现隐身飞机的新方法!

突破,发现隐身飞机的新方法!

上面这副图像看起来不太像是真实飞机。但是它是真的。

两架T-38飞机相距约30英尺(9米)。一架NASA B-200空中国王飞机携带相机系统进行拍摄。

图片是两架美国空军的T-38训练喷气式飞机超音速飞行时拍摄的照片。图片中激波和膨胀波线条向外延伸,发动机尾流喷出羽状气流。

这其实是全世界首张真实双飞机飞行中的冲击波图像。

项目全民叫空对空地面背景纹影(AirBOS)”,由NASA阿姆斯特朗飞行研究中心进行。

突破,发现隐身飞机的新方法!

NASA居然在无边的天空建立风洞实验室。他们是怎么做到的?

众所周知,超音速激波是肉眼不可见的,但我们可以通过空气密度梯度改变导致的折射率变化拍摄下激波的样子。这就是所谓的纹影成像技术,是德国物理学家奥格斯格-托普勒在1864年发明的,已有一百多年的历史了。

最原始的纹影摄影需要一个明亮的光源,精确放置的镜片,一块弯折的镜子,一个刀片挡住部分的光线,光线的偏折叠加会形成对于空气密度敏感的图像。

纹影成像需要复杂的光学设备和明亮的光源,所以一直以来只能在超音速风洞中拍摄比例模型的激波。

NASA发明了以太阳光为光源拍摄真实飞机激波的方法,叫做背景导向纹影(BOS),已经在风洞试验中获得巨大成功。

研究人员先获得一个斑点背景图案的图像,接着收集一个位于相同图案前方超音速流动内物体的一系列图像,然后从这个背景图案的变化中就可以观察到冲击波。

当然真实的图像处理还需要用到美国宇航局研发的图像处理软件清除沙漠背景,然后生成初步的冲击波图像。接下来,研究人员把多帧结合,再将图片锐化,产生冲击波的清晰图像。

如果将红外纹影摄像机,与BOS技术结合,再采用被动光学测距技术,就可以对隐身飞机进行有效的定位,多个纹影摄像机连接成监控网络,就能对隐身飞机进行持续的跟踪。

更加奇妙的是,通过判读激波的角度和方向,可以即时通过纹影照片判断飞机的飞行速度和飞行姿态。

换一句话说,我拍一张你跑步的光学照片,注意只有一张,居然就能精确判断你的跑步速度。

世界真奇妙!

隐身飞机无论在何处,在纹影的图像中不再隐形。


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