נאס”א צילמו תמונות מדהימות של מטוסים על-קוליים ושל גלי ההלם שהם יוצרים >>
קרוב לוודאי ששמעתם על בום על-קולי – הרעש מחריש האוזניים שנשמע כאשר מטוס על-קולי טס מעליכם. אבל מסתבר שדי מדהים לראות תמונות של גלי ההלם שנגרמים עקב טיסה מהר יותר ממהירות הקול, גם בלי הקול. בתמונה למעלה, נאס”א צילמו שני מטוסי טי-38 שטסים מעט מעל למהירות הקול בשמי קליפורניה.
כדי לצלם את התמונה, נאס”א השתמשו במטוס טורבו-פרופ “סופר קינג אייר” שטס במהירות של כ-250 קמ”ש בגובה 30,000 רגל. שני המטוסים העל-קוליים, שהמרחק ביניהם הוא כ-10 מטר בין החזית לזנב וכ-3 מטר אנכית, נמצאו במרחק של כ-600 מטר מתחת למטוס הקינג אייר כאשר התמונות צולמו.
הקינג אייר מצויד בפתחים בבטנו שניתן לפתוח או לסגור, וציוד הצילום הותקן באחד הפתחים הללו כדי שיוכל לצלם כלפי מטה.
“יש ברשותנו מצלמות מהירות ברזולוציה גבוהה, ואנו מצלמים את קרקע המדבר,” אומר דן בנקס (Dan Banks), מהנדס-חוקר בכיר במרכז לחקר הטיסה על שם ארמסטרונג בבסיס אדוארדס, שבקליפורניה. “ואז מטוסי היעד – במקרה זה טי-38 – הופיעו מתחתנו.”
באחת התמונות משמאל, אפשר לראות מטוס טי-38 על צדו שובר את מחסום הקול. במקרה זה, מטוס הטורבו-פרופ שצילם את התמונה עדיין היה מעל למטוס העל-קולי, אבל הטי-38 התגלגל הצדה. גלי ההלם נוצרים כאשר מטוס על-קולי טס באוויר, כמעט כמו גל החרטום שנוצר לפני סירה מהירה, מסביר בנקס. “עקרונית, האוויר לא יכול לפנות את הדרך מפני עצמו,” הוא אומר. “הדרך שבה הטבע מתמודד עם זה היא באמצעות יצירת גל הלם.” בתמונה למעלה, מטוסי הטי-38 טסו במהירות של 1.01 מאך, שזה מעט מעל למהירות הקול. (1 מאך היא מהירות הקול, אשר למעשה משתנה בהתאם לגובה שבו טס המטוס).
אפשר לצלם את גלי ההלם תודות לשינוי בצפיפות האוויר. “שינוי הצפיפות גורם לשינוי במקדם השבירה (index of refraction),” אומר בנקס, ומשווה זאת לאופן שבו כפית נראית מעוותת כאשר מביטים בה כשהיא שקועה בכוס מים. “כאשר גל ההלם עובר מעל לקרקע המדבר, נראה כאילו תווי השטח – במקרה זה, שיחים שונים – נעים מעט.” במילים אחרות, גלי ההלם נראים בגלל הדרך שהם מעוותים את הרקע, כמו חום שעולה ממגרש חנייה לוהט בקיץ ומשנה את המראה של מה שנמצא מאחוריו.
בנאס”א היו צריכים להשקיע עבודה כדי ליצור את התמונה – בשכבה של התמונה שעברה עיבוד כדי להראות את גלי ההלם המטוס לא נראה בבירור. “זה נראה כמעט כמו מטוס רפאים,” אומר בנקס. על ידי שילוב שכבה זו עם שכבה אחרת שמראה בצורה חדה את המטוסים, וצביעה שלה לאחר מכן, הם יכלו ליצור את התמונה שאנו רואים למעלה.
נשאלת השאלה: למה לעשות את כל זה? נאס”א עובדת על מטוס בשם X-59 QueSST – היעד של הסוכנות הוא שמטוס זה יהיה על- קולי, אבל לא כל כך רועש. הוא אמור ליצור רק “המהום שקט”, אמרו בנאס”א בהצהרה ששחררו. מחקרים כגון זה יסייעו לסוכנות להשיג יעד זה, אומר בנקס, מכיוון שהם עוזרים להמחיש מה קורה עם גלי הלם על-קוליים.
