在一架平流層無(wú)人滑翔機(jī)上,平流層動(dòng)力學(xué)(Stratodynamics)公司對(duì)一種能遠(yuǎn)距離探測(cè)潛在危險(xiǎn)晴空紊流的傳感器進(jìn)行了測(cè)試。該公司的目標(biāo)是將NASA開(kāi)發(fā)的次聲探測(cè)技術(shù)應(yīng)用于商業(yè)航空、城市空中交通和無(wú)人機(jī)送貨領(lǐng)域。
探測(cè)系統(tǒng)基于一個(gè)低頻、低噪聲的麥克風(fēng),可探測(cè)到晴空紊流的次聲特征。由于湍流空氣中缺少水分,很難用肉眼或雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)。次聲的頻率在0.001Hz~20Hz之間,無(wú)法被人耳聽(tīng)見(jiàn)。次聲可在大氣中傳播很長(zhǎng)的距離,原因是聲波在地球表面和平流層之間反彈時(shí),大氣的吸收和折射率很低。
NASA蘭利研究中心的研究人員最初嘗試使用次聲來(lái)探測(cè)機(jī)場(chǎng)的飛機(jī)尾跡渦,但現(xiàn)成的麥克風(fēng)效果不佳,長(zhǎng)波頻率易被高頻聲音所掩蓋。研究人員隨后設(shè)計(jì)了專門(mén)的駐極體電容麥克風(fēng),該麥克風(fēng)可以檢測(cè)由聲波引起的膜片振動(dòng)。次聲麥克風(fēng)有一個(gè)大半徑的低張力振動(dòng)膜,在其后方有一個(gè)大的密封氣室,使它能以高保真度檢測(cè)到低頻聲波。地面測(cè)試表明,該麥克風(fēng)陣列可以探測(cè)到480km以外的紊流并確定其位置。
平流層動(dòng)力學(xué)公司已獲得NASA的技術(shù)許可,將其用作飛行中湍流探測(cè)傳感器。為了測(cè)試該技術(shù),系統(tǒng)已安裝在該公司的HiDRON平流層無(wú)人滑翔機(jī)上。在新墨西哥州美國(guó)太空港的飛行中,裝有麥克風(fēng)的HiDRON被氣球帶到高空,然后釋放滑翔回地球。
平流層動(dòng)力學(xué)公司業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)主管尼克·克雷恩表示,當(dāng)傳感器沿著飛行路徑移動(dòng)時(shí),類似于一個(gè)合成陣列。通過(guò)將其與一系列算法相結(jié)合,即可得出次聲源的位置。NASA表示,初步試驗(yàn)顯示麥克風(fēng)的性能良好,團(tuán)隊(duì)能從機(jī)身上方氣流的環(huán)境噪聲中隔離出低頻聲波。
該公司還表示,本次使用NASA開(kāi)發(fā)的次聲傳感器進(jìn)行的飛行試驗(yàn)還記錄到了來(lái)自其他飛機(jī)的聲音信號(hào),因此該系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn)雙重目的:既能探測(cè)到湍流危害,也能探測(cè)到其他飛機(jī)。