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NASAは、圧力に敏感な塗装研究能力を進めます

私たちの多くは、ペイントバイ番号セットを使用して美しいカラー写真を作成しました。 何年もの間、風のトンネルで航空機とロケットのデザインを研究しているNASAエンジニアは、コンピューターを使用して「ペイントバイペイント」 - 圧力に敏感な塗料（PSP）からの画像を生成するために、その子供時代の娯楽をひっくり返してきました。 現在、高速カメラ、スーパーコンピューター、およびさらに敏感なPSPの使用において進歩により、このペイントごとのプロセスが10,000倍速くなり、1,000倍の高解像度でエンジニアリングビジュアルを作成しています。 したがって、10年以上にわたってNASAで使用されている「古い」機能と「新しい？」の間の大きな違いは何ですか？ カリフォルニアのシリコンバレーにあるNASAのAmes Research Centerの航空宇宙技術者であるE. Lara Lash氏は、次のように述べています。 PSPを使用して、NASAの研究者は、航空機の翼と体を流れる比較的滑らかな空気の大規模な効果を研究しています。現在、UPSPを使用すると、より乱流の空気が存在するときに何が起こるかを詳細に見ることができます。 場合によっては、新しい機能がある場合、研究者は20分以内に探している風洞データを手に入れることができます。エンジニアがテストをリアルタイムで調整できるようにするのに十分な速さです。 通常、研究者は風洞データを記録し、それをラボに戻して数日または数週間後に解読します。彼らがより多くのデータが必要だとわかった場合、風洞での別のターンを並べて待つのにさらに数週間または数か月かかることがあります。 「これらの改善の結果は、空力エンジニア、構造エンジニア、または他の分野のエンジニアにすぐに役立つデータ製品を提供します」とラッシュは言いました。 AeronauticsのNASAの副管理者であるRobert Pearceは、最近、Amesで掲載されたUPSPで生成されたデータのデモンストレーションを見ましたが、全国の研究者が利用できる国家資産として新しいツールを歓迎しました。 「それは他のどこにも提供されていないユニークなNASAの革新です」とピアースは言いました。 「これは、風洞能力におけるNASAの世界のリーダーシップを維持するのに役立ちます。」 PSPとUPSPの両方を使用して、特定の種類のライトとカメラを備えた風のトンネルに取り付けられた航空機またはロケットのスケールモデルにユニークな塗料が適用されます。 テスト中に照らされると、塗料の色の明るさは、エアラッシュの流れとしてモデルが経験する圧力のレベルに応じて変化します。暗い色合いはより高い圧力を意味します。明るい色合いは圧力が低いことを意味します。 カメラは輝度の強度をキャプチャし、スーパーコンピューターはその情報を圧力値を表す数値のセットに変えます。これは、車両デザインの構造的完全性についてできる真実を研究および収集するためにエンジニアが利用できるようにします。 「空力力は、車両のさまざまな部分をさまざまな程度に振動させる可能性があります」とラッシュは言いました。 「振動は、車両が運んでいるものを損傷するか、車両が自分自身を引き裂くことさえある可能性さえあります。このプロセスを通過するデータは、それを防ぐのに役立ちます。」 伝統的に、圧力の測定値は、モデルの内部に張られた小さなプラスチックチューブに接続されたセンサーを使用して撮影され、翼や胴体の表面に沿って重要な場所の小さな穴を突き破ります。 各ポイントは、単一の圧力読み取り値を提供します。エンジニアは数学モデルを使用して、個々のセンサー間の圧力値を推定する必要があります。 PSPでは、数値を推定する必要はありません。塗料はモデル全体を覆うため、カメラで見られるようにその明るさは、表面全体にわたって圧力値を明らかにします。 UPSPの導入、テスト、および可用性は、2019年に開始された5年間の努力の成功の結果であり、研究者は関連するカメラとコンピューターでPSPの能力を大幅に改善するように挑戦しました。 NASAチームの要望は、適切に装備された風のトンネルとスーパーコンピューターを使用してデータを取得、処理、視覚化するより良いプロセスを開発および実証することであり、そのツールを全国のNASA風洞で利用できるようにしました。 能力の課題に焦点を当てたのは、NASAのユニタリプラン施設の11フィートのトランスニック風洞にありました。チームは、どちらもAmesにある近くのNASAアドバンスドスーパーコンピューティング施設に接続しました。 風洞の内部では、NASAの宇宙発射システムロケットのスケールモデルが、チャレンジ期間中に主要な被験者として機能しました。 代理店がArtemisを完了したので、私は不規則な月の飛行試験任務ミッションを完了したので、研究者は飛行録音されたデータを風のトンネルデータと一致させて、現実と予測の比較を確認することができます。 2024年の終わりにCapability Challengeが正式に完了したことで、UPSPチームはそれを他のWindトンネルに展開し、航空または宇宙飛行に関心を持って潜在的なユーザーと関わることを計画しています。 「これは、政府機関内での使用だけでなく、産業、学界、および他の政府機関にこれらの新しいツールを使用して調査するために提供できるNASA能力です」とラッシュは言いました。 NASAのAerosciencesの評価およびテスト機能庁の航空研究ミッション局の下で管理されている組織であるポートフォリオオフィスは、UPSP機能の開発を監督しました。 #NASAは圧力に敏感な塗装研究能力を進めます