新的壓力敏感涂料（pressure-sensitivepaint，PSP）和成像技術(shù)，會(huì)幫助科學(xué)家更好地了解空氣動(dòng)力學(xué)，并設(shè)計(jì)出更先進(jìn)的飛行器。以下是位于美國田納西州的圖拉荷馬(Tullahoma）附近的阿諾德空軍基地進(jìn)行的飛行器測(cè)試：
1、肉眼看PSP
用肉眼看來，壓力敏感涂料（PSP）似乎毫無出奇的地方。但在短波光線下，通過特殊的相機(jī)捕捉它的身影，會(huì)發(fā)現(xiàn)它如運(yùn)動(dòng)的彩虹，變幻出各種色彩。美國阿諾德空軍基地的工程師正在給飛機(jī)模型噴上這種涂料。在經(jīng)過風(fēng)洞測(cè)試后，這架飛機(jī)模型上的涂料會(huì)用特殊的溶劑清除。
2、在“正確”的光源下
對(duì)飛機(jī)模型上進(jìn)行涂料、烘干之后，便會(huì)進(jìn)行風(fēng)洞測(cè)試。工程師啟動(dòng)短波光源——藍(lán)光和紫外光，它們會(huì)活化涂料中的于是，這架無尾飛機(jī)模型就呈現(xiàn)出圖中所示的顏色。盡管人類的肉眼無法捕捉到飛機(jī)發(fā)出的這種微妙的光芒，但通過特殊的照相機(jī)和計(jì)算機(jī)分析程序，我們可以看到這種變化。
3、承受壓力
在風(fēng)洞中模擬飛行環(huán)境時(shí)，飛機(jī)表面各個(gè)部位呈現(xiàn)的顏色，取決于這些點(diǎn)承受的不同的壓力。飛行會(huì)對(duì)空氣中的含氧量作出反應(yīng)——當(dāng)飛機(jī)的某一點(diǎn)承受較大壓力，或該處氧氣含量較高時(shí)，發(fā)出的光會(huì)比較微弱。借助計(jì)算機(jī)分析，科學(xué)家可以得到整個(gè)光頻的壓力分布圖。這幅飛機(jī)的五彩肖像，可以幫助科學(xué)家更好地研究空氣動(dòng)力學(xué)。
4、全彩F16
要獲得這樣一張數(shù)據(jù)翔實(shí)的飛機(jī)表面色彩圖，每一個(gè)區(qū)域，每一架照相機(jī)會(huì)拍攝兩張快照：一張是在沒有氣流的狀況下拍攝，另一張則是在風(fēng)洞試驗(yàn)的過程中拍攝。之后，計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)兩種狀態(tài)下飛機(jī)發(fā)光部位的比率進(jìn)行分析，并計(jì)算飛機(jī)承受的壓強(qiáng)。這張F(tuán)16戰(zhàn)斗機(jī)照片，是在PSP測(cè)試中完成的：紅色部分承受的壓力更高，而藍(lán)色處的壓力最低。
5、迷彩航天飛機(jī)
壓敏涂料（PSP）技術(shù)也適用于航天飛機(jī)模型的測(cè)試。WimRuyten是美國航空航天學(xué)會(huì)（theAmericanInstituteofAeronauticsandAstronautics）的工程師，在阿諾德空軍基地從事航天器三維模型建造。他表示，PSP測(cè)試對(duì)他的工作非常有幫助。
6、熱、更熱、最熱
和壓力敏感涂料（PSP）類似，熱敏涂料（temperature-sensitivepaint）可以用來測(cè)試飛行器的那個(gè)部分最吸熱。圖中是對(duì)NASA“獵戶座”乘員探索飛行器（OrionCrewExplorationVehicle）模型，工程師正在測(cè)試該飛行器的擋熱板能夠承受的熱應(yīng)力極限。
背景知識(shí)：
壓敏涂料：1992年美國研究出的一種新涂料，可用于飛機(jī)飛行期間準(zhǔn)確地測(cè)量飛機(jī)機(jī)翼、尾部和其他部位表面的局部壓力，以改進(jìn)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這種方法是在飛機(jī)的某些部位噴涂一種特殊的壓敏涂料，這種涂料在紫外光照射下發(fā)光，發(fā)光的程度與它的表面壓力成正比。在紫外光照射下拍攝的該飛機(jī)蒙皮的錄像帶或靜止圖像照片，能記錄下這種效應(yīng)。這種發(fā)光涂料是根據(jù)一種叫作氧淬火的工藝制造的新涂料使研究人員能繪制出一架飛機(jī)大面積蒙皮的壓力變化圖。
歡迎使用手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備訪問中考網(wǎng)，2023中考一路陪伴同行！>>點(diǎn)擊查看
