Schlieren-Fotografie zeigt die Schockwelle eines Jets Überschall-Schock sichtbar gemacht - scinexx | Das Wissensmagazin
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Schlieren-Fotografie zeigt die Schockwelle eines Jets

Überschall-Schock sichtbar gemacht

Überschall-Schock sichtbar gemacht © Calcium-K Eclipse Background Oriented Schlieren (CaKEBOS) Team / NASA

Den typischen Knall eines Überschall-Flugzeugs haben viele schon einmal gehört. Aber wer weiß schon, wie die Schockwelle dieses Knalls aussieht? Genau diesen Überschall-Knall hat die NASA jetzt auf raffinierte Weise visualisiert. Die Forscher nutzten dafür eine 150 Jahre alte Fotografie-Technik, die die Schwankungen des Luftdrucks sichtbar macht.

Ein Überschall-Knall ereignet sich, wenn ein Flugzeug schneller fliegt als 1.236 Kilometer pro Stunde – und damit als die Schallgeschwindigkeit. Die von den Motoren und vom Flug erzeugten Schallwellen breiten sich nun nicht mehr in alle Richtungen aus, sondern gehen nur noch schräg nach hinten weg, weil sie das Flugzeug nicht mehr einholen können. Kommen diese Schallkegel an unserem Ohr an, hören wir einen Knall.

Schall ist jedoch nichts anderes ist als eine wellenförmige Schwankung des Luftdrucks – und bei der starken Schockwelle des Überschallknalls lassen sich diese sogar sichtbar machen. Forscher der NASA modifizierten die 150 Jahre alte Technik der Schlieren-Fotografie, um dies zu erreichen. Voraussetzung dafür ist eine helle oder gefleckte Lichtquelle im Hintergrund, wie beispielsweise die Sonne. Durch eine Speziallinse betrachtet erscheinen Turbulenzen in diesem Gegenlicht als ein Muster hellerer und dunklerer Stellen.

Für die Aufnahme dieser Überschall-Schockwelle nutzte die NASA die hell erleuchtete Mojave-Wüste als Hintergrund. Ein Flugzeug machte zuerst eine Aufnahme ohne den Jet im Bild. Dann wurde der mehrere hundert Meter unter dem Foto-Flugzeug fliegende Jet aufgenommen. Durch spezielle Computer-Algorithmen werden nun Differenzen beider ermittelt und in der resultierenden Aufnahme lässt sich das Muster der hellen und dunklen Wellen gut erkennen.

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