マイクが数百マイル離れた場所で乱気流を検出

スピンオフは、NASAの年次刊行物であり、NASAテクノロジーの商業化に成功しています。この商業化は、健康と医療、消費財、輸送、公共の安全、コンピューター技術、および環境資源の分野での製品とサービスの開発に貢献しています。

火山が鳴り響き、滝が墜落するなど、大気中のすべてが音を出すことができますが、その音には私たちの耳が知覚する以上のものがあります。赤外線が肉眼では見えない周波数で構成されているのと同じように、人間の耳には聞こえないほど低いピッチ（0.001〜20ヘルツ）で構成されている超低周波音と呼ばれるオーディオアナログがあります。

飛行中に時々発生する突然の乱気流は晴天乱気流と呼ばれ、混乱を警告する目に見える雲や大気の特徴がないため、このように名付けられました。乱気流の目に見えない空気がどこからともなく出てきて、航空機に大混乱をもたらす可能性があります。

視覚的には簡単に検出できませんが、晴天乱気流には明確な超低周波音の特徴があります。バージニア州ハンプトンにあるNASAのラングレー研究所の研究者QamarShamsとAllanZuckerwarは、飛行機が遭遇する前に航空管制官やパイロットがこれらの渦巻く渦に耳を傾けることができれば、別のルートを計画できることに気づきました。

彼らの実験は2007年に始まりましたが、最初のテストでは、既製のマイクだけをつかむことはできず、超低周波音で動作することを期待していることがわかりました。長波周波数は高周波音によって圧倒され、干渉を引き起こします。

ペアは、これらの低周波数を忠実に聞くことができる何かを開発し始めました。マイクは可動ダイアフラムを使用して、音波が表面を振動させるオーディオを拾います。研究者たちは、半径の広い低圧ダイアフラムとその背後にある大きな密閉された空気室を使用して、マイクが長距離を伝わるこれらの超低音波を聞くことができるようにしました。超低周波音マイクロフォンは、ニューヨーク州デピューのPCB Piezotronicsが、Langleyとの契約に基づいて製造しています。

センサーが完成すると、テストが始まりました。マイクがラングレーの滑走路の周りに等距離の三角形のパターンで配置されたとき、それらは300マイル以上離れた大気の乱気流を拾い上げて見つけることができました。

2017年までに、この技術はNASAの商業発明賞を受賞し、国防総省の現場でテストされ、サンディア国立研究所でその性能を検証するために調査されましたが、航空機には搭載されていませんでした。デラウェア州ストラトダイナミクスルイスからの乱気流検出への関心は、すぐにそれを変えるでしょう。

Stratodynamicsは、マイクロフォンシステムが飛行中の乱気流検出センサーとして大きな可能性を秘めていることを認識し、テクノロジーをテストする機会を探しました。 NASAから特許のライセンスを取得した後、同社はHiDRONと呼ばれる無人宇宙船にセンサーを実装し始めました。

Stratodynamicsは、気球で打ち上げられたHiDRONグライダーを100,000フィート以上の高さまで持ち上げ、そこからゆっくりと地球に戻ります。超低周波音マイクロフォンとウィンドプローブの助けを借りて、UAVは離れた場所でその経路の乱気流の強度を測定し、飛行機をより長く航行させ続けるために熱柱を検出する可能性があります。現在、乱流シグネチャの強度と範囲を理解するために必要なアルゴリズムを設計するために、さらに多くの作業が進行中です。

研究者たちは、超低周波音マイクロフォンによって提供されるデータが、乱気流の検出と予測、航空交通管制の意思決定、および航空ルート計画において遍在するようになることを望んでいます。

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