探測湍流的次聲傳感器

在一架平流層無人滑翔機上，平流層動力學（Stratodynamics）公司對一種能遠距離探測潛在危險晴空紊流的傳感器進行了測試。該公司的目標是將NASA開發(fā)的次聲探測技術應用于商業(yè)航空、城市空中交通和無人機送貨領域。

探測系統(tǒng)基于一個低頻、低噪聲的麥克風，可探測到晴空紊流的次聲特征。由于湍流空氣中缺少水分，很難用肉眼或雷達進行探測。次聲的頻率在0.001Hz～20Hz之間，無法被人耳聽見。次聲可在大氣中傳播很長的距離，原因是聲波在地球表面和平流層之間反彈時，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探測機場的飛機尾跡渦，但現(xiàn)成的麥克風效果不佳，長波頻率易被高頻聲音所掩蓋。研究人員隨后設計了專門的駐極體電容麥克風，該麥克風可以檢測由聲波引起的膜片振動。次聲麥克風有一個大半徑的低張力振動膜，在其后方有一個大的密封氣室，使它能以高保真度檢測到低頻聲波。地面測試表明，該麥克風陣列可以探測到480km以外的紊流并確定其位置。

平流層動力學公司已獲得NASA的技術許可，將其用作飛行中湍流探測傳感器。為了測試該技術，系統(tǒng)已安裝在該公司的HiDRON平流層無人滑翔機上。在新墨西哥州美國太空港的飛行中，裝有麥克風的HiDRON被氣球帶到高空，然后釋放滑翔回地球。

平流層動力學公司業(yè)務開發(fā)主管尼克·克雷恩表示，當傳感器沿著飛行路徑移動時，類似于一個合成陣列。通過將其與一系列算法相結合，即可得出次聲源的位置。NASA表示，初步試驗顯示麥克風的性能良好，團隊能從機身上方氣流的環(huán)境噪聲中隔離出低頻聲波。

該公司還表示，本次使用NASA開發(fā)的次聲傳感器進行的飛行試驗還記錄到了來自其他飛機的聲音信號，因此該系統(tǒng)有望實現(xiàn)雙重目的：既能探測到湍流危害，也能探測到其他飛機。