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大気圏内を音速移動する際に発生するのは衝撃波です。これは音速を突破したときに発生する圧力波のことを指すのですが、NASAは複数の機体が接近して飛行する際に発生する衝撃波がどのような互いにどのような影響を与えるのか世界初の研究を行ったと発表しています。

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現在の戦闘機や一部の爆撃機などは飛行速度を音速以上にまで軽々もっていけます。その音速を突破するときに発生するのが衝撃波という圧力波です。NASAのエイムズ研究センターの物理学者は、世界で初めて2機の機体が超音速飛行した際にどのように衝撃波が作用し合うのか、観測することに成功したと発表しました。

NASA Captures Supersonic Shock Interaction | NASA

こちらが公開された2つの資料です。
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こちらの資料は高度30,000フィート(約9.1km)で超音速を突破した瞬間を撮影したものです。撮影したのは最新のイメージングシステムを装備した航空機『B-200』で、目標機の2,000フィート(約610m)下に飛行させていたとのこと。それぞれ3機が正しい位置で飛行し、更に超音速飛行を開始しなければ撮影することができないという高度な飛行技術も要求されています。

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こちらは機体間隔をつめ編隊飛行で超音速突破の瞬間を撮影した画像です。写っているのは訓練機などで知られT-38でそれぞれの距離は30フィート(約9.1m)とのこと。

NASAによるとこれまで衝撃波がそれぞれの機体にどのような作用を与えるのか、また機体の排ガスがどのように衝撃波に作用するのかという研究は科学者の間でも関心が寄せられていたといいます。その研究として風洞を用いた小規模の実験は行われたことがあったものの、今回は実際の機体を用いて撮影することに成功したとしています。

この研究はここ最近、近未来の乗り物として再び注目されている超音速旅客機が商業用超音速飛行を地上上空でも可能にさせるための規制変更に必要なデータのひとつだとしています。現在アメリカでは軍用機以外の一般的な旅客機などは衝撃波による爆発音が地上に届くという理由から地上上空での超音速飛行そのものが禁止されています。これは過去に飛行していたコンコルドもその規制により速度が制限されていました。

▼コンコルドにより発生する衝撃波(15秒付近)

そのため、衝撃波が発生しにくい静かな超音速機開発に向けてこのような試験を行う必要があり、NASAでは謎が多い衝撃波の研究を進めることで将来の超音速旅客機開発に繋げようとしています。
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