Faciliteit Focus:NASA Langley Research Center

De faciliteit die nu bekend staat als Langley Research Center, werd in 1917 opgericht onder de voorganger van NASA - het National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) - en was daarmee het eerste civiele luchtvaartlaboratorium in de Verenigde Staten. De bouw begon later dat jaar in de buurt van Hampton, VA in Langley Field.

In 1931 werd het werk voltooid aan wat toen 's werelds grootste windtunnel was met een 30 × 60-voet testgedeelte dat bekend staat als de Langley Full Scale Tunnel. De tunnel kon volledige vliegtuigen van volledige grootte uit die tijd bestuderen en speelde een belangrijke rol bij het opruimen van sleeponderzoeken voor bijna elk ontwerp van Amerikaanse jachtvliegtuigen in het tijdperk van de Tweede Wereldoorlog. De Full Scale Tunnel testte vervolgens de Mercury-ruimtecapsule, het maanlander-testvoertuig, F-16, concepten voor supersonische transporten en de spaceshuttle.

Langley's National Transonic Facility gebruikt vloeibare stikstof om de vluchtomstandigheden nauwkeuriger te modelleren en levert enkele van 's werelds meest nauwkeurige windtunnelgegevens. Sinds de tunnel begin jaren tachtig in gebruik werd genomen, heeft deze gegevens geleverd voor Boeing 777 en 767, de configuratie van de lancering van de spaceshuttle, concepten voor zakenjets en het systeem voor het afbreken van de lancering van Orion.

Toen NASA begon te worstelen met de uitdagingen om mensen in de ruimte te plaatsen, droeg Langley bij aan de inspanning. De Space Task Group, gevestigd in Langley tot een verhuizing naar Houston in de vroege jaren zestig, begon met het plannen van het vroege ruimteprogramma van de Verenigde Staten. Het personeel van Langley ontwierp de Lunar Landing Facility, een 250 x 400 voet lang truss-werkportaal met een maanlander die was opgehangen aan een bekabelingssysteem dat alles behalve 1/6 van het gewicht van de lander ondersteunde en werd gebruikt om alle Apollo-astronauten te trainen om op de maan te landen. Toen het Apollo-programma afliep, werd de faciliteit omgebouwd om geïnstrumenteerde full-size vliegtuigen en helikopters op te schorten, die werden vrijgegeven aan crashomstandigheden om de crashbestendigheid van vliegtuigen te verbeteren. Met de ontwikkeling van het Orion-concept werd de faciliteit gebruikt om de spanningen te begrijpen bij het landen van Orion eerst op de grond en met de toevoeging van een hydro-impactbassin, om een ​​waterlanding te begrijpen.

Halverwege de jaren zestig ontwierp Langley een Rendezvous and Docking Simulator om Gemini- en Apollo-astronauten te trainen. Het systeem hing een grote Gemini- en later Apollo-capsule op aan het plafond van de Langley Research Hangar. De simulator is inmiddels gedemonteerd maar het ophangsysteem blijft in het plafond van de hangar.

Langley ondersteunt vandaag NASA-doelen voor verkenning van de luchtvaart, wetenschap en ruimtetechnologie, met een verscheidenheid aan vluchtsimulators, windtunnels, laboratoria en computersoftware.

Luchtvaart

Of ze nu werken om supersonische commerciële vluchten van kust tot kust mogelijk te maken of om vliegtuigen veiliger, stiller en zuiniger te maken, de luchtvaartexperts van Langley begeleiden ideeën van de tekentafel naar de realiteit.

In samenwerking met de Federal Aviation Administration (FAA) voerden Langley-onderzoekers een test uit die experts zal helpen bij het beoordelen van de veiligheid van vliegtuigcrashes. Met het oog op het verminderen van het aantal dodelijke slachtoffers hebben onderzoekers een F-28 Fokker-transportvliegtuig op ware grootte gedropt bij Langley's Landing and Impact Research Facility om gegevens te genereren voor computermodellen die de crashbestendigheid meten. De gegevens zullen helpen bij het stellen van normen voor innovatieve vliegtuigen van morgen.

NASA bleef mogelijkheden openen voor toekomstige stille supersonische vluchten via zijn Low-Boom Flight Demonstration Mission. Voor deze missie deelt Langley de managementverantwoordelijkheid voor de ontwikkeling van het X-59 Quiet SuperSonic Technology-vliegtuig en leidt hij plannen om de reactie op het geluid van de X-59 in verschillende Amerikaanse gemeenschappen te evalueren, een stap in de richting van het opheffen van het huidige verbod op supersonische overlandvluchten.

Langley-onderzoekers hebben met succes het eXternal Vision System van de X-59 getest. Het vervangt een naar voren gericht cockpitraam door een combinatie van sensoren, camera's en computerschermen, waardoor de piloot een augmented-reality-weergave krijgt. Het zal klaar zijn voor de eerste vlucht van de X-59 die dit jaar gepland staat.

Langley test ook nieuwe efficiënte vliegtuigconcepten en bestudeert volledig elektrische technologieën om vliegen zowel schoner als stiller te maken. Met Boeing ontwierpen, bouwden en testten Langley-onderzoekers een transsoon truss-braced vleugelmodel dat zou kunnen leiden tot zuinigere vliegtuigen. Ze droegen ook bij aan ontwerpmethoden en analyses voor de X-57 Maxwell, het eerste volledig elektrische experimentele vliegtuig van NASA.

Met betaalbare elektrische drones die de markt overspoelen en bedrijven geld kanaliseren in concepten zoals luchttaxi's en autonome persoonlijke vliegtuigen, lijkt het erop dat een nieuw luchtvaarttijdperk aanbreekt. Veiligheidstools voor drones die in Langley zijn ontwikkeld, behandelen de praktische aspecten van onbemande vluchten:hoe u kunt voorkomen dat onbemande luchtvaartuigen (UAV's) vliegen waar ze niet zouden moeten vliegen, hoe u kunt voorkomen dat ze met elkaar in botsing komen en hoe u ze kunt helpen veilig te landen in een noodgeval .

Om te begrijpen hoe nieuwe luchtvoertuigen in steden zullen opereren, heeft een team van onderzoekers Langley Aerodrome No. 8 gecreëerd, een elektrisch vliegtuig dat opstijgt als een helikopter. Het onbemande voertuig, gemaakt met 3D-geprinte onderdelen, werd getest in Langley's 12-voet lage snelheid windtunnel. Naast autonomie verkent Langley een groot aantal andere kwesties die essentieel zijn voor nieuwe luchtvoertuigen:luchtverkeersbeheer, no-flyzones, communicatie- en geleidingssystemen, procedures voor veilig vliegen en geluidsonderdrukking.

Langley ontwikkelde ook twee nieuwe implementaties van akoestische voeringen voor het verminderen van vliegtuiggeluid, waarbij gebogen kanalen in krappe ruimtes kunnen worden uitgerust om geluidsreductie te bieden. De twee implementaties zijn flap side edge liners en landingsgestel deur liners voor ruisonderdrukking van het casco. Bij deze toepassingen is de akoestische voering in de eerste plaats ontworpen om het vliegtuiglawaai dat optreedt tijdens de landing te verminderen, waardoor vliegtuigen kunnen voldoen aan de steeds strengere geluidsbeperkingen op luchthavens.

Ruimte

Langley brengt actief vernieuwers, architecten, wetenschappers en ingenieurs samen om kleine ladingen snel en efficiënt de ruimte in te krijgen. Kleine satellieten (smallsats) — door NASA gedefinieerd als ruimtevaartuigen met een gewicht van 180 kilogram (397 pond) of minder — kunnen het bureau helpen de wetenschap en menselijke verkenning vooruit te helpen door nieuwe opties te bieden voor het verlagen van de kosten van ruimtemissies en het uitbreiden van de toegang tot de ruimte.

Shields-1, een demonstratie van stralingsbescherming, werd het eerste succesvolle vrijvliegende smallsat-project van Langley. Rijdend op een lancering in 2018 door Rocket Lab, schoot het in een baan samen met een reeks andere demonstraties en experimenten. Shields-1 heeft nieuw afschermingsmateriaal getest dat in Langley is ontwikkeld.

De krachtige Space Launch System-raket zal het begin zijn van baanbrekende NASA-missies. Het luchtwetenschappelijke team van Langley testte configuraties in de Unitary Plan Wind Tunnel van het centrum, de 14 × 22-voet Subsonic Tunnel en de National Transonic Facility-windtunnel.

NASA's succesvolle Ascent Abort-2-testvlucht was een belangrijke stap in de richting van de bescherming van de astronauten die binnenkort op missies naar de maan en op een dag naar Mars zullen gaan. Het Orion Launch Abort System-programma, beheerd in Langley, zorgt ervoor dat het abort-systeem indien nodig gereed is.

Ongeveer half zo groot als een computermuis, zal de Stereo Camera for Lunar Plume Surface Studies (SCALPSS) dit jaar naar de maan reizen als een nuttige lading aan boord van een Intuitive Machines Nova-C maanlander-ruimtevaartuig. Vier van de kleine camera's zullen NASA-onderzoekers laten zien wat er gebeurt onder een ruimtevaartuig dat op de maan landt. SCALPSS zal belangrijke gegevens leveren over de krater gevormd door de raketpluim van de lander terwijl deze zijn laatste afdaling maakt en landt op het oppervlak van de maan.

Gegevens van SCALPSS zullen computermodellen opleveren die latere landingen informeren. De SCALPSS-camera's, die rond de basis van de lander zullen worden geplaatst, zullen de kratervorming gaan volgen vanaf het precieze moment dat de hete motorpluim van een lander begint te interageren met het oppervlak van de maan. De camera's blijven foto's maken tot nadat de landing is voltooid. Die laatste stereobeelden, die worden opgeslagen op een kleine gegevensopslageenheid aan boord voordat ze naar de lander worden gestuurd voor downlink terug naar de aarde, zullen onderzoekers in staat stellen de uiteindelijke vorm en het volume van de krater te reconstrueren.

Langley geeft ook vorm aan technologieën voor robotconstructie in de ruimte, waardoor langere, verder weg gelegen missies mogelijk zijn. Het Lightweight Surface Manipulation System zal worden gebruikt door bedrijven die zijn geselecteerd om ladingen op de maan te landen. Via een reeks on-orbit onderhouds-, assemblage- en productieprojecten leren onderzoekers hoe ze robotica en autonomie kunnen gebruiken om infrastructuur op de maan en in de ruimte te bouwen.

LiDAR

Lichtdetectie en -bereik (LiDAR) is naar voren gekomen als een krachtig en veelzijdig hulpmiddel voor NASA. Langley ontwikkelde Flash LiDAR voor real-time terreinkartering en op synthetische visie gebaseerde navigatie. Om te profiteren van de informatie die inherent is aan een reeks 3D-beelden die zijn verkregen met videosnelheden, heeft Langley ook een ingebed beeldverwerkingsalgoritme ontwikkeld dat tegelijkertijd relatieve beweging kan corrigeren, verbeteren en afleiden door deze beeldreeks te verwerken tot een 3D-synthetisch beeld met hoge resolutie .

Traditionele LiDAR-scantechnieken genereren een afbeeldingsframe door een afbeelding met één laserpuls per pixel tegelijk te scannen, terwijl Flash LiDAR een afbeelding verkrijgt die veel lijkt op een gewone camera, waarbij een afbeelding wordt gegenereerd met behulp van een enkele laserpuls. De voordelen van Flash LiDAR maken autonome, op visie gebaseerde begeleiding en controle voor robotsystemen mogelijk.

Navigatie Doppler LiDAR (NDL) wordt overwogen om veilige en nauwkeurige landingen op planetaire lichamen te garanderen. NDL, dat nauwkeurig de snelheid en positie van het voertuig meet, zou NASA kunnen helpen om de eerste vrouw en de volgende man op de maan te laten landen.

Technologieën

• Remote, niet-invasieve, cardiale activiteitstracer (RENCAT) — Deze laservibrometersensor bewaakt hartactiviteiten op afstand en niet-invasief; in het bijzonder hartfuncties van cycli van openen en sluiten van klep/kamer (cardiale cycli). Het apparaat biedt nauwkeurige informatie over de grootte en timing buiten het hartgebied zonder interferentie door de kleding van de patiënt.

• Hydrofobe epoxycoating om de hechting van insecten te verminderen — Gefluoreerde alkyletherbevattende epoxy's dienen als een anti-insectencoating. De robuuste en duurzame coating is ontwikkeld om de efficiëntie van vliegtuigen te verbeteren, maar kan nuttig zijn in een verscheidenheid aan toepassingen waar vermindering van de aanhechting van insectenresten wenselijk is, zoals in de auto- en windenergie-industrie.

• Bliksembeperking en schadedetectie — De gepatenteerde SansEC-sensortechnologie is een bewezen draadloos detectieplatform dat in staat is om de elektrische impedantie van fysieke materie in de buurt van de sensor te meten op basis van een verandering in de resonantierespons. De sensor vertoont een unieke eigenschap om de blikseminslagstroom te verspreiden om bliksemschade te helpen verminderen. In een turbinebladtoepassing zal een reeks SansEC-sensoren het oppervlak van het composietblad bedekken, wat zowel bliksembeperking als schadedetectie biedt.

• Draadloze temperatuursensor zonder elektrische aansluitingen — Deze sensor heeft geen elektrische aansluiting nodig en is gebouwd op het SansEC-sensorplatform, dat profiteert van het meten van diëlektrische veranderingen. De sensor is schadebestendig, flexibel, nauwkeurig en goedkoop. Een veelbelovende toepassing is voor bandentemperatuursensoren.

• 3D-printerteststation — Er is een teststation ontwikkeld dat in staat is om in-situ materiaalafzetting en laaghechting te testen in een extrusie-additief fabricageproces. De technologie lost het probleem van het bewaken van de kwaliteit van onderdelen tijdens het 3D-printproces op. De nieuwigheid is dat het testen ter plaatse gebeurt terwijl het onderdeel wordt gebouwd.

• Draadloze sensor voor farmaceutische verpakkings- en bewakingstoepassingen — De SansEC-sensor kan worden gebruikt voor farmaceutische toepassingen zonder dat fysiek contact nodig is. Veel kenmerken van een container kunnen worden gecontroleerd, zoals vloeistof- of poederniveaus, temperatuur van de inhoud en veranderingen veroorzaakt door bederf. Sabotage kan ook worden gedetecteerd.

Technologieoverdracht

De technische kennis en gegevens van het Langley Research Center zijn beschikbaar voor licentiehouders voor commercialisering. Neem contact op met NASA's Licensing Concierge bij Agency- Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. U heeft Javascript nodig om het te kunnen zien. of bel 202-358-7432 om licentiebesprekingen te starten. Lees hier meer over NASA Langley .