先进麦克风可从数百英里外探测湍流
次声波:人耳听不到的大气声音
大气中万物皆有声,但人耳仅能听到 20 Hz 以上声音。0.001-20 Hz 的次声波肉耳不闻,却蕴含关键信息。晴空湍流无云无可见特征,却有明确的次声波特征。NASA 兰利研究中心的 Qamar Shams 和 Allan Zuckerwar 意识到,若空管或飞行员能提前“听到”这些涡旋,即可规划替代航线。
专用次声麦克风的研发
普通麦克风无法捕捉次声,长波信号被高频声音淹没。研究者设计低张力大半径振膜配合大型密封气腔,使麦克风能接收远距离传播的超低频声波。该次声麦克风由 PCB Piezotronics 制造。
实测与应用前景
在兰利跑道周围等边三角布阵测试中,麦克风成功探测并定位 300 英里外的大气湍流。2017 年获 NASA 年度商业发明奖,经国防部地面测试、桑迪亚国家实验室验证。Stratodynamics 公司获许可后,将其搭载在平流层无人滑翔机 HiDRON 上,已升空超 10 万英尺。结合风探针,HiDRON 可远距离测量湍流强度,甚至探测热柱延长滞空。正在开发算法解析湍流特征强度与距离。
研究者期望该技术普及于湍流探测预报、空管决策及航路规划。
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