捕捉燃燒：用於航空航天應用的高速相機

你有沒有想過當你點燃一根火柴、踩下油門踏板或將火箭發射到太空時會發生什麼？這些都是燃燒和推力的例子，這兩種引人入勝的現象發生在短短的幾分之一秒內。幸運的是，現代技術為我們提供了能夠以驚人的細節捕捉這些看不見的事件的高速相機。在這篇博文中，我們將探討科學家如何使用高速攝像機精確分析燃燒和推力。 

簡介：什麼是高速相機？

高速相機旨在捕捉人眼無法捕捉到的快速事件。這些事件可能包括火箭發動機點火、子彈穿透目標或水滴碰撞。高速攝像機應用於科研、工程、製造、娛樂等各個領域。 

高速相機通常具有高幀率，即每秒捕獲的圖像數量。捕獲的事件越快，幀速率就需要越高，以減慢事件的速度以便對其進行分析。例如，Chronos 高速相機已被用於觀察和研究火箭發射，例如與佛羅里達大學合作的馬斯滕空間系統發射。

高速相機在航空航天應用中的優勢

高速相機是分析航空航天推進系統性能的重要工具。通過以非常高的幀速率捕獲高質量圖像，他們可以提供有關這些系統中推力和燃燒行為的詳細信息。

除了提供有關推進系統性能的詳細數據外，高速攝像機還可用於研究航空航天工程的其他方面。例如，它們可用於研究機翼和機翼的空氣動力學特性，或檢查風和湍流對飛機結構的影響。

不同類型的高速相機及其應用

不同類型的高速相機在分析推力和燃燒方面有不同的應用。例如，單色 Chronos 相機的感光度在 740-16000 ISO 之間，適用於低光應用。而彩色 Chronos 相機的 ISO 介於 320-8000 之間。對於動態燃燒事件，外部照明通常不是問題，因為對象具有高照明度。在這些情況下，Chronos 相機可以忠實地捕捉到全彩色、高分辨率圖像的細節。

選擇用於航空分析的高速相機時的注意事項

進行氣動分析時，需要牢記幾個關鍵注意事項。首先是幀率。建議選擇每秒至少可以捕捉 1,000 幀的相機。第二個考慮因素是分辨率。分辨率越高，您在鏡頭中看到的細節就越多。對於航空分析，您需要一台提供各種幀速率和分辨率的相機以適應不同的事件。通常需要權衡幀速率和分辨率。最後，考慮價格。高速相機可能很貴，所以一定要選擇適合您預算的相機，例如 Chronos 高速相機，它在幀速率和分辨率方面提供市場上最實惠的相機。

如何使用高速相機進行推力和燃燒分析

在分析推力和燃燒時，高速攝像機是捕捉肉眼無法看到的數據的重要工具。通過以極高的幀速率進行記錄，這些攝像機可以提供有關快速移動物體和現象行為的詳細信息。

有多種方法可以使用高速相機進行推力和燃燒分析。一種常見的方法是記錄火箭發動機的排氣羽流，以研究燃燒過程中熱氣體的流動。該數據可用於優化未來發動機的設計。

使用高速相機的另一種方法是記錄超音速發動機排氣羽流中形成的衝擊鑽石。此信息可用於研究發動機的性能並識別潛在問題。

最後，高速相機也可用於捕捉燃燒過程中燃料液滴的圖像。這些圖像可用於研究燃燒過程並開發更高效的燃料混合物。

結論

高速相機徹底改變了工程師分析推力和燃燒的方式，使科學家能夠捕捉到以前很難觀察的事件圖像。從捕捉噴氣發動機到記錄內燃機中火焰的快速膨脹，高速攝像機使我們能夠以前所未有的方式深入了解航空航天燃燒的工作原理。通過使用這些強大的工具，我們可以從現有推進系統中釋放更高水平的效率和性能——為充滿更快、更高效的航空航天應用的未來鋪平道路。

Chronos 高速相機配合Gfai Tech所開發出的WaveCam，可以構成以ODS技術進行非接觸式振動量測，也是虎門所提供新一代振動聲學技術(軟體和硬體完全方案)，可以比傳統貼應變規方式更快速獲得結構振動特徵資訊。

分析拍攝影片取代傳統加速度計量測方法

WaveCam結合高速攝影機結構模態分析軟體

該軟體可搭配高速攝影機或具960 fps slow motion功能手機對結構進行影像錄製，再透過WaveCam軟體進行結構模態分析。