Ein erstaunlicher Anblick ist ein Dampfkegel, der um ein Flugzeug herum erscheint, das mit Überschallgeschwindigkeit fliegt. Fakten und Fiktionen zur Aromatherapie: Wie Gerüche die Gesundheit der Menschen beeinflussen

Ein erstaunlicher Anblick ist ein Dampfkegel, der um ein Flugzeug herum erscheint, das mit Überschallgeschwindigkeit fliegt. Dieser erstaunliche Effekt ist als Prandtl-Glauert-Effekt bekannt. Was ist sein Wesen?

1. Entgegen der landläufigen Meinung tritt dieser Effekt nicht auf, wenn das Flugzeug die Schallmauer durchbricht. Der Prandtl-Gloert-Effekt wird auch oft mit Überschallknallen in Verbindung gebracht, was ebenfalls nicht stimmt. Flugzeugtriebwerke mit ultrahohem Bypass können diesen Effekt bei Startgeschwindigkeit erzeugen, da der Triebwerkseinlass einen niedrigen Druck hat und die Lüfterblätter selbst mit transsonischen Geschwindigkeiten arbeiten.

2. Der Grund für sein Auftreten ist, dass ein mit hoher Geschwindigkeit fliegendes Flugzeug vor sich einen Bereich mit hohem Luftdruck und dahinter einen Bereich mit niedrigem Luftdruck erzeugt. Nach dem Flug des Flugzeugs beginnt sich das Unterdruckgebiet mit Umgebungsluft zu füllen. In diesem Fall wird aufgrund der recht hohen Trägheit der Luftmassen zunächst das gesamte Tiefdruckgebiet mit Luft aus nahen, an das Tiefdruckgebiet angrenzenden Gebieten gefüllt.

3. Transsonische Geschwindigkeit unterscheidet sich von der Schallgeschwindigkeit. Die Schallmauer wird mit einer Geschwindigkeit von 1235 km/h überwunden. Die transsonische Geschwindigkeit liegt unter, über oder nahe der Schallgeschwindigkeit und kann zwischen 965 und 1448 km/h variieren. Daher kann dieser Effekt auftreten, wenn sich das Flugzeug mit einer Geschwindigkeit bewegt, die kleiner oder gleich der Schallgeschwindigkeit ist.

4. Und doch dreht sich alles um den Sound - davon hängt die "Sichtbarkeit" dieses Dampfkegels hinter dem Flugzeug ab. Die Form des Kegels wird durch die Schallkraft (im Fall von Flugzeugen) gebildet, die sich schneller ausbreitet als die von ihm erzeugten Schallwellen. Der Prandtl-Gloert-Effekt entsteht durch die Wellennatur von Klängen.

5. Stellen Sie sich wieder das Flugzeug als Quelle und den Schall als Wellenkamm vor. Diese Schallwellenkämme sind eine Reihe oder Hülle sich überlappender Kreise. Wenn sich die Wellen überlagern, entsteht eine Kegelform, deren Spitze die Schallquelle ist. Bisher unsichtbar.

6. Damit der Effekt für das menschliche Auge sichtbar wird, wird noch etwas benötigt – Feuchtigkeit. Wenn die Luftfeuchtigkeit hoch genug ist, kondensiert die Luft um den Kegel und bildet die Wolke, die wir sehen. Sobald sich der Luftdruck wieder normalisiert, verschwindet die Wolke. Der Effekt tritt fast immer bei Flugzeugen auf, die im Sommer über das Meer fliegen - die Kombination aus Wasser und Wärme erzeugt die richtige Luftfeuchtigkeit.

7. Hier kannst du einen weiteren Mythos zerstören. Einige glauben, dass der Prandtl-Gloert-Effekt als Ergebnis der Kraftstoffverbrennung auftritt.

8. Vielleicht kann man das verstehen, wenn man bedenkt, dass dieser Effekt ein Kondensstreifen ist, also eine unnatürliche Wolke, die aus kondensiertem Wasserdampf entsteht, der von Motorabgasen erzeugt wird. Sie sind jedoch nicht gleich. Der Wasserdampf ist bereits da – er ist bereits in der Luft, bevor das Flugzeug hindurchfliegt.

9. Der Luftdruck ist ebenfalls erwähnenswert. Wenn sich ein Flugzeug mit transsonischer Geschwindigkeit bewegt, wird der Luftdruck um es herum als N-Welle bezeichnet, denn wenn der Druck zeitabhängig ist, ist das Ergebnis wie der Buchstabe N.

10. Wenn wir die durch uns hindurchgehende Druckwelle verlangsamen könnten, würden wir die führende Kompressionskomponente sehen. Dies ist der Anfang von N. Der horizontale Stab tritt auf, wenn der Druck abfällt, und wenn der Normaldruck der Atmosphäre zum Endpunkt zurückkehrt, wird der Buchstabe N erzeugt.

11. Der Effekt ist nach zwei prominenten Wissenschaftlern benannt, die dieses Phänomen entdeckt haben. Ludwig Prandtl (1875 - 1953) war ein deutscher Wissenschaftler, der die Entwicklung der systematischen mathematischen Analyse in der Aerodynamik untersuchte. Herman Gloert (1892 - 1934) war ein britischer Aerodynamiker.

12. Ob Sie es glauben oder nicht, Sie können diesen Effekt selbst erzeugen. Sie brauchen nur zwei Dinge: einen Stick und einen Tag mit hoher Luftfeuchtigkeit. Wenn Sie die Peitsche wie Indiana Jones peitschen können, werden Sie einen ähnlichen Effekt sehen.

13. Es ist interessant, dass der Pilot eines modernen Überschallflugzeugs die „Überwindung“ der Schallmauer durch sein Flugzeug gut spürt: Beim Umschalten auf eine Überschallströmung sind ein „aerodynamischer Schock“ und charakteristische „Sprünge“ in der Steuerbarkeit zu spüren.

NACHRICHTEN IN FOTOS

Ludwig Prandtl (Deutscher Ludwig Prandtl, 4. Februar 1875, Freising - 15. August 1953, Göttingen) - Deutscher Physiker. Er leistete einen wesentlichen Beitrag zu den Grundlagen der Hydrodynamik und entwickelte die Theorie der Grenzschicht. Eines der Ähnlichkeitskriterien (Prandtl-Zahl) wurde ihm zu Ehren benannt, sowie ein hydroaerometrisches Gerät, das zu einem klassischen Luftdruckempfänger für viele Flugzeuge und Hubschrauber geworden ist (Prandtl-Röhre). 1900 verteidigte er seine Doktorarbeit an der Technischen Universität München. Er war Professor in Hannover und ab 1. September 1904 in Göttingen.

Ludwig Prandtl wurde in Freising bei München geboren. Da seine Mutter oft krank war, verbrachte der Junge viel Zeit mit seinem Vater, einem Ingenieurprofessor. Unter seinem Einfluss lernte er, die Natur zu beobachten und Beobachtungen zu reflektieren. 1894 trat Prandtl in die Technische Universität München ein und promovierte sechs Jahre später in Strömungsmechanik. Nach der Verteidigung seiner Dissertation arbeitete der junge Prandtl an der Verbesserung von Betriebseinrichtungen. 1901 erhielt Prandtl einen Ruf als Professor für Strömungsmechanik an die Technische Hochschule Hannover, die spätere Universität Hannover. Dort schrieb er seine Hauptwerke. 1904 veröffentlichte er ein grundlegendes Werk – Fluid Flow in Very Little Friction. In dieser Arbeit beschrieb er erstmals die Theorie der Grenzschicht und ihre Auswirkung auf Drag and Stall und lieferte damit eine Erklärung für das Phänomen des Stalling. Die von Prandtl vorgeschlagene Näherungstheorie der Grenzschicht ist heute weit verbreitet. Nach der Veröffentlichung dieser Arbeit wurde Prandtl ein Lehrstuhl an der Universität Göttingen angeboten. Im folgenden Jahrzehnt gründete Prandtl die stärkste Schule der Aerodynamik, auf deren Grundlage 1925 die Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft zur Erforschung von Flüssigkeits- und Gasströmungen gegründet wurde (heute Max-Planck-Gesellschaft). Prandtl setzte die von Frederick Lanchester 1902-1907 begonnene Forschung fort und schloss sich mit dem Physiker Albert Berz und dem Ingenieur Michael Munk zusammen, um die Auftriebskraft eines echten aerodynamischen Flügels mit mathematischen Werkzeugen zu untersuchen. Die Ergebnisse der Studie wurden 1918-1918 veröffentlicht und sind heute als Lanchester-Prandtl-Flügeltheorie bekannt. 1908 schlugen Prandtl und sein Schüler Theodor Mayer erstmals die Theorie einer Überschallstoßwelle vor. Auf Basis der Prandtl-Mayer-Strömung wurde 1909 in Göttingen der erste Überschall-Windkanal der Welt gebaut. 1929 schlug er zusammen mit Adolf Busemann ein Verfahren zur Konstruktion einer Überschalldüse vor. Derzeit werden alle Überschalldüsen und Windkanäle auf der Grundlage dieser Theorie konstruiert. Prandtls Schüler Theodor von Karman entwickelte die Theorie der Überschallströmung. 1922 gründeten Prandtl und der Mathematiker Richard Edler von Mises die GAMM (International Association of Applied Mathematics and Mechanics). Bis 1945 arbeitete Prandtl mit dem Reichsluftfahrtministerium zusammen. Unter seinen Arbeiten: Komprimieren einer Flüssigkeit unter superschnellem Strömungsregime - der Prandtl-Gloert-Effekt, Arbeiten zur Meteorologie und zur Elastizitätstheorie. Prandtl war bis zu seinem Tod am 15. August 1953 an der Universität Göttingen tätig. Er wird als Vater der modernen Aerodynamik bezeichnet.

Hermann Gloert (In der heimischen wissenschaftlichen und pädagogischen gasdynamischen Literatur wird fast ausschließlich die Form verwendet Glauert , 4. Oktober 1892, Aldershot - 6. August 1934, Sheffield) - britischer Wissenschaftler, Spezialist auf dem Gebiet der Aerodynamik, bis Dezember 1934 - wissenschaftlicher Direktor des Royal Aviation Centre in Farnborough, Mitglied der Royal Society of London.

Geboren in der Familie eines Industriellen - eines Auswanderers aus Deutschland, Louis Glauert. Er schloss sein Studium an der King Edward VII School mit Auszeichnung ab und studierte am Trinity College in Cambridge. Glauert ist bekannt für seine Arbeiten auf dem Gebiet der Aerodynamik, insbesondere veröffentlichte er 1928 als Erster ein Werk, das eine später als „Prandtl-Gloert-Formel“ bezeichnete Formel enthielt. Er starb 1934 auf tragische Weise, als er unter einen vom Wind ausgerissenen Baum fiel.

Prandtl-Gloert-Effekt

Ein erstaunlicher Anblick ist ein Dampfkegel, der um ein Flugzeug herum erscheint, das mit Überschallgeschwindigkeit fliegt.

Dieser erstaunliche Effekt, bekannt als Prandtl-Gloert-Effekt, bewirkt, dass sich die Augen weit öffnen und der Kiefer herunterfällt.

Aber was ist sein Wesen?

1. Entgegen der landläufigen Meinung tritt dieser Effekt nicht auf, wenn das Flugzeug die Schallmauer durchbricht. Der Prandtl-Gloert-Effekt wird auch oft mit Überschallknallen in Verbindung gebracht, was ebenfalls nicht stimmt.

Flugzeugtriebwerke mit ultrahohem Bypass können diesen Effekt bei Startgeschwindigkeit erzeugen, da der Triebwerkseinlass einen niedrigen Druck hat und die Lüfterblätter selbst mit transsonischen Geschwindigkeiten arbeiten.

2. Der Grund für sein Auftreten ist, dass ein mit hoher Geschwindigkeit fliegendes Flugzeug vor sich einen Bereich mit hohem Luftdruck und dahinter einen Bereich mit niedrigem Luftdruck erzeugt.

Nach dem Flug des Flugzeugs beginnt sich das Unterdruckgebiet mit Umgebungsluft zu füllen. In diesem Fall wird aufgrund der recht hohen Trägheit der Luftmassen zunächst das gesamte Tiefdruckgebiet mit Luft aus nahen, an das Tiefdruckgebiet angrenzenden Gebieten gefüllt.

3. Stellen Sie sich ein Objekt vor, das sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegt. Transsonische Geschwindigkeit unterscheidet sich von der Schallgeschwindigkeit. Die Schallmauer wird mit einer Geschwindigkeit von 1235 km/h überwunden.

Die transsonische Geschwindigkeit liegt unter, über oder nahe der Schallgeschwindigkeit und kann zwischen 965 und 1448 km/h variieren. Daher kann dieser Effekt auftreten, wenn sich das Flugzeug mit einer Geschwindigkeit bewegt, die kleiner oder gleich der Schallgeschwindigkeit ist.

4. Und doch dreht sich alles um den Sound - davon hängt die "Sichtbarkeit" dieses Dampfkegels hinter dem Flugzeug ab. Die Form des Kegels wird durch die Schallkraft (im Fall von Flugzeugen) gebildet, die sich schneller ausbreitet als die von ihm erzeugten Schallwellen. Der Prandtl-Gloert-Effekt entsteht durch die Wellennatur von Klängen.

5. Stellen Sie sich wieder das Flugzeug als Quelle und den Schall als Wellenkamm vor. Diese Schallwellenkämme sind eine Reihe oder Hülle sich überlappender Kreise. Wenn sich die Wellen überlagern, entsteht eine Kegelform, deren Spitze die Schallquelle ist. Bisher unsichtbar.

6. Damit der Effekt für das menschliche Auge sichtbar wird, wird noch etwas benötigt – Feuchtigkeit. Wenn die Luftfeuchtigkeit hoch genug ist, kondensiert die Luft um den Kegel und bildet die Wolke, die wir sehen. Sobald sich der Luftdruck wieder normalisiert, verschwindet die Wolke.

Der Effekt tritt fast immer bei Flugzeugen auf, die im Sommer über das Meer fliegen - die Kombination aus Wasser und Wärme erzeugt die richtige Luftfeuchtigkeit.

7. Hier kannst du einen weiteren Mythos zerstören. Einige glauben, dass der Prandtl-Gloert-Effekt als Ergebnis der Kraftstoffverbrennung auftritt.

8. Sie können wahrscheinlich verstehen, wenn Sie denken, dass dieser Effekt ein Kondensstreifen ist, dh eine unnatürliche Wolke, die aus kondensiertem Wasserdampf entsteht, der von Motorabgasen erzeugt wird. Sie sind jedoch nicht gleich. Der Wasserdampf ist bereits da – er ist bereits in der Luft, bevor das Flugzeug hindurchfliegt.

9. Der Luftdruck ist ebenfalls erwähnenswert. Wenn sich ein Flugzeug mit transsonischer Geschwindigkeit bewegt, wird der Luftdruck um es herum als N-Welle bezeichnet, denn wenn der Druck zeitabhängig ist, ist das Ergebnis wie der Buchstabe N.

10. Wenn wir die durch uns hindurchgehende Druckwelle verlangsamen könnten, würden wir die führende Kompressionskomponente sehen. Dies ist der Anfang von N. Der horizontale Stab tritt auf, wenn der Druck abfällt, und wenn der Normaldruck der Atmosphäre zum Endpunkt zurückkehrt, wird der Buchstabe N erzeugt.

11. Der Effekt ist nach zwei prominenten Wissenschaftlern benannt, die dieses Phänomen entdeckt haben. Ludwig Prandtl (1875 - 1953) war ein deutscher Wissenschaftler, der die Entwicklung der systematischen mathematischen Analyse in der Aerodynamik untersuchte. Herman Gloert (1892 - 1934) war ein britischer Aerodynamiker.

12. Ob Sie es glauben oder nicht, Sie können diesen Effekt selbst erzeugen. Sie brauchen nur zwei Dinge: einen Stick und einen Tag mit hoher Luftfeuchtigkeit. Wenn Sie die Peitsche wie Indiana Jones peitschen können, werden Sie einen ähnlichen Effekt sehen. Sie sollten es jedoch nicht zu Hause versuchen.

Su-35. Vortex bündelt optisch...

Heute ist der Artikel entspannend :-). Das Thema insgesamt ist natürlich ernst, denn in der Luftfahrt ist alles ernst :-) ... Aber generell würde ich es in die Rubrik allerlei Interessantes und Kurioses einordnen. Und deshalb wird es jede Menge Videos und Bilder geben :-).

Also ... Wir haben hier schon viel über verschiedene aerodynamische Prozesse diskutiert, über die Entstehung von Kräften, über die Bewegungen von Luftströmungen. Da hatte ich früher oft die Frage, ob es schön wäre, das alles irgendwie klarer zu sehen, oder zumindest indirekte Anzeichen dafür zu finden, was passiert ...

Zum Beispiel zieht ein Traktor ein großes Auto an einem schweren Kabel. Das Seil war gespannt wie eine Schnur. Das Auto gibt nach, kriecht … Hier ist sie, die Kraft im engen Seil, es fühlt sich großartig an. Aber das Flugzeug mit einem Gewicht von weniger als vierzig Tonnen und stark nach oben gerichteter Nase „knallte“ auf. Und wo ist diese Kraft :-)? Worin ist sie? Nein, nun, wir kennen bereits die Auftriebskraft, wenn sich der Flügel in der Luft bewegt. Sie wird, wie sie sagen, einen Elefanten auf eine Höhe heben (genauer gesagt, viele Elefanten :-)), aber es ist eine Sache zu wissen und eine ganz andere Sache zu sehen ...

Ich habe schon einmal (eigentlich nicht auf dieser Seite :-)) über meinen Armeekameraden geschrieben, der gerne Witze über das Flugzeug machte, in dem er diente: „Hören Sie, ich verstehe alles. Die Auftriebskraft ist da, die Aerodynamik und all das Zeug. Aber wie hält sich dieser Narr in der Luft? Das ist (ich wiederhole mich :-)) der Punkt ist, dass es immer noch interessant wäre, alles klarer zu sehen, was die Luft mit dem Flugzeug macht, und das wiederum mit der Luft. Das sieht man leider nicht direkt, aber indirekt ist es möglich, und wenn man weiß, worum es geht, dann wird alles ganz klar.

Wir können jedoch nicht einmal das Einfachste sehen, die Bewegung der Luft. Luft ist ein Gas, und dieses Gas ist durchsichtig, das sagt alles :-). Aber dennoch hatte die Natur ein wenig Mitleid mit uns und gab uns eine kleine Gelegenheit, die Situation zu verbessern. Und diese Möglichkeit besteht darin, ein transparentes Medium undurchsichtig oder zumindest farbig zu machen. Sprechen Sie auf intelligente Weise, visualisieren.

Was die Farbe betrifft - wir können es selbst machen (wenn auch nicht immer und nicht überall, aber wir können :-)), zum Beispiel verwenden . Und über die übliche Deckkraft, hier hilft uns die Natur selbst.

Am undurchsichtigsten sind Wolken, dh Feuchtigkeit, die aus der Luft kondensiert ist. Gerade dieser Kondensationsprozess lässt uns, wenn auch indirekt, aber doch recht deutlich, einige der Prozesse erkennen, die bei der Interaktion eines Flugzeugs mit der Luft ablaufen.

Ein bisschen über Kondensation. Wenn es auftritt, das heißt, wenn das Wasser in der Luft sichtbar wird. Wasserdampf kann sich bis zu einer bestimmten Höhe in der Luft ansammeln, genannt Sättigungsgrad. Das ist so etwas wie eine Kochsalzlösung in einem Glas Wasser :-). Das Salz in diesem Wasser löst sich nur bis zu einem bestimmten Grad auf, dann tritt eine Sättigung ein und die Auflösung stoppt. Als Kind habe ich das mehr als einmal versucht :-).

Der Sättigungsgrad der Atmosphäre mit Wasserdampf wird durch den Taupunkt bestimmt. Das ist die Lufttemperatur, bei der der darin enthaltene Wasserdampf gesättigt ist. Dieser Zustand (dh dieser Taupunkt) entspricht einem bestimmten konstanten Druck und einer bestimmten Feuchtigkeit.

Wenn es in einem Bereich einen Zustand der Übersättigung erreicht, das heißt, der Dampf wird für diese Bedingungen zu viel, dann tritt in diesem Bereich Kondensation auf. Das heißt, Wasser wird in Form von winzigen Tröpfchen (oder sofort Eiskristallen, wenn die Umgebungstemperatur sehr niedrig ist) freigesetzt und wird sichtbar. Genau das, was wir brauchen :-).

Dazu ist es notwendig, entweder die Wassermenge in der Atmosphäre zu erhöhen, also die Luftfeuchtigkeit zu erhöhen, oder die Temperatur der Umgebungsluft unter den Taupunkt zu senken. In beiden Fällen wird überschüssiger Dampf in Form von kondensierter Feuchtigkeit freigesetzt und wir sehen einen weißen Nebel (oder so ähnlich :-)).

Das heißt, wie bereits klar ist, kann dieser Prozess in der Atmosphäre stattfinden oder nicht. Es hängt alles von den örtlichen Gegebenheiten ab. Das heißt, dies erfordert eine Feuchtigkeit nicht unter einem bestimmten Wert, eine bestimmte Temperatur und einen entsprechenden Druck. Aber wenn all diese Bedingungen einander entsprechen, können wir manchmal ganz interessante Phänomene beobachten, aber der Reihe nach :-).

Das erste ist das Bekannte Kondensstreifen. Dieser Name kommt von dem meteorologischen Begriff Inversion (Coup), oder besser Temperaturinversion, wenn mit zunehmender Höhe die lokale Lufttemperatur nicht fällt, sondern steigt (es passiert :-)). Ein solches Phänomen kann zur Bildung von Nebel (oder Wolken) beitragen, ist jedoch für eine Flugzeugspur von Natur aus ungeeignet und wird als veraltet angesehen. Jetzt ist es besser zu sagen Kondensstreifen . Nun, das ist richtig, die Essenz hier liegt genau in der Kondensation.

Inversions- (Kondensations-) Spur. Fokker 100-Flugzeuge.

Die aus Flugzeugtriebwerken austretende Gaswolke enthält genügend Feuchtigkeit, um den lokalen Taupunkt in der Luft direkt hinter den Triebwerken anzuheben. Und wenn sie höher als die Umgebungstemperatur wird, tritt beim Kühlen Kondensation auf. Es wird durch das Vorhandensein von sogenannten erleichtert Kondensationszentren, um die sich Feuchtigkeit aus übersättigter (instabiler, könnte man sagen) Luft konzentriert. Diese Zentren sind Rußpartikel oder unverbrannter Kraftstoff, die aus dem Motor fliegen.

Flugzeuge fliegen in unterschiedlichen Höhen. Die Bedingungen der Atmosphäre sind unterschiedlich, also befindet sich hinter dem einen ein Kondensstreifen, aber nicht hinter dem anderen.

Wenn die Umgebungstemperatur niedrig genug ist (unter 30-40 ° C), tritt die sogenannte Sublimation auf. Das heißt, Dampf, der die flüssige Phase umgeht, verwandelt sich sofort in Eiskristalle. Abhängig von den atmosphärischen Bedingungen und der Interaktion mit dem Kielwasser hinter dem Flugzeug, Kondensstreifen (Kondensstreifen). kann verschiedene, manchmal ziemlich bizarre Formen annehmen.

Das Video zeigt Bildung Kondensstreifen (Kondensation) Spur, gefilmt aus dem hinteren Cockpit des Flugzeugs (es scheint eine TU-16 zu sein, obwohl ich mir nicht sicher bin). Die Stämme des Heckfeuersystems (Kanonen) sind sichtbar.

Das zweite, was zu sagen ist, ist Wirbelbündel. Es war ihnen gewidmet und was sie betrifft. Dieses Phänomen ist ernst, steht in direktem Zusammenhang und wäre natürlich irgendwie schön visualisieren. Einiges davon haben wir schon gesehen. Ich beziehe mich auf das Video, das in dem Artikel gezeigt wird, auf den verwiesen wird, der die Verwendung von Rauch auf einer Bodeninstallation zeigt.

Dasselbe kann jedoch in der Luft durchgeführt werden. Und erhalten Sie gleichzeitig erstaunliche spektakuläre Ausblicke. Tatsache ist, dass viele Militärflugzeuge, insbesondere schwere Bomber, Transporter sowie Hubschrauber, die sogenannten an Bord haben passive Schutzmittel. Dies zum Beispiel falsche thermische Ziele (LTTs).

Viele Kampfflugkörper sind in der Lage, ein Flugzeug (sowohl Boden-Luft- als auch Luft-Luft-) anzugreifen Infrarot-Peilköpfe. Das heißt, sie reagieren auf Hitze. Meistens ist dies die Hitze des Flugzeugtriebwerks. LTCs haben also eine Temperatur, die viel höher ist als die Temperatur des Triebwerks, und die Rakete weicht während ihrer Bewegung von diesem falschen Ziel ab, während das Flugzeug (oder der Hubschrauber) intakt bleibt.

Aber das ist so, für einen allgemeinen Bekannten :-). Die Hauptsache hier ist, dass LTCs in großer Zahl zurückgeschossen werden und jeder von ihnen (der eine Miniaturrakete darstellt) eine Rauchfahne hinterlässt. Und siehe, viele dieser Spuren vereinigen sich und winden sich zu Wirbelbündel, visualisiere sie und erschaffe manchmal wahnsinnig schöne Bilder :-). Einer der bekanntesten ist "Smoky Angel". Es wurde vom LTC eines Boeing C-17 Globemaster III-Transportflugzeugs abgefeuert.

Boeing C-17 Globemaster III-Transporter.

"Smoky Angel" in seiner ganzen Pracht :-).

Fairerweise muss gesagt werden, dass andere Flugzeuge auch gute Künstler sind 🙂 …

Hubschrauber-LTC-Betrieb. Der Rauch zeigt die Bildung von Wirbeln.

Jedoch, Wirbelbündel kann ohne die Verwendung von Rauch gesehen werden. Auch hier hilft uns die Kondensation atmosphärischer Dämpfe. Wie wir bereits wissen, erfährt die Luft im Bündel eine Rotationsbewegung und bewegt sich dadurch von der Mitte des Bündels zu seiner Peripherie. Dadurch dehnt sich die Temperatur in der Mitte des Bündels aus und sinkt, und bei ausreichend hoher Luftfeuchtigkeit können Bedingungen für die Kondensation von Feuchtigkeit geschaffen werden. Dann können wir die Wirbelbündel mit eigenen Augen sehen. Diese Möglichkeit hängt sowohl von atmosphärischen Bedingungen als auch von den Parametern des Flugzeugs selbst ab.

Kondensation im Wirbelseil der Flügelmechanik.

Wirbelbündel und Tiefdruckgebiet über dem Flügel.

Und je größer die Anstellwinkel sind, in denen das Flugzeug fliegt, desto Wirbelbündel sind intensiver und ihre Visualisierung aufgrund von Kondensation ist wahrscheinlicher. Dies ist besonders charakteristisch für manövrierfähige Jäger und zeigt sich auch gut bei ausgefahrenen Landeklappen.

Übrigens, genau die gleichen atmosphärischen Bedingungen ermöglichen es, die Wirbelbündel zu sehen, die sich an den Enden der Blätter (die in diesem Fall die gleichen Flügel sind) der Turboprop- oder Kolbentriebwerke einiger Flugzeuge bilden. Es ist auch ein ziemlich beeindruckendes Bild 🙂 .

Wirbel an den Enden der Schaufeln von Propellermotoren. Flugzeug DehavillandCC-115Buffalo.

Flugzeug Luftwaffe Transall С-160D. Wirbel an den Enden der Propellerblätter von Triebwerken.

Kondensation in Wirbelbündeln an den Enden der Propellerblätter. Flugzeugglocke Boeing V-22 Osprey.

Von den oben genannten Videos ist ein Video mit Yak-52-Flugzeugen typisch. Es regnet offensichtlich und die Luftfeuchtigkeit ist dementsprechend hoch.

Oft kommt es zu einer Wechselwirkung von Wirbelbündeln mit Inversions- (Kondensations-) Spur, und dann können die Bilder ziemlich skurril werden :-).

Jetzt das nächste. Ich habe das schon früher erwähnt, aber es ist keine Sünde, es noch einmal zu sagen. . Wie mein immer denkwürdiger Kamerad scherzen würde: „Wo ist sie?! Wer hat sie gesehen? Ja, im Allgemeinen niemand :-). Aber eine indirekte Bestätigung ist immer noch zu sehen.

Kämpfer F-15. Saugen Sie auf der Oberseite des Flügels ab.

SU-35. Prandtl-Gloert-Effekt, Darstellung der Auftriebskraft.

Wirbelbündel und Kondensation in der Tiefdruckzone am Flügel. Flugzeug EA-6B Prowler.

Meistens wird diese Gelegenheit bei einer Art Flugschau geboten. Flugzeuge, die verschiedene, ziemlich extreme Entwicklungen durchführen, arbeiten natürlich mit großen Auftriebsmengen, die auf ihren Tragflächen erzeugt werden.
Aber eine große Auftriebskraft bedeutet meistens einen großen Druckabfall (und damit Temperaturabfall) im Bereich über dem Flügel, was, wie wir bereits wissen, unter bestimmten Bedingungen zur Kondensation von atmosphärischem Wasserdampf führen kann, und dann werden wir es selbst sehen dass die Bedingungen für die Erzeugung von Auftriebskraft :-)….

Um zu veranschaulichen, was über Wirbelbündel und Auftrieb gesagt wurde, gibt es ein gutes Video:

Im folgenden Video werden diese Vorgänge während der Landung aus der Passagierkabine des Flugzeugs gefilmt:

Allerdings muss fairerweise gesagt werden, dass dieses Phänomen in visueller Hinsicht mit kombiniert werden kann Wirkung Prandtl-Glört (in der Tat ist dies im Allgemeinen er). Der Name ist gruselig :-), aber das Prinzip ist das gleiche, und der visuelle Effekt ist beachtlich :-)…

Die Essenz dieses Phänomens liegt in der Tatsache, dass sich hinter einem Flugzeug (meistens einem Flugzeug) eine Wolke aus kondensiertem Wasserdampf bilden kann, das sich mit hoher Geschwindigkeit (ziemlich nahe der Schallgeschwindigkeit) bewegt.

Kämpfer F-18 Super Hornet. Prandtl-Gloert-Effekt.

Dies geschieht aufgrund der Tatsache, dass das Flugzeug, wenn es sich bewegt, die Luft davor zu bewegen scheint und dadurch einen Bereich mit erhöhtem Druck davor und einen Bereich mit verringertem Druck dahinter erzeugt. Nach dem Flug beginnt die Luft, diesen Bereich mit Unterdruck aus dem nahen Raum zu füllen, und somit nimmt in diesem Raum ihr Volumen zu und die Temperatur sinkt. Und wenn gleichzeitig genügend Luftfeuchtigkeit vorhanden ist und die Temperatur unter den Taupunkt sinkt, kondensiert Dampf und es entsteht eine kleine Wolke.

Es besteht in der Regel nur für kurze Zeit. Beim Druckausgleich steigt die lokale Temperatur und die kondensierte Feuchtigkeit verdunstet wieder.

Wenn eine solche Wolke auftaucht, sagen sie oft, dass das Flugzeug die Schallmauer passiert, dh es schaltet auf Überschall um. Tatsächlich ist dies nicht wahr. Prandtl-Gloert-Effekt, das heißt, die Möglichkeit der Kondensation hängt von der Luftfeuchtigkeit und ihrer lokalen Temperatur sowie von der Geschwindigkeit des Flugzeugs ab. Meistens ist dieses Phänomen typisch für transsonische Geschwindigkeiten (mit relativ niedriger Luftfeuchtigkeit), aber es kann auch bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten mit hoher Luftfeuchtigkeit und in geringen Höhen, insbesondere über der Wasseroberfläche, auftreten.

Die flache Kegelform, die Kondensationswolken oft haben, wenn sie sich mit hohen Geschwindigkeiten bewegen, wird jedoch oft durch das Vorhandensein sogenannter lokaler Wolken erhalten Stoßwellen entstehen bei hohen Nah- und Überschallgeschwindigkeiten. Aber dazu mehr in einem anderen, "kurzen Rast"-Artikel :-) ...

Ich kann auch nicht umhin, an meine Lieblings-Turbojet-Triebwerke zu denken. Kondensation und hier können Sie etwas Interessantes sehen. Wenn der Motor bei hohen Drehzahlen und ausreichender Luftfeuchtigkeit am Boden läuft, sieht man "Luft am Motoreinlass" :-). Natürlich nicht wirklich. Es ist nur so, dass der Motor intensiv Luft ansaugt und am Einlass aufgrund eines Temperaturabfalls ein gewisser Unterdruck entsteht, wodurch Wasserdampf kondensiert.

Darüber hinaus gibt es oft Wirbelbündel, da die Zuluft durch das Laufrad des Verdichters (Lüfter) verwirbelt wird. Im Tourniquet kondensiert aus uns bereits bekannten Gründen auch Feuchtigkeit und wird sichtbar. Alle diese Prozesse sind auf dem Video gut sichtbar.

Nun, zum Schluss werde ich noch ein meiner Meinung nach sehr interessantes Beispiel geben. Es ist nicht mehr mit der Kondensation von Dampf verbunden und wir brauchen hier keinen farbigen Rauch :-). Aber auch ohne diese veranschaulicht die Natur ihre Gesetzmäßigkeiten deutlich.

Wir alle haben immer wieder beobachtet, wie zahlreiche Vogelschwärme im Herbst in den Süden ziehen und im Frühjahr wieder in ihre Heimat zurückkehren. Gleichzeitig fliegen große schwere Vögel wie Gänse (ich spreche nicht von Schwänen) normalerweise in einer interessanten Formation, einem Keil. Der Anführer geht nach vorne, und der Rest der Vögel weicht entlang der schrägen Linie nach rechts und links aus. Außerdem fliegt jeder nachfolgende nach rechts (oder nach links) vor dem fliegenden. Haben Sie sich jemals gefragt, warum sie so fliegen, wie sie es tun?

Es stellt sich heraus, dass dies direkt mit unserem Thema zusammenhängt. Ein Vogel ist auch eine Art Flugzeug :-), und hinter seinen Flügeln sind sie ungefähr gleich geformt Wirbelschnüre, sowie hinter der Tragfläche des Flugzeugs. Sie drehen sich auch (die horizontale Rotationsachse geht durch die Enden der Flügel), wobei die Rotationsrichtung hinter dem Körper des Vogels nach unten und hinter den Enden seiner Flügel nach oben verläuft.

Das heißt, es stellt sich heraus, dass ein Vogel, der hinten und rechts (nach links) fliegt, in die Rotationsbewegung der Luft nach oben fällt. Diese Luft stützt sie gewissermaßen und es fällt ihr leichter, oben zu bleiben. Sie verbraucht weniger Energie. Dies ist sehr wichtig für Herden, die lange Strecken zurücklegen. Vögel ermüden weniger und können weiter fliegen. Nur Führungskräfte haben keine solche Unterstützung. Und deshalb ändern sie sich regelmäßig und werden zum Ende des Ruhekeils.

Kanadagänse werden oft als Vorbild für diese Art von Verhalten genannt. Es wird angenommen, dass sie auf diese Weise bei Langstreckenflügen „im Team“ bis zu 70 % ihrer Kräfte einsparen und die Effizienz von Flügen erheblich steigern.

Dies ist eine weitere Möglichkeit der indirekten, aber recht visuellen Visualisierung aerodynamischer Prozesse.

Unsere Natur ist ziemlich kompliziert und sehr zweckmäßig eingerichtet und erinnert uns periodisch daran. Eine Person kann dies nur nicht vergessen und von ihr die große Erfahrung lernen, die sie großzügig mit uns teilt. Die Hauptsache hier ist, es einfach nicht zu übertreiben und keinen Schaden anzurichten ...

Bis wir uns wiedersehen, und zum Schluss noch ein kleines Video über kanadische Gänse :-).

Fotos sind anklickbar.

Ein erstaunlicher Anblick ist ein Dampfkegel, der um ein Flugzeug herum erscheint, das mit Überschallgeschwindigkeit fliegt. Dieser erstaunliche Effekt, bekannt als Prandtl-Gloert-Effekt, bewirkt, dass sich die Augen weit öffnen und der Kiefer herunterfällt. Aber was ist sein Wesen?

(Insgesamt 12 Fotos)

1. Entgegen der landläufigen Meinung tritt dieser Effekt nicht auf, wenn das Flugzeug die Schallmauer durchbricht. Der Prandtl-Gloert-Effekt wird auch oft mit Überschallknallen in Verbindung gebracht, was ebenfalls nicht stimmt. Flugzeugtriebwerke mit ultrahohem Bypass können diesen Effekt bei Startgeschwindigkeit erzeugen, da der Triebwerkseinlass einen niedrigen Druck hat und die Lüfterblätter selbst mit transsonischen Geschwindigkeiten arbeiten.

2. Der Grund für sein Auftreten ist, dass ein mit hoher Geschwindigkeit fliegendes Flugzeug vor sich einen Bereich mit hohem Luftdruck und dahinter einen Bereich mit niedrigem Luftdruck erzeugt. Nach dem Flug des Flugzeugs beginnt sich das Unterdruckgebiet mit Umgebungsluft zu füllen. In diesem Fall wird aufgrund der recht hohen Trägheit der Luftmassen zunächst das gesamte Tiefdruckgebiet mit Luft aus nahen, an das Tiefdruckgebiet angrenzenden Gebieten gefüllt.

3. Stellen Sie sich ein Objekt vor, das sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegt. Transsonische Geschwindigkeit unterscheidet sich von der Schallgeschwindigkeit. Die Schallmauer wird mit einer Geschwindigkeit von 1235 km/h überwunden. Die transsonische Geschwindigkeit liegt unter, über oder nahe der Schallgeschwindigkeit und kann zwischen 965 und 1448 km/h variieren. Daher kann dieser Effekt auftreten, wenn sich das Flugzeug mit einer Geschwindigkeit bewegt, die kleiner oder gleich der Schallgeschwindigkeit ist.

4. Und doch dreht sich alles um den Sound - davon hängt die "Sichtbarkeit" dieses Dampfkegels hinter dem Flugzeug ab. Die Form des Kegels wird durch die Schallkraft (im Fall von Flugzeugen) gebildet, die sich schneller ausbreitet als die von ihm erzeugten Schallwellen. Der Prandtl-Gloert-Effekt entsteht durch die Wellennatur von Klängen.

5. Stellen Sie sich wieder das Flugzeug als Quelle und den Schall als Wellenkamm vor. Diese Schallwellenkämme sind eine Reihe oder Hülle sich überlappender Kreise. Wenn sich die Wellen überlagern, entsteht eine Kegelform, deren Spitze die Schallquelle ist. Bisher unsichtbar.

6. Damit der Effekt für das menschliche Auge sichtbar wird, wird noch etwas benötigt – Feuchtigkeit. Wenn die Luftfeuchtigkeit hoch genug ist, kondensiert die Luft um den Kegel und bildet die Wolke, die wir sehen. Sobald sich der Luftdruck wieder normalisiert, verschwindet die Wolke. Der Effekt tritt fast immer bei Flugzeugen auf, die im Sommer über das Meer fliegen - die Kombination aus Wasser und Wärme erzeugt die richtige Luftfeuchtigkeit.

7. Hier kannst du einen anderen zerstören. Einige glauben, dass der Prandtl-Gloert-Effekt als Ergebnis der Kraftstoffverbrennung auftritt.

8. Sie können wahrscheinlich verstehen, wenn Sie denken, dass dieser Effekt ein Kondensstreifen ist, dh eine unnatürliche Wolke, die aus kondensiertem Wasserdampf entsteht, der von Motorabgasen erzeugt wird. Sie sind jedoch nicht gleich. Der Wasserdampf ist bereits da – er ist bereits in der Luft, bevor das Flugzeug hindurchfliegt.

9. Der Luftdruck ist ebenfalls erwähnenswert. Wenn sich ein Flugzeug mit transsonischer Geschwindigkeit bewegt, wird der Luftdruck um es herum als N-Welle bezeichnet, denn wenn der Druck zeitabhängig ist, ist das Ergebnis wie der Buchstabe N.

10. Wenn wir die durch uns hindurchgehende Druckwelle verlangsamen könnten, würden wir die führende Kompressionskomponente sehen. Dies ist der Anfang von N. Der horizontale Stab tritt auf, wenn der Druck abfällt, und wenn der Normaldruck der Atmosphäre zum Endpunkt zurückkehrt, wird der Buchstabe N erzeugt.

11. Der Effekt ist nach zwei prominenten Wissenschaftlern benannt, die dieses Phänomen entdeckt haben. Ludwig Prandtl (1875 – 1953) war ein deutscher Wissenschaftler, der die Entwicklung der systematischen mathematischen Analyse in der Aerodynamik untersuchte. Herman Gloert (1892 – 1934) war ein britischer Aerodynamiker.

12. Ob Sie es glauben oder nicht, Sie können diesen Effekt selbst erzeugen. Sie brauchen nur zwei Dinge: einen Stick und einen Tag mit hoher Luftfeuchtigkeit. Wenn Sie die Peitsche wie Indiana Jones peitschen können, werden Sie einen ähnlichen Effekt sehen. Sie sollten es jedoch nicht zu Hause versuchen.

Eindrucksvolle Fotos von Düsenjägern in einem dichten Wasserdampfkegel werden oft als Flugzeuge bezeichnet, die die Schallmauer durchbrechen. Aber das ist ein Fehler. Wir werden über die wahre Ursache des Phänomens sprechen.

Dieses spektakuläre Phänomen wurde immer wieder von Fotografen und Videofilmern festgehalten. Ein Militärflugzeug fliegt mit hoher Geschwindigkeit, mehreren hundert Kilometern pro Stunde, über die Erde.

Wenn der Jäger beschleunigt, beginnt sich um ihn herum ein dichter Kondensationskegel zu bilden; Es scheint, dass sich das Flugzeug in einer kompakten Wolke befindet.

Spannende Fantasy-Bildunterschriften unter solchen Fotografien behaupten oft, dass wir vor uns einen visuellen Beweis für einen Überschallknall haben, wenn das Flugzeug Überschallgeschwindigkeit erreicht.

Tatsächlich ist dies nicht wahr. Wir beobachten den sogenannten Prandtl-Gloert-Effekt – ein physikalisches Phänomen, das auftritt, wenn sich ein Flugzeug der Schallgeschwindigkeit nähert. Das hat nichts mit dem Durchbrechen der Schallmauer zu tun.

Mit der Entwicklung der Flugzeugindustrie wurden die aerodynamischen Formen immer stromlinienförmiger und die Geschwindigkeit der Flugzeuge stetig erhöht - Flugzeuge begannen, mit der Luft um sie herum Dinge zu tun, die ihre langsameren und sperrigeren Vorgänger nicht konnten.

Die mysteriösen Schockwellen, die sich um tieffliegende Flugzeuge bilden, wenn sie sich der Schallgeschwindigkeit nähern und dann die Schallmauer durchbrechen, deuten darauf hin, dass sich die Luft bei solchen Geschwindigkeiten auf sehr seltsame Weise verhält.

Was sind also diese mysteriösen Kondensatwolken?

Der Prandtl-Gloert-Effekt ist am ausgeprägtesten, wenn in einer warmen, feuchten Atmosphäre geflogen wird.

Laut Rod Irvine, Vorsitzender der Aerodynamics Group bei der Royal Aeronautics Society, gehen die Bedingungen, unter denen der Dampfkegel auftritt, unmittelbar einem Flugzeug voraus, das die Schallmauer durchbricht. Dieses Phänomen wird jedoch normalerweise bei Geschwindigkeiten fotografiert, die etwas unter der Schallgeschwindigkeit liegen.

Luftschichten an der Oberfläche sind dichter als die Atmosphäre in großen Höhen. Beim Fliegen in geringer Höhe kommt es zu erhöhter Reibung und Luftwiderstand.

Piloten ist es übrigens verboten, die Schallmauer über Land zu durchbrechen. „Man kann mit Überschallgeschwindigkeit über den Ozean fahren, aber nicht über eine feste Oberfläche“, erklärt Irwin, „dieser Umstand war übrigens ein Problem für das Überschall-Passagierschiff Concorde – das Verbot wurde erst nach der Inbetriebnahme eingeführt, und das Besatzung durfte Überschallgeschwindigkeit nur über der Wasseroberfläche entwickeln".

Darüber hinaus ist es äußerst schwierig, einen Überschallknall visuell zu registrieren, wenn ein Flugzeug Überschallgeschwindigkeit erreicht. Mit bloßem Auge ist es nicht zu sehen – nur mit Hilfe spezieller Ausrüstung.

Um in Windkanälen mit Überschallgeschwindigkeit geblasene Modelle zu fotografieren, werden normalerweise spezielle Spiegel verwendet, um den Unterschied in der Lichtreflexion zu erkennen, der durch die Bildung einer Stoßwelle verursacht wird.

Wenn der Luftdruck sinkt, sinkt die Temperatur der Luft und die darin enthaltene Feuchtigkeit wird zu Kondensat.

Durch die sogenannte Schlierenmethode (oder Toepler-Methode) gewonnene Fotografien werden verwendet, um Stoßwellen (oder, wie sie auch Stoßwellen genannt werden) sichtbar zu machen, die sich um das Modell herum bilden.

Beim Blowdown entstehen keine Kondensatkegel um die Modelle herum, da die in den Windkanälen verwendete Luft vorgetrocknet wird.

Die Wasserdampfkegel sind mit Stoßwellen verbunden (und es gibt mehrere davon), die sich um das Flugzeug herum bilden, wenn es an Geschwindigkeit gewinnt.

Nähert sich die Geschwindigkeit eines Flugzeugs der Schallgeschwindigkeit (ca. 1234 km/h auf Meereshöhe), kommt es in der umströmenden Luft zu einem lokalen Druck- und Temperaturunterschied.

Dadurch verliert die Luft ihre Fähigkeit, Feuchtigkeit zu speichern, und es bildet sich Kondenswasser in Form eines Kegels, wie in diesem Video:

„Der sichtbare Dampfkegel wird durch eine Stoßwelle verursacht, die einen Druck- und Temperaturunterschied um das Flugzeug herum erzeugt“, sagt Irwin.

Viele der besten Fotos des Phänomens zeigen Flugzeuge der US Navy – kein Wunder, wenn man bedenkt, dass warme, feuchte Luft nahe der Meeresoberfläche dazu neigt, den Prandtl-Gloert-Effekt stärker hervorzuheben.

Solche Stunts werden oft von F/A-18 Hornet-Jagdbombern durchgeführt, dem wichtigsten trägergestützten Typ der amerikanischen Marinefliegerei.

Die Schockwelle am Ausgang des Flugzeugs zum Überschall ist mit bloßem Auge schwer zu erkennen

Dieselben Kampffahrzeuge werden von Mitgliedern des Kunstflugteams der US Navy Blue Angels eingesetzt, die meisterhaft Manöver ausführen, bei denen sich eine Kondensationswolke um das Flugzeug bildet.

Aufgrund der spektakulären Natur des Phänomens wird es oft zur Popularisierung der Marinefliegerei verwendet. Piloten manövrieren bewusst über dem Meer, wo die Bedingungen für das Auftreten des Prandtl-Gloert-Effekts am optimalsten sind, und professionelle Marinefotografen sind in der Nähe im Einsatz – schließlich ist es unmöglich, ein scharfes Bild von einem anfliegenden Düsenflugzeug zu machen eine Geschwindigkeit von 960 km / h auf einem normalen Smartphone.

Am eindrucksvollsten wirken Kondensationswolken im sogenannten transsonischen Flugmodus, wenn die Luft teilweise mit Überschallgeschwindigkeit, teilweise mit Unterschallgeschwindigkeit um das Flugzeug herumströmt.

„Das Flugzeug fliegt nicht unbedingt mit Überschallgeschwindigkeit, aber die Luft umströmt die obere Oberfläche seines Flügels mit einer höheren Geschwindigkeit als die untere, was zu einer lokalen Schockwelle führt“, sagt Irwin.

Ihm zufolge sind für das Auftreten des Prandtl-Gloert-Effekts bestimmte klimatische Bedingungen (nämlich warme und feuchte Luft) erforderlich, denen Trägerflugzeuge häufiger ausgesetzt sind als andere Flugzeuge.

Alles, was Sie tun müssen, ist, einen professionellen Fotografen um den Service zu bitten, und voila! - Ihr Flugzeug wurde von einer spektakulären Wasserdampfwolke umgeben erfasst, die viele von uns fälschlicherweise als Zeichen für das Erreichen von Überschall nehmen.

Stephen Dowling