Prandtl - efekt Gloert

Niesamowitym widokiem jest stożek pary pojawiający się wokół samolotu lecącego z prędkością bliską dźwiękowi. Ten niesamowity efekt, znany jako efekt Prandtl-Gloert, powoduje, że oczy otwierają się szeroko, a szczęka opada. Ale jaka jest jego istota?

(Łącznie 12 zdjęć)

1. Wbrew powszechnemu przekonaniu, efekt ten nie pojawia się, gdy samolot przerywa barierę dźwiękową. Efekt Prandtla-Gloert jest często powiązany z naddźwiękowym trzaskiem, co również nie jest prawdą. Silniki samolotów o bardzo wysokiej przepustowości mogą stworzyć ten efekt na prędkości startowej, ponieważ urządzenie wlotowe silnika ma niskie ciśnienie, a same łopaty wentylatora pracują z prędkością zbliżoną do dźwiękowej..

2. Powodem tego jest fakt, że samolot lecący z dużą prędkością tworzy przed sobą obszar wysokiego ciśnienia powietrza i obszar niskiego ciśnienia z tyłu. Po locie samolotu obszar obniżonego ciśnienia zaczyna wypełniać się powietrzem z otoczenia. Jednocześnie, ze względu na stosunkowo dużą bezwładność mas powietrza, najpierw całe pole niskiego ciśnienia jest wypełnione powietrzem z pobliskich obszarów przylegających do obszaru niskiego ciśnienia.

3. Wyobraź sobie obiekt poruszający się z prędkością transoniczną. Prędkość zbliżona do dźwięków różni się od prędkości dźwięku. Bariera dźwięku została pokonana przy prędkości 1235 km / h. Prędkość zbliżona do dźwięków jest niższa, wyższa lub bliska prędkości dźwięku i może zmieniać się od 965 do 1448 km / h. Dlatego ten efekt może wystąpić, gdy samolot porusza się z prędkością mniejszą lub równą prędkości dźwięku..

4. A jednak całość w dźwięku - zależy od niego "widoczności" tego stożka parowego dla samolotu. Kształt stożka jest kształtowany przez moc dźwięku (w przypadku samolotów) poruszającą się szybciej niż fale dźwiękowe, które wytwarza. Efekt Prandtl-Gloert występuje w wyniku falowej natury dźwięków.

5. Znowu pomyśl o płaszczyźnie jako źródle i dźwięku jako grzebieniu fali. Te grzbiety fal dźwiękowych są serią lub powłoką nakładających się kół. Kiedy fale nachodzą na siebie, powstaje kształt stożka, a jego końcówka jest źródłem dźwięku. Do tej pory niewidoczne.

6. Aby efekt stał się widoczny dla ludzkiego oka, potrzebna jest jeszcze jedna rzecz - wilgoć. Kiedy wilgotność jest wystarczająco wysoka, powietrze wokół stożka skrapla się i tworzy chmurę, którą widzimy. Jak tylko ciśnienie powietrza wróci do normy, chmura znika. Efekt prawie zawsze występuje w samolotach latających nad oceanem w lecie - połączenie wody i ciepła zapewnia pożądany poziom wilgotności..

7. Tutaj możesz zniszczyć inny mit. Niektórzy uważają, że efekt Prandtl-Gloert wynika ze spalania paliwa..

8. Prawdopodobnie możesz być zrozumiany, jeśli uważasz, że ten efekt jest śladem inwersji, to jest nienaturalną chmurą wynurzającą się ze skondensowanej pary wodnej, która jest wytwarzana przez wydech silnika. Jednak to nie to samo. Para wodna już tam jest - jest już w powietrzu, nawet zanim samolot przejdzie przez nią.

9. Warto również wspomnieć o ciśnieniu powietrza. Gdy samolot porusza się z prędkością zbliżoną do dźwiękowej, ciśnienie powietrza wokół niej nazywa się falą N, ponieważ gdy ciśnienie zależy od czasu, wynik jest podobny do litery N.

10. Jeśli moglibyśmy zwolnić falę uderzeniową przechodzącą przez nas, zobaczylibyśmy czołowy komponent kompresji. To jest początek N. Pozioma różdżka pojawia się, gdy ciśnienie jest obniżone, a kiedy normalne ciśnienie atmosfery powraca do końcowego punktu, tworzona jest litera N..

11. Efekt nosi imię dwóch wybitnych naukowców, którzy odkryli to zjawisko. Ludwig Prandtl (1875-1953) był niemieckim naukowcem, który badał rozwój systematycznej analizy matematycznej w zakresie aerodynamiki. Hermann Gloert (1892 - 1934) był brytyjskim naukowcem aerodynamicznym.

12. Wierz lub nie, możesz sam stworzyć ten efekt. Potrzebujesz tylko dwóch rzeczy: bata i dnia o wysokiej wilgotności. Jeśli potrafisz uderzyć batem, jak Indiana Jones, zobaczysz podobny efekt. Chociaż nie warto próbować w domu.