Ефект Прандтля - Глоерта

Дивовижне видовище - конус пара, що з'являється навколо літака, який летить на околозвуковой швидкості. Цей дивовижний ефект, відомий як ефект Прандтля - Глоерта, змушує очі широко розкритися, а щелепа - відвиснути. Але в чому його суть?

(Всього 12 фото)

1. Всупереч загальній думці, цей ефект з'являється не тоді, коли літак долає звуковий бар'єр. Ефект Прандтля - Глоерта також часто асоціюють з надзвуковим бавовною, що теж не вірно. Двигуни літаків з надвисоким обходом можуть створювати цей ефект на швидкості зльоту, тому що вхідний пристрій двигуна має низький тиск, а лопатки вентилятора самі по собі працюють на околозвуковой швидкості.

2. Причина його виникнення полягає в тому, що летить на високій швидкості літак створює область підвищеного тиску повітря перед собою і область зниженого тиску позаду. Після прольоту літака область зниженого тиску починає заповнюватися навколишнім повітрям. При цьому в силу досить високою інерції повітряних мас спочатку вся область низького тиску заповнюється повітрям із прилеглих областей, прилеглих до області низького тиску.

3. Уявіть об'єкт, що рухається на околозвуковой швидкості. Звуковою швидкістю відрізняється від швидкості звуку. Звуковий бар'єр долається на швидкості 1235 км / год. Звуковою швидкістю нижче, вище або близько швидкості звуку і може варіюватися від 965 до 1448 км / год. Тому цей ефект може з'явитися, коли літак рухається зі швидкістю, меншою швидкості звуку або рівною їй.

4. І все ж вся справа в звуці - саме від нього залежить "видимість" цього парового конуса за літаком. Форма конуса утворюється силою звуку (у випадку з літаками), що рухається швидше, ніж звукові хвилі, які вона виробляє. Ефект Прандтля - Глоерта виникає в результаті хвильової природи звуків.

5. Знову ж, подумайте про літак, як про джерело, а про звук - як про гребені хвилі. Ці гребені звукових хвиль являють собою серію або оболонку накладаються один на одного кіл. Коли хвилі накладаються один на одного, створюється форма конуса, а її кінчик - джерело звуку. Поки що невидимого.

6. Щоб ефект став видимим для людського ока, потрібна ще одна річ - вологість. Коли вологість досить висока, повітря навколо конуса конденсує і утворює хмару, яке ми бачимо. Як тільки тиск повітря повертається в нормальний стан, хмара зникає. Ефект майже завжди виникає у літаків, що летять влітку над океаном - комбінація води і спеки дає потрібний рівень вологості.

7. Тут можна зруйнувати ще один міф. Деякі вважають, що ефект Прандтля - Глоерта виникає в результаті згоряння палива.

8. Напевно, вас можна зрозуміти, якщо ви вважаєте, що цей ефект - інверсійний слід, тобто неприродне хмара, що з'являється з конденсованого водяної пари, який проводиться вихлопами двигуна. Однак це не одне і те ж. Водяна пара вже є там - він вже в повітрі, ще до того, як через нього пройде літак.

9. Варто також згадати тиск повітря. Коли літак рухається на околозвуковой швидкості, тиск повітря навколо називається N-хвилею, тому що коли тиск залежить від часу, результат схожий на букву N.

10. Якби ми могли уповільнити вибухову хвилю, що проходить через нас, ми б побачили провідний компонент стиснення. Це початок N. Горизонтальна паличка виникає, коли тиск опускається, а коли нормальний тиск атмосфери повертається в фінальну крапку, створюється буква N.

11. Ефект названий на честь двох видатних вчених, які відкрили це явище. Людвіг Прандтль (1875 - 1953) був німецьким вченим, що вивчав розвиток систематичного математичного аналізу в аеродинаміці. Герман Глоерта (1892 - 1934) був британським вченим-аеродинаміки.

12. Хочете вірте, хочете ні, але ви самі можете створити цей ефект. Вам потрібно всього дві речі: батіг і день з високою вологістю повітря. Якщо ви зможете хвацько хльоснути батогом, як Індіана Джонс, ви побачите подібний ефект. Хоча, будинки це пробувати не варто.