10.02.13

"Туманна спідничка" винищувача



Адіабатичний процес та надзвукові літаки


"Туманна спідничка" винищувача
   Адіабатичний процес – це процес, який проходить без теплообміну з навколишнім середовищем. У природі такі процеси зустрічаються досить часто. Процес стиснення-розрідження повітря при проходженні звукової хвилі, процеси перемішування великих повітряних мас а також процеси нагрівання та запалення робочої суміші у дизельних двигунах внутрішнього згорання – це далеко не повний перелік реальних процесів, які описуються рівнянням Пуассона.

Але одне явище є надзвичайно несподіваним та дуже цікавим.



Ефекту "конденсатного одягу"
Атмосфера. Розглянемо її у стані, коли водяної пари є достатньо багато, і вона близька до насичення. Якщо літак пролітає в такій атмосфері і намагається перевершити звуковий бар’єр, то він, немов би наряджається в «туманну спідничку».

Ефект Прандтля-Глоерта


Явище, що полягає у виникненні водяної пари позаду об’єкта, що пролітає на близько звуковій швидкості в умовах підвищеної вологості повітря називається ефектом Прандтля-Глоерта.


Добре видно область ударної хвилі
Причина виникнення даного явища (ефекту конденсатного одягу) криється в тому, що літак, який пролітає з великою швидкістю, створює область підвищеного тиску (ударну хвилю)попереду себе і зону пониженого тиску позаду. Після прольоту об’єкта зона пониженого тиску швидко (без теплообміну із зовнішнім середовищем) заповнюється повітряними масами. Цей процес є локально адіабатичним, при якому відбувається розширення мас повітря без теплообміну із оточуючим середовищем.  Процес розширення відбувається, згідно першого начала термодинаміки, за рахунок зменшення внутрішньої енергії газу-повітря, що веде до зменшення температури. При таких, занижених температурах, водяна пара в атмосфері досягає стану насичення, а надлишок – конденсується у вигляду хмаринки, яку ми маємо можливість бачити.


Дальше, за невеликі проміжки часу, температура вирівнюється і хмаринка швидко розчиняється, внаслідок випаровування крапельок води. 
Ефект конденсатного стану властивий і ракетам


Іноді дане явище можна спостерігати у швидких автомобілів.


Ефект названий на честь німецького фізика Людвіга Прандтля і англійського фізика Германна Глоерта.


Ефект Прандтля-Глоерта в кольорі




F 18 та його туманна "спідничка"






Немає коментарів:

Дописати коментар

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...