Как создаются конусы конденсации на сверхзвуковых самолетах?

Вопросы / ответыКак создаются конусы конденсации на сверхзвуковых самолетах?
0 +1 -1
flyman Админ. спросил 3 недели назад

Есть много удивительных фотографий этого явления, таких как этот:

F-18 с конденсационным конусом

Каково физическое объяснение того, как это происходит? Происходит ли это только тогда, когда самолет пересекает звуковой барьер или продолжается на протяжении всего сверхзвукового режима, если в атмосфере присутствует достаточное количество водяного пара? От каких факторов зависит эта конденсация?

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Статья Wikipedia vapour cone не является самой подробной, но является хорошим местом для начала.

1 ответ
0 +1 -1
flyman Админ. ответил 3 недели назад

Важно отметить, что транспортное средство не движется со сверхзвуковой скоростью при появлении конденсационных воротников (ракет) или конденсационных конусов (самолетов). Это просто близко к скорости звука.

С точки зрения транспортного средства

Воздух ускоряется эффектом смещения транспортного средства-он отталкивает воздух в сторону и вокруг себя, заставляя поток ускоряться и становиться сверхзвуковым относительно транспортного средства. Это ускорение напрямую связано с более низким давлением (см. Этот ответ для подробного объяснения), и воздух с высокой относительной влажностью будет выталкиваться за пределы точки росы, вызывая конденсацию водяного пара. Обратите внимание, что начало конденсации слегка задерживается, поэтому туман не указывает строго на область самого низкого давления. Кроме того, передний конус не совпадает с передним ударным фронтом лямбда-удара .

Однако задняя граница конденсации действительно вызвана ударной волной. Область низкого давления немедленно закончена ударом сжатия, когда сверхзвуковой поток вокруг самолета резко замедлен до дозвуковой скорости ударом сжатия. Это поднимает местное воздушное давление назад к вокруг окружающему давлению, поэтому емкость поглотить воду поднята снова и туман испаряется. Опять же, это происходит с небольшой задержкой, поэтому конец зоны конденсации не совпадает с ударом сжатия, а следует за ним.

С точки зрения воздуха

Поскольку область низкого давления вызвана самолетом, она перемещается вместе с самолетом, а также эффект конденсации. Воздух вокруг самолета или ракеты ускоряется к транспортному средству его полем давления, которое вызывает конденсацию. Теперь воздух настолько быстр по отношению к транспортному средству, что он замедляется и снова сжимается прямым ударом, в результате чего конденсат снова исчезает.

Факторы

Относительно тупой корабль перемещая на близко к маху 1 и влажный, почти насыщенный воздух факторы которые помогают этому влиянию произойти. Обратите внимание, что вы можете наблюдать аналогичные эффекты конденсации над Крыльями авиалайнеров во влажном воздухе во время фазы посадки, когда закрылки полностью развернуты. Здесь, однако, конденсация не заканчивается внезапно, так как никакой шок не участвует. Также, помехи произведенные воздушным судном не достигают вне до тех пор на более низкой скорости, поэтому конденсация случается только близко к поверхности воздушного судна. Прямота помогает: кабина вызывает свою собственную небольшую область конденсации вскоре после ее максимальной толщины, где всасывание из-за смещения является самым высоким.

flyman Админ. ответил 3 недели назад

Просто чтобы уточнить, что вы затронули: как только самолет сверхзвуковой, конус конденсации исчезает. Конус становится видимым только во время трансзвукового полета.