Così gli aerei rompono il muro del suono [foto]
- Autore discussione giangirm
- Data d'inizio
Fantastiche!!!
Le nuvole bianche sono dovute al vapore acqueo che si condensa al momento dell'impatto dell'onda d'urto! :elio)
Le nuvole bianche sono dovute al vapore acqueo che si condensa al momento dell'impatto dell'onda d'urto! :elio)
o) che spettacolo... ce l'ho fatta anch'io l'altro giorno, solo che il mio amico col golf non è riuscito a starmi dietro per fare la foto... :sarcastic) :sarcastic)
Cecando nel web ho trovato una spiegazione che scende più nel tecnico :
Il fenomeno e' presente sia nei moti transonici che, sotto particolari condizioni, nei moti subsonici.
Cominciamo dalla nuvola, che effettivamente non e' nient'altro che vapor d'acqua condensato. Si immagini un cilindro con un pistone, pieno per la meta' di acqua e per l'altra meta' di aria inizialmente secca, ferma, a pressione e temperatura costante. In queste condizioni si avra' un processo di evaporazione che portera' l'aria a saturarsi di vapore d'acqua. Le condizioni di saturazione sono determinate dalla cosiddetta pressione (o tensione) di vapore, che varia con pressione e temperatura ed esprime l'equilibrio dinamico tra evaporazione e condensazione. In pratica, se si aspetta un certo tempo, la quantita' di vapore contenuta nella fase gassosa (inizialmente nulla) assume un valore costante. Se adesso alziamo il pistone la pressione diminuira' e la quantita' di vapore contenuta nella fase gassosa dovra' diminuire per portarsi al nuovo valore di equilibrio. Se eseguo l'operazione molto lentamente il sistema potra' portarsi all'equilibrio, ma se abbasso bruscamente la pressione, il vapore in eccesso condensera' istantaneamente producendo una nuvola. Si noti che il vapor d'acqua e' invisibile: la nuvola e' formata da goccioline di vapore condensato (acqua) che quindi diventano visibili.
Si immagini adesso di avere una corrente umida (satura cioe' di vapor d'acqua non condensato). Per schematizzare il moto di un aereo che si muove a velocita' costante in un fluido (l'aria) fermo, si fa di solito riferimento ad un aereo fermo immerso in un fluido che si muove alla (reale) velocita' dell'aereo, un po' come accade in una galleria del vento. I fenomeni che si osservano nei due casi sono ovviamente identici. Abbiamo dunque una corrente umida che si muove ad una certa velocita' sopra uno specchio d'acqua. La sua pressione e' costante e il vapore d'acqua in essa contenuto e' in equilibrio: a quelle condizioni di pressione e temperatura, la quantità di acqua presente come vapore e' fissata. Se ora introduco un aereo fermo in questa corrente, la sua presenza generera' un disturbo che si esprime attraverso una variazione delle caratteristiche locali di velocita' e di pressione.
Si vedano a questo scopo i campi di velocita' :
e pressione :
intorno ad un profilo alare.
In particolari condizioni (forti angoli di attacco) la presenza del profilo causa una brusca caduta di pressione in prossimita' della faccia superiore del profilo e quindi una condensazione di vapor d'acqua nella zona a bassa pressione.
In pratica il vapore condensato "marca" le zone a bassa pressione, secondo il meccanismo sopra descritto. Quello descritto non e' l'unico meccanismo che genera un brusco abbassamento di pressione e quindi la comparsa di una nuvola. Nel caso di moto transonico, all'attraversamento del muro del suono corrisponde la formazione di un'onda di shock e quindi di una discontinuita' delle pressioni che causa la formazione di una nuvola conica che circonda l'aereo:
Video : http://video.libero.it/app/play/index.h ... 44bc49f412
Non necessariamente la zona in cui e' presente la nuvola coincide con la zona di moto supersonico (in cui cioe' le velocita' sono superiori a quella del suono), mentre e' senz'altro vero che in quella regione la pressione e' scesa bruscamente per effetto dell'attraversamento del muro del suono. Nel regime transonico, esiste la cosiddetta "singolarita' di Prandtl-Glauert" che produce un'amplificazione delle perturbazioni di pressione in un fluido comprimibile. Per effetto di questa singolarita' le regioni a bassa pressione che abbiamo individuato nell'esempio precedente vengono amplificate e producono il cono di condensazione evidenziato in diverse fotografie e filmati.
L'ultimo esempio di condensazione associata a bruschi abbassamenti di pressione e' quella dovuta ai vortici tridimensionali che si formano tipicamente al bordo delle ali. Un filamento vorticoso e' una zona di fluido in moto rotatorio molto rapido. Se immagina di attraversare un filamento vorticoso muovendosi sulla sua sezione (immagini un cerchio) e spostandosi dalla periferia verso il centro e poi ancora verso la periferia uscendo dall'altra parte, la velocita' periferica passa da un valore finito a zero e poi cambia di segno. A causa di questa rapida (nello spazio) inversione di velocita' la pressione nella regione centrale del filamento tende ad abbassarsi. Osservi questa immagine:
dove si puo' vedere una doppia scia di vortici: la piu' esterna e' associata ai cosiddetti wing tip vortex ed e' legata al fatto che l'ala ha una dimensione trasversale finita e quindi in prossimita' della punta dell'ala il moto tende a diventare tridimensionale producendo un filamento vorticoso che ha origine proprio sulla punta dell'ala e asse parallelo al moto del fluido (o dell'aereo); la piu' interna, se la osserva attentamente, ha al suo interno una linea piu' scura (assenza di condensazione) dovuta probabilmente alla forza centrifuga che spinge le goccioline di vapore condensato verso l'esterno. Questi secondi filamenti vorticosi hanno origine in vicinanza della carlinga come si vede meglio in questa foto:
e sono associati al disturbo provocato dalla fusoliera.
Fonte : www.vialattea.net
Il fenomeno e' presente sia nei moti transonici che, sotto particolari condizioni, nei moti subsonici.
Cominciamo dalla nuvola, che effettivamente non e' nient'altro che vapor d'acqua condensato. Si immagini un cilindro con un pistone, pieno per la meta' di acqua e per l'altra meta' di aria inizialmente secca, ferma, a pressione e temperatura costante. In queste condizioni si avra' un processo di evaporazione che portera' l'aria a saturarsi di vapore d'acqua. Le condizioni di saturazione sono determinate dalla cosiddetta pressione (o tensione) di vapore, che varia con pressione e temperatura ed esprime l'equilibrio dinamico tra evaporazione e condensazione. In pratica, se si aspetta un certo tempo, la quantita' di vapore contenuta nella fase gassosa (inizialmente nulla) assume un valore costante. Se adesso alziamo il pistone la pressione diminuira' e la quantita' di vapore contenuta nella fase gassosa dovra' diminuire per portarsi al nuovo valore di equilibrio. Se eseguo l'operazione molto lentamente il sistema potra' portarsi all'equilibrio, ma se abbasso bruscamente la pressione, il vapore in eccesso condensera' istantaneamente producendo una nuvola. Si noti che il vapor d'acqua e' invisibile: la nuvola e' formata da goccioline di vapore condensato (acqua) che quindi diventano visibili.
Si immagini adesso di avere una corrente umida (satura cioe' di vapor d'acqua non condensato). Per schematizzare il moto di un aereo che si muove a velocita' costante in un fluido (l'aria) fermo, si fa di solito riferimento ad un aereo fermo immerso in un fluido che si muove alla (reale) velocita' dell'aereo, un po' come accade in una galleria del vento. I fenomeni che si osservano nei due casi sono ovviamente identici. Abbiamo dunque una corrente umida che si muove ad una certa velocita' sopra uno specchio d'acqua. La sua pressione e' costante e il vapore d'acqua in essa contenuto e' in equilibrio: a quelle condizioni di pressione e temperatura, la quantità di acqua presente come vapore e' fissata. Se ora introduco un aereo fermo in questa corrente, la sua presenza generera' un disturbo che si esprime attraverso una variazione delle caratteristiche locali di velocita' e di pressione.
Si vedano a questo scopo i campi di velocita' :
e pressione :
intorno ad un profilo alare.
In particolari condizioni (forti angoli di attacco) la presenza del profilo causa una brusca caduta di pressione in prossimita' della faccia superiore del profilo e quindi una condensazione di vapor d'acqua nella zona a bassa pressione.
In pratica il vapore condensato "marca" le zone a bassa pressione, secondo il meccanismo sopra descritto. Quello descritto non e' l'unico meccanismo che genera un brusco abbassamento di pressione e quindi la comparsa di una nuvola. Nel caso di moto transonico, all'attraversamento del muro del suono corrisponde la formazione di un'onda di shock e quindi di una discontinuita' delle pressioni che causa la formazione di una nuvola conica che circonda l'aereo:
Video : http://video.libero.it/app/play/index.h ... 44bc49f412
Non necessariamente la zona in cui e' presente la nuvola coincide con la zona di moto supersonico (in cui cioe' le velocita' sono superiori a quella del suono), mentre e' senz'altro vero che in quella regione la pressione e' scesa bruscamente per effetto dell'attraversamento del muro del suono. Nel regime transonico, esiste la cosiddetta "singolarita' di Prandtl-Glauert" che produce un'amplificazione delle perturbazioni di pressione in un fluido comprimibile. Per effetto di questa singolarita' le regioni a bassa pressione che abbiamo individuato nell'esempio precedente vengono amplificate e producono il cono di condensazione evidenziato in diverse fotografie e filmati.
L'ultimo esempio di condensazione associata a bruschi abbassamenti di pressione e' quella dovuta ai vortici tridimensionali che si formano tipicamente al bordo delle ali. Un filamento vorticoso e' una zona di fluido in moto rotatorio molto rapido. Se immagina di attraversare un filamento vorticoso muovendosi sulla sua sezione (immagini un cerchio) e spostandosi dalla periferia verso il centro e poi ancora verso la periferia uscendo dall'altra parte, la velocita' periferica passa da un valore finito a zero e poi cambia di segno. A causa di questa rapida (nello spazio) inversione di velocita' la pressione nella regione centrale del filamento tende ad abbassarsi. Osservi questa immagine:
dove si puo' vedere una doppia scia di vortici: la piu' esterna e' associata ai cosiddetti wing tip vortex ed e' legata al fatto che l'ala ha una dimensione trasversale finita e quindi in prossimita' della punta dell'ala il moto tende a diventare tridimensionale producendo un filamento vorticoso che ha origine proprio sulla punta dell'ala e asse parallelo al moto del fluido (o dell'aereo); la piu' interna, se la osserva attentamente, ha al suo interno una linea piu' scura (assenza di condensazione) dovuta probabilmente alla forza centrifuga che spinge le goccioline di vapore condensato verso l'esterno. Questi secondi filamenti vorticosi hanno origine in vicinanza della carlinga come si vede meglio in questa foto:
e sono associati al disturbo provocato dalla fusoliera.
Fonte : www.vialattea.net
JulianRoss
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