Auftrieb entsteht, indem Luft nach unten beschleunigt wird . Gleiches gilt für Nachlaufturbulenzen: Die Wirbel bilden sich an der Grenze zwischen dem sich nach unten bewegenden Luftstreifen ( Nachlauf ) von der Umgebungsluft, die versucht, den vom Nachlauf hinterlassenen Hohlraum zu füllen.

Reibung wird schließlich die kinetische Energie des Kielwassers zerstreuen, aber im Fall von schweren Flugzeugen wird die Bewegung mehrere Minuten andauern. Zu diesem Zeitpunkt wird es Hunderte von Fuß in die Tiefe sinken oder auf den Boden aufschlagen. Dies wird durch Trägheit angetrieben; Dichteunterschiede bestehen nicht, es sei denn, die atmosphärische Abfallrate liegt über der adiabatischen Rate und der Nachlauf erwärmt sich durch den zunehmenden atmosphärischen Druck weniger schnell als die umgebende Luft.

Am Ende wird das Gewicht jedes Fahrzeugs, das schwerer als Luft ist , von einem Bereich mit höherem Druck auf dem Boden getragen . Irgendein Mechanismus muss die Gewichtskraft des fliegenden Flugzeugs auf den Boden übertragen, und das ist die sich nach unten bewegende Kielwelle. Wenn es sich langsam auflöst, hinterlässt es einen etwas höheren Luftdruck darunter. Geschieht dies mit Überschallgeschwindigkeit, ist die stärker fokussierte Druckänderung hoch genug, um am Boden hörbar zu sein.

Die Antwort von @PeterKampf ist (wie üblich) an und für sich vollkommen in Ordnung.

Ich möchte eine andere Sichtweise hinzufügen, die sich mehr auf die Wirbel konzentriert, an denen Sie interessiert sind. Eine Möglichkeit, den Luftstrom zu betrachten, besteht darin, sich vorzustellen, dass er einfach aus zwei entgegengesetzten Wirbeln besteht.

So fängt es an: Der vom Flügel erzeugte Sturzflug provoziert die Entstehung von zwei Flügelspitzenwirbeln, die auf diesem berühmten Bild leicht zu sehen sind:

Jetzt können Sie deutlich sehen, dass die Wirbel sind:

• Gegenteil (links ist im Uhrzeigersinn, rechts ist gegen den Uhrzeigersinn)
• Von gleicher Stärke (sie halten die gleiche Menge an Rotationsenergie aus der sich bewegenden Luft) durch Symmetrie
• Und Sie können sich vorstellen, dass sie eine unendliche Reichweite haben (obwohl sie in ihrem jeweiligen Zentrum stärker und weit entfernt schwächer sind, bis ihre Wirkung verschwindet).

Der Schlüssel ist nun, dass beide miteinander interagieren (Scheitelpunkte sind mathematisch additiv ):

• Der linke erzwingt eine (fast) gleichmäßige Abwärtsbewegung der gesamten Luft weit rechts (einschließlich der rechten Würze).
• Und umgekehrt erzwingt der rechte Wirbel eine (fast) gleichmäßige Abwärtsbewegung der gesamten Luft weit links von ihm (einschließlich der linken Würze).

Natürlich erzwingen beide der Luft dazwischen eine Abwärtsbewegung (das ist der Downwash selbst).

Der kombinierte Effekt ist bei T = T+1, jeder Wirbel wird den anderen in einiger Entfernung nach unten verschoben haben . Sie haben dann wieder die gleiche Konfiguration (zwei gegenüberliegende Wirbel, Seite an Seite und von gleicher Stärke), und das geht so weiter, bis sie mit dem Boden interagieren oder sich in Reibung (Viskosität) auflösen.

Dies ist nur eine andere Betrachtungsweise derselben Sache, da eine Wirbelpersistenz immer noch die Folge von Trägheit ist. Auch dieses Schema kann helfen, die durch jeden Wirbel induzierten Strömungsgeschwindigkeiten zu visualisieren (denken Sie daran, dass beide Geschwindigkeitsströmungen additiv sind und überlagert werden müssen:

Bearbeiten: Es basiert alles auf der Hebelinientheorie , insbesondere dem Hufeisenwirbel . Ich habe einige gute Videos der Strudelinteraktionen gefunden. Hier ist einer.

Da die beiden Wirbel eine volle Flügelspannweite entfernt sind, können Sie die durch den linken Wirbel in der Nähe des rechten Wirbels induzierte Strömung als gleichmäßig nach unten betrachten. Die Geschwindigkeit ist orthogonal zum Versatz zur Mitte, also ist die Geschwindigkeit direkt nach unten. Das ist nicht überall so: Über dem Wirbel ist die Geschwindigkeit nach innen. Unten ist es nach außen. Geschwindigkeit jenseits der Spannweite ist nach oben. Aber diese Geschwindigkeiten in diesen Regionen interessieren den gegenüberliegenden Wirbel nicht.

Raucher können übrigens Wirbelringe erzeugen . Das ist das gleiche Phänomen, nur mit zylindrischer Symmetrie statt planarer Symmetrie. Oder wenn Sie nicht rauchen, können Sie diese in einem Schwimmbad machen (Ja, es ist Geigenzeit! )