Was bewirkt, dass die Flügelspitzen eines Flugzeugs einen kleinen weißen Kondensstreifen hinterlassen?

Ursache ist ein verminderter Druck im hinter dem Flügel nachlaufenden Flügelspitzenwirbel. Reduzierter Druck verursacht reduzierte Temperatur und wenn die Umgebungsfeuchtigkeit hoch genug ist, ist das Ergebnis die beobachtete Kondensation.

Dies sind Flügelspitzenwirbel , die auch in der Formel 1 vorkommen, und dieser Artikel erklärt den Grund ziemlich gut (einschließlich Flugzeugbildern und der Erläuterung des Unterschieds zwischen ihnen und Kondensstreifen).

Der bedeutsame Absatz:

Nach der Bildung des Wirbels nimmt der Druck in seinem Inneren gegenüber dem Umgebungsdruck deutlich ab. Dadurch sinkt zwar der Taupunkt (der bereits vor der Wirbelbildung unter der Umgebungstemperatur lag) deutlich, aber damit einhergehend noch stärker die Scheitelkerntemperatur, wodurch der Wasserdampf in Wassertröpfchen umgewandelt wird Daher können wir die Wirbelspur sehen, die aus den hinteren Endplatten kommt.

Wie andere Antworten besagen, ist der Kondensstreifen vom Rand des Flügels (oder von anderen Abschnitten des Flügels in verschiedenen Konfigurationen) der sichtbarste Effekt des Flügelspitzenwirbels, ein Phänomen in der Aerodynamik von Tragflächen.

Kurz gesagt, entlang des größten Teils des Flügels werden die Luft, die über den Flügel strömt, und die Luft, die darunter strömt, ziemlich sauber durch den Flügel getrennt, und wenn er wieder eingeführt wird, gibt es zwar erhebliche Turbulenzen (die einen "induzierten Luftwiderstand" erzeugen), aber normalerweise sehr wenig Rotationsqualität dazu; Eine Luftschicht über der Oberseite des Flügels trifft auf eine Luftschicht von unten, wo sie sich vermischt und absetzt.

An der Flügelspitze gibt es jedoch eine deutliche Grenze zwischen Luft, die nicht durch den Flügel getrennt wird, und Luft, die es ist. Die Luft, die über die Oberseite der Flügelspitze strömt, wird typischerweise nach unten geleitet, wenn sie den Flügel verlässt, ähnlich wie der Rest des Flügels, und an der Flügelspitze wirkt diese nach unten gerichtete Kraft zusätzlich zum Druckunterschied an der Flügelspitze selbst (der höhere Druck unter dem Flügel versucht, sich mit dem niedrigeren Druck darüber auszugleichen, indem er sich um die Flügelspitze bewegt), verursacht eine Rotation in der Luftsäule hinter der Flügelspitze; links im Uhrzeigersinn, rechts gegen den Uhrzeigersinn:

Wirbelnde Luft erzeugt in der Mitte der Säule ein Volumen mit niedrigerem Druck, wie im Auge eines Hurrikans, und wenn die Luftbedingungen genau richtig sind, kann diese Druckminderung in der Mitte des Wirbels einen Kondensstreifen verursachen, da die Feuchtigkeit in der Luft verdichtet sich zu Nebel. Je größer die vom Flügel erzeugte Auftriebskraft ist, desto stärker und damit größer können diese Wirbel sein; Flügelspitzenwirbel hinter großen Verkehrsflugzeugen können sich kilometerweit hinter dem Verkehrsflugzeug erstrecken und kleinere Fahrzeuge in ihrem Kielwasser vor Probleme stellen, insbesondere bei Verkehrsmustern auf Flughäfen. Kleinere Fahrzeuge, insbesondere Kampfjets, können bei Manövern mit hohem G ähnliche Kondensstreifen erzeugen, da der höhere Anstellwinkel des Flügels einen starken Druckunterschied direkt über den Flügelspitzen erzeugt und den Wirbeleffekt verstärkt. Moderne 4.

Der Effekt kann an den Rändern der ausgefahrenen Klappen, näher am Flugzeugrumpf, noch ausgeprägter sein; Hier üben die Klappen noch mehr Abwärtskraft auf die Luft aus, und es gibt eine ähnliche Diskontinuität zwischen der Ecke der Klappe und dem relativ geraden Flügel daneben. Klappen werden normalerweise auch in niedrigeren Höhen eingesetzt, wo die Luft dicker und wärmer ist und mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann, sodass die atmosphärischen Bedingungen für die Erzeugung eines Kondensstreifens leichter erfüllt werden: