Können diese Wirbel gefährlich sein?

Während die Antwort von @Peter Kämpf großartig und ausreichend ist, um die Frage zu beantworten, möchte ich eine Klarstellung hinzufügen (die als Kommentar gepostet werden sollte, aber für dieses Format zu lang ist).

Auf dem fraglichen Bild sind Ströme von kondensiertem Wasserdampf aus der Atmosphäre sichtbar. Diese Ströme sind nur an den Schaufelspitzen vorhanden. Die Frage scheint anzunehmen, dass diese Strömungen das Kielwasser der Propeller darstellen. Sie tun es nicht, oder genauer gesagt, es ist nur ein sehr kleiner Teil des Nachlaufvolumens.

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1. Bilder von Spitzenwirbeln von verschiedenen Geräten

1a, Spitzenwirbel von einem Propeller

^Quelle

Kondenswasser entsteht, weil die Druckänderung adiabat ist , also vereinfacht ausgedrückt mit wenig Wärmeaustausch mit den Nachbarregionen. Es tritt zuerst auf, wenn die Druckdifferenz groß und der Übergang schnell ist. (Beachten Sie übrigens die 8 Raketen, die zur Starthilfe verwendet werden.)

1b, Spitzenwirbel von einem Flügel

^Quelle

1c: Spitzenwirbel von einem Rotor

^Quelle

Es besteht kein Zweifel, dass sich die Rotoren in entgegengesetzter Richtung drehen.

1d, Spitzenwirbel einer Windkraftanlage

^Quelle

Hinweis: Nachdem ich mir die Kuriositäten auf diesem Bild angesehen hatte (die Richtung des Windes), wurde mir klar, dass dies eine experimentelle Turbine ist , die vom US DoE und dem NREL verwendet wird , um Winde zu untersuchen. Der weiße Strom ist eigentlich Rauch, der von der Klinge freigesetzt wird. An der Vorderkante sind Sonden sichtbar, um die Geschwindigkeit an verschiedenen Stellen des Rotorblatts zu messen. Ich behalte das Bild, da es gut ist.

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2. Volle Wirbelschleppe

Im Gegensatz zu den vorherigen Bildern zeigen die folgenden Bilder die gesamte Turbulenz, die von denselben Tragflächen erzeugt wird. Während die Spitzenwirbel durch kondensierten Wasserdampf materialisiert werden, der durch einen Übergang von hohem zu niedrigem Druck an der Spitze der Geräte entsteht, ist die gesamte Nachströmung nur sichtbar, wenn die Luft nicht klar ist.

2a, Turbulenz von einem Propeller

^{Quellenprinzip
(kein Foto gefunden, hast du eines?)}

2b, Turbulenz von einem Flügel

^Quelle

2c: Turbulenz von einem Rotor

^Quelle

2d, Turbulenz von einer Windkraftanlage

^Quelle

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3. Bilder, bei denen beide Effekte kombiniert werden

Beachten Sie, dass unabhängig davon, ob sie sichtbar sind oder nicht, sowohl die Spitzenwirbel als auch die vollständige Nachströmung immer vorhanden sind. Ihre Sichtbarkeit hängt wie Kondensstreifen stark von der Luftfeuchtigkeit und Temperatur ab.

Wie von @Peter erklärt, wird die Energie der Spitzenwirbel in der Energie der eigentlichen Wirbelschleppe verdünnt:

^Quelle

^{Quelle: Was bewirkt, dass die Flügelspitzen eines Flugzeugs einen kleinen weißen Kondensstreifen hinterlassen?}

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4. Komplexität des Kielwassers

Wake von einer Windkraftanlage, Mischen aller Turbulenzquellen:

^Quelle

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Der Spitzenwirbel ist zunächst ein sehr kleiner Teil des Nachlaufs, der durch die Hochdruckluft erzeugt wird, die von der niedrigen Seite des Flügels entweicht. Das gesamte Nachlaufvolumen wächst in Länge und Durchmesser, wenn sich das Strömungsprofil bewegt. Der Scheiteldurchmesser wächst, bis keine Energie mehr vorhanden ist und sich die Luft nicht mehr bewegt (siehe Bilder in §3):

^Quelle

^Quelle

Siehe diese Frage für Details: Wie bildet ein Flugzeug Wirbelschleppen?

Nein.

Der Flügel leistet hervorragende Arbeit beim Begradigen des Propellerwirbels, fügt jedoch seinen eigenen Wirbel hinzu. Wirbelschleppen werden durch das Strömungsfeld um den Flügel herum dominiert.