Wie und warum kommen Wirbelschleppen zu zwei Randwirbeln zusammen?

Das Bild in Ihrer Frage ist eine zu starke Vereinfachung. Vielleicht hilft dieses Foto einer MD-11 an einem feuchten Tag, den Punkt zu veranschaulichen:

Ich finde auch, dass man die Wirbelschleppen nicht als Spitzenwirbel bezeichnen sollte. Die Spitzenwirbel sind ein unbedeutender Teil des gesamten Nachlaufsystems und sind im Bild oben sowohl an den Winglets als auch am Höhenleitwerk als dünne Kondensationslinien zu sehen. Die Wirbelschleppen sind das Ergebnis der über die aufrollende Flügelspannweite abgeworfenen Wirbel. Mit zur Landung eingestellten Klappen hat die MD-11 eine große Änderung der Zirkulation an den Klappenspitzen, so dass hier das Abwerfen intensiviert wird und sich als dicke Kondensationslinie zeigt. Links und rechts von dieser dicken Linie ist mehr los, aber es ist nicht sichtbar, weil der Zirkulationsgradient über die Spannweite zu flach ist, um Kondensation im Kielwasser zu verursachen (was über dem Flügel selbst aufgrund des niedrigen Drucks auf der Oberseite der Fall ist). Seite).

Vielleicht ist es am besten, das Wake-Rollup zu verstehen, wenn Sie es sich in einem Video ansehen. Es sollte auch helfen, Ihre Theorie zu bestätigen :-). Ein guter ist um 3:20 und wieder um 5:40. Beobachten Sie auch, wie sich das Kielwasser ändert, wenn der Bodeneffekt gegen 4:00 Uhr einsetzt.

Man muss sich überlegen, wo der Druck am geringsten und wo am höchsten ist.

Der Flügel drückt Luft entlang seiner gesamten Spannweite nach unten, wodurch ein Unterdruckbereich über dem Flügel und ein Hochdruckbereich darunter entsteht. Luft mit höherem Druck möchte einströmen, um die Hohlräume mit niedrigem Druck zu füllen. Die Umgebungsluft über und weg von dem Flügel bewegt sich nach unten in Richtung der Niederdruckzone. Diese beschleunigende Luft verursacht den Auftrieb und den Abwind.

An den Flügelspitzen trifft die beschleunigende Luft zusätzlich auf Umgebungsluft oben und unten auf Umgebungsluft nach außen , so dass sich die Umgebungsluft nach innen in Richtung der Niederdruckzone bewegt. Der hohe Druck unter dem Flügel drückt nach außen in Richtung Umgebungsluft. Dadurch entsteht eine Rotation. Die Rotation ist der Beginn des Wirbels. Es beginnt an den Flügelspitzen, weil das der erste Ort ist, an dem es auftreten kann.

Wenn sich die Flügel entfernen, hinterlassen sie eine Unterdruckschicht hinter sich. Die Niederdruckzone zieht Umgebungsluft von oben nach unten und innen, während der Hochdruck nach unten und außen in die Umgebungsluft drückt. Wenn sich jedes Luftpaket in Richtung der Hohlräume bewegt, bewegt sich das Paket dahinter hinein, um dort auszufüllen, wo es war, sodass sich der gesamte Prozess nach außen ausdehnt, da er einen größeren Bereich umfasst. Die Rotation, die an den Flügelspitzen begann, breitet sich nach außen aus und erzeugt die rotierende Trichterform.

Sie können dies auf dem Foto unten sehen. Wenn sich die Wirbel ausbreiten und die Feuchtigkeit der Triebwerkskondensstreifen sich darin verfängt, können Sie sehen, wie sie sich bewegen. Die inneren Kondensstreifen werden nach unten und außen gedrückt. An der Spitze des Kondensstreifens werden die Luftpakete nach innen und nach unten in die Leere gezogen, und die Außenseite wird nach oben und herum gezogen, um dort auszufüllen, wo die ersten Pakete zurückgeblieben sind. Das Blatt in der Mitte ist das Tiefdruckgebiet. Der niedrige Druck lässt Wasser zu einem feinen Nebel kondensieren, der durch den Glanz am oberen Rand des Fotos zu sehen ist.

Wenn Sie die Flügelspitze vergrößern, können Sie schwach sehen, wie sich an den Spitzen Wirbel bilden.