Un grand nombre de magazines divers qui s'occupent de la sélection et de l'analyse d'informations relatives aux réalisations et aux problèmes de l'aviation attirent souvent l'attention des lecteurs sur les aspects matériels du fonctionnement et de la structure des appareils modernisés, tels que les avions, les fusées, hélicoptères et autres avions. Souvent, tous les phénomènes qui se produisent dans la structure interne et externe du véhicule pendant le vol sont également analysés. Habituellement, une traînée de condensation reflète cela. Beaucoup de gens regardent de beaux avions qui laissent une piste lisse pendant leur vol.

Le concept de ce phénomène

La traînée se forme à la tropopause. Son aspect est influencé par la vapeur d’eau, qui subit une condensation accrue. Ils sont présents dans les produits de combustion, car les hydrocarbures sont consommés uniformément lors de la combustion. Après être sorti et refroidi suffisamment, une traînée brillante provenant d'un avion ou d'un autre avion dans les airs devient perceptible.

Il existe des spectacles aériens spéciaux qu'il est conseillé d'organiser uniquement par temps ensoleillé. Ces événements sont organisés sur des aérodromes qui ont le statut des plus grands au monde. A cette époque, un grand nombre de spectateurs observent avec enthousiasme le mouvement de nombreux avions effectuant des manœuvres aériennes intéressantes. La principale caractéristique distinctive de tels événements est la présence d’une trace lumineuse sur chaque véhicule. Ils veillent souvent à ce que chaque avion ait sa propre couleur de panache, ce qui permet d'obtenir l'effet le plus vivant et le plus mémorable.

Contrairement aux avions, les missiles laissent constamment derrière eux des traînées massives, voire souvent menaçantes, qui semblent non seulement à grande échelle, mais qui ont également une couleur riche. Ils sont produits à partir d’avions destinés au combat. Cette procédure peut être observée non seulement lors d'événements spéciaux, mais également en étant dans la rue ou en allumant la télévision sur la chaîne qui vous intéresse. C'est ainsi que vous pouvez voir la traînée.

Vortex au bout de l'aile

Il faut rappeler qu'un avion en vol laisse derrière lui une zone limitée et assez large de l'atmosphère, qui est perturbée et sa composition change pendant longtemps. Ce phénomène est souvent appelé traînée enchevêtrée. Habituellement, ils apparaissent sous influence, car pendant le travail, ils interagissent constamment avec l'environnement. Les tourbillons de pointe des ailes de l’avion participent également à ce processus.

Si l’on compare l’impact significativement négatif sur l’environnement, ce sont alors les tourbillons de pointe des ailes qui priment. Il existe de nombreux symboles pour les pistes enchevêtrées, mais le plus souvent ils sont dessinés sur des schémas spéciaux ressemblant à une feuille aux bords inhabituels, dont les extrémités sont complètement tordues, c'est-à-dire qu'elles peuvent être comparées à des tourbillons.

Le processus de torsion : le raisonnement scientifique

Le processus de torsion peut être facilement expliqué scientifiquement. Une nette différence de pression apparaît entre les deux côtés des ailes de l'avion, c'est-à-dire sur leurs surfaces supérieure et inférieure. L'air est progressivement redistribué depuis l'intrados, car il a la pression la plus élevée, vers l'extrados afin de rester dans la zone où la pression est la plus faible.

Cette redistribution s'effectue jusqu'à l'extrémité de chaque aile, provoquant la formation de vortex puissants et très visibles. L'intensité de la perte de charge est importante, car elle en dépend, c'est cette valeur qui a une forte influence sur l'aile. Plus cet effet est fort, plus les vortex sont puissants et proéminents.

Diverses marques d'avions proposant un vortex au bout de l'aile

La vitesse des flux d'air change parfois, mais on peut déterminer grossièrement que si le diamètre du vortex de sillage est d'environ 8 à 15 m, on devrait parler d'une valeur de 150 km/h. Le vortex de pointe peut être formé de différentes manières. Ce processus dépend de la marque et de la configuration de l'avion. Les puissants chasseurs Mirage 2000 et F-16C valent la peine d'être envisagés s'ils se déplacent vers une position de vol à angle d'attaque élevé.

Le processus d'émergence d'un vortex de pointe

Le vortex de pointe est visualisé grâce à un traceur-générateur spécial, responsable de la bonne représentation de la traînée de fumée. L'action de cet élément est due à un changement de l'état de l'atmosphère, qui se poursuit assez longtemps. Ensuite, la vitesse périphérique du mouvement diminue progressivement, c'est-à-dire que l'objet visuel est perdu et disparaît.

Sous l’influence du temps, la vitesse périphérique du vortex s’estompe, provoquant un changement de forme de l’image visuelle jusqu’à sa dissolution complète. L'intensité perçue du vortex peut durer jusqu'à environ deux minutes après que l'avion a dépassé un endroit particulier. Un tel vortex a la capacité d'influencer de manière significative le mode de vol d'un avion entré dans une zone de l'atmosphère perturbée par l'action du moteur du véhicule précédent.

Observation à long terme du vortex de pointe

Lorsque les vortex interagissent les uns avec les autres, ils descendent et se dispersent lentement, c'est-à-dire que le changement perceptible dans l'atmosphère disparaît. La traînée d'un avion est un excellent objet pour observer ses transformations. Après environ 30 à 40 secondes, il commence à changer de forme, car il est fortement influencé par le vortex qui se développe progressivement. Lorsque les couches d'inversion et de vortex se croisent, des formes bizarres sont créées et peuvent être calculées à l'avance, car divers modèles influencent le processus de leur formation.

Le nombre de bandes et la hauteur de la traînée sont contrôlés par le nombre et l'emplacement des moteurs dans le système. Dans le même temps, la traînée flotte non seulement dans l’air, mais change également constamment, créant des contours intéressants. Le plus souvent, une torsion de cette couche est observée sous l'influence du vortex de pointe. Toutes les transformations de couches reflètent divers processus aérodynamiques qui se produisent toujours pendant le vol.

Flux vortex séparés

Parfois, les pilotes sont obligés d'effectuer diverses attaques effectuées sous un angle d'inclinaison élevé, supérieur à 20 degrés. Dans ce cas, la nature de l'écoulement autour des contours de l'avion change considérablement pendant un certain temps. Des zones de déchirure commencent à apparaître, qui sont principalement fixées près de la surface supérieure de l'aile et du fuselage. La pression y diminue considérablement, de sorte que la concentration et l'augmentation de l'humidité atmosphérique commencent immédiatement. Grâce à cet aspect, il est possible d'observer le vol d'un avion sans utiliser de traceurs.

Conditions d'apparition de l'effet vortex de séparation

Si l’angle d’attaque est trop élevé, un important halo nuageux se formera autour de l’avion. Lorsqu’un avion passe à côté, ce nuage se transforme automatiquement en une traînée de vortex provenant de l’avion. Habituellement, des zones de séparation se forment à proximité des ailes des bombardiers, c'est pourquoi l'apparition d'une corde vortex est clairement observée. Voilà à quoi ressemble une traînée de condensation dont les photos sont toujours fascinantes.

Des traînées chaudes de missiles

Parfois, vous devez faire face à des cas où le flux est bloqué dans la zone du trajet gaz-air situé dans la centrale électrique de la fusée. Le flux de gaz émanant de l'avion a une température élevée, il pénètre donc parfois dans la prise d'air de l'avion porteur, ce qui se produit lorsque l'appareil est réglé sur certains modes.

Devient une température trop inégale car il est exposé à des gaz à température élevée, ce qui entraîne une altération de l'air entrant dans le moteur. Une surtension du moteur se produit, c'est-à-dire qu'un écoulement de décrochage se produit dans le système. Pour identifier ce processus, les principales chambres de combustion sont observées, car le flux d'air subit des vibrations longitudinales lors de son passage dans le parcours du moteur, puis est marqué par l'émission de flammes de ces éléments. C’est ainsi qu’apparaît une traînée de fusée.

Caractéristiques des traînées de condensation lors des tests

Les lancements de missiles sont souvent effectués dans le cadre de tests. Une exception concerne les équipements embarqués qui servent à enregistrer et à stocker des informations. Souvent, un avion photographique est largué avec le transporteur et le processus de tournage est effectué, ce qui permet d'enregistrer l'ensemble du phénomène sur la caméra. Vous pouvez souvent trouver une telle traînée de condensation provenant d’un missile Buk.

Souvent effectué à des vitesses relativement faibles pour mieux capturer l’ensemble du processus. Dans ce cas, un sursaut du moteur se produit souvent, car des gaz chauds s'infiltrent dans le moteur-fusée, ce qui désactive son entrée d'air. Un éclat de flamme est immédiatement constaté, ce qui est typique en cas de surtension. C’est ainsi que s’exprime la traînée de FSX.

A cause de cet incident, le moteur s'arrête. Ces caractéristiques, après recherche, ont contribué à créer un certain nombre de systèmes différents, dont les tâches comprennent le diagnostic rapide de la surtension, la prise de mesures pour l'éliminer, ainsi que le transfert du moteur vers un mode de fonctionnement optimal et le maintien constant de son état optimal. Dans ce cas, les armes de missiles élargissent le champ d'application et, à chaque mode de fonctionnement du moteur, ces avions sont capables de montrer l'état le plus stable.

dans l'air

L'avion MiG-29 a été testé, ce qui impliquait un ravitaillement. Au cours de l'un des vols, un rejet de carburant liquide dans l'atmosphère a été enregistré, précédé d'une dépressurisation du pipeline de carburant. Avec l'aide d'un photographe d'avion, cette situation inhabituelle a été enregistrée. Dans ce cas, une certaine partie du carburant est entrée dans le moteur, ce qui a entraîné presque instantanément son arrêt en raison d'une surtension.

En plus de l'émission de flammes, qui se produit toujours lorsque le moteur monte en flèche, le carburant qui circulait dans le canal d'air s'est enflammé. Après cela, la flamme a englouti tout le carburant et s'est propagée au-delà de la structure interne, mais a été presque instantanément emportée par le flux d'air venant en sens inverse. En raison de cette situation, un phénomène inhabituel est apparu, appelé boule de feu. Cette traînée de condensation "Buk" est également capable de transmettre.

Trace lumineuse de postcombustion

Les avions de combat modernes disposent d'un moteur équipé de tuyères réglables, classées supersoniques. Lorsque le mode postcombustion est activé, la pression à la sortie de la buse est nettement supérieure à celle des masses d'air environnantes. Si vous analysez l'espace à une distance considérable de la buse, la pression s'égalise progressivement. Cet aspect, lorsque l'avion est en mouvement, entraîne une production accrue de gaz, ce qui conduit à la formation d'une traînée lumineuse provenant de l'avion, qui apparaît lorsque l'avion se déplace.

En regardant le vol d'un avion de ligne depuis le sol, on remarque parfois comment l'avion laisse derrière lui deux bandes blanches. La physique explique très simplement ce phénomène apparemment inhabituel. Après tout, le résultat du fonctionnement des moteurs de l’avion de ligne dans l’atmosphère est l’apparition de traînées de condensation ou, comme on l’appelle communément aujourd’hui, de traînées de condensation. Discutons de la nature de l'apparition de cette marque à l'aide d'exemples précis.

Les adultes connaissent la raison de ce processus, mais un enfant d'âge préscolaire se pose des questions sur la raison pour laquelle une traînée blanche provenant d'un avion apparaît, de quoi il s'agit et comment une image aussi inhabituelle est obtenue. En vous souvenant de votre expérience scolaire dans les cours de physique, vous pouvez facilement expliquer à votre enfant l'essence de l'apparition des rayures dans le ciel. Une bonne analogie pour cette explication est la nature des précipitations – pluie ou neige.

Ce phénomène étant lié au cycle de l’eau, l’explication doit commencer ici par plusieurs états agrégés du liquide. Après tout, nous le savons tous L’eau passe de l’état solide (glace) à l’état liquide sous l’influence de la chaleur..

De plus, avec une différence de température de plusieurs objets d'influence le liquide se transforme à l'état gazeux - vapeur. A partir de cette espèce, l’eau est capable de revenir sous forme liquide. La physique appelle la dernière transformation condensation, et ce phénomène peut être prouvé par une simple expérience à la maison. Par exemple, la buée sur les miroirs de la salle de bain après avoir pris une douche chaude.

Ce sont les petites particules solides qui concentrent la vapeur résultante autour d’elles, lui donnant la forme que nous voyons.

Certes, cette connexion n'est pas considérée comme stable, donc après un court laps de temps, le brouillard se dissipe et se mélange à l'atmosphère. Cela se produit en raison de l'égalisation de la température de connexion avec l'environnement.

Mais il n'est pas nécessaire de décrire ce qui se passe avec autant de détails et de précision. Lorsque vous prenez un bain, la température du liquide est bien supérieure à celle de l’air. En conséquence, le brouillard, au contact du verre froid, tombe sous forme de gouttes - c'est de la condensation. Dans le même langage simple, vous pouvez expliquer à un enfant pourquoi un avion laisse une trace dans le ciel.

Faisons une petite recherche

Il est tout à fait possible d'organiser soi-même un tel effet de dépôt en phase vapeur et d'analyser toutes les actions et résultats. Placez le liquide - de préférence de l'eau claire - dans un récipient en plastique et placez-le au congélateur pendant 15 à 25 minutes.

Une fois ce temps écoulé, retirez le récipient et observez comment il se recouvre progressivement d'humidité - c'est de la condensation. Cette apparition de gouttelettes est due au contact de l’air chaud avec la surface glacée de la bouteille. En raison de l’interaction des différences de température, de l’humidité est libérée.

Pour la même raison, la rosée apparaît sur les plantes tôt le matin. Il sera désormais possible d'expliquer avec des mots compréhensibles à un enfant d'où il vient. Après tout, la nuit, il fait plus froid dehors que pendant la journée. Par conséquent, lorsque l’air frais entre en contact avec la surface chaude des plantes, la vapeur se transforme en gouttes de rosée. Un autre exemple clair est l’apparition de vapeur provenant de la bouche par temps froid.

Raisons de l'apparition de rayures blanches derrière la doublure

Habituellement, ceux qui volent à une altitude allant jusqu'à huit kilomètres ne laissent pas de telles marques. Cela explique la différence de température dans les couches inférieures et supérieures de l'atmosphère. En effet, avec une augmentation de l'altitude jusqu'au niveau où évoluent la plupart des avions, le thermomètre indique environ moins quarante degrés. La traînée d’un avion est appelée traînée de condensation en raison de ce processus physique lui-même. Considérons les détails de son apparence.

D'un moteur d'avion Lorsque le combustible principal, le kérosène, brûle, des jets chauds de vapeur et de gaz jaillissent.. Un hydrocarbure est une combinaison de liquide et de dioxyde de carbone. L'eau présente dans les gaz d'échappement des avions est très chaude. À haute altitude, l'air est assez froid, donc le liquide sortant des hélices se transforme instantanément en brouillard.

De plus, avec l'échappement Des particules de suie s'échappent des moteurs– après tout, le carburant aviation n’est pas complètement brûlé. Ces particules jouent le rôle d'objets qui concentrent le mélange de flux chauds et froids autour des restes de brouillard.

Tous les grains de vapeur sont répartis uniformément sur la zone où l'eau chaude apparaît des vis et se transforment en petites gouttelettes, semblables à du brouillard. C'est pourquoi on voit une bande blanche dans le ciel derrière l'avion.

Dans le cas où il y a très peu d'humidité dans l'air, la traînée de l'avion de ligne disparaît rapidement et nous est totalement invisible. Mais lorsque l'humidité est élevée, la traînée est assez clairement visible et la marque reste longtemps dans le ciel.

De plus, lorsqu’il y a une grande quantité d’humidité dans l’air, la bande est non seulement saturée, mais elle s’agrandit et finit par se connecter aux nuages. C'est l'explication la plus simple et la plus accessible à un enfant pour laquelle un avion laisse une traînée blanche.

Comment les traces laissées affectent l’environnement

Nous avons compris comment s'appelle la traînée dans le ciel d'un avion et découvert les raisons de son apparition. Mais beaucoup de gens s’inquiètent de l’impact de ces rayures sur l’environnement. Lorsqu'une personne examine des matériaux et des images de la Terre obtenues à partir d'un satellite, elle découvre toujours une zone où se trouvent des routes aériennes. Toute la zone ici est recouverte de rayures blanches.

Certains experts affirment que les rayures des avions empêchent le rayonnement solaire nocif de pénétrer à la surface de notre planète. Cela réduit le risque de réchauffement climatique. D'autres scientifiques admettent l'impact négatif de ce processus. Les rayures laissées par un avion de ligne augmentent l’effet de serre et empêchent le refroidissement naturel des couches d’air.

Un groupe de chercheurs souhaitant éviter un impact significatif sur le climat recommande de voler plus bas ou d'éviter les zones humides lors de la planification d'un itinéraire. Cependant, une telle décision peut difficilement être qualifiée de réfléchie et correcte. En effet, dans ce cas, le temps de vol augmentera certainement, et le carburant aviation restant aura un impact plutôt négatif sur l'écologie et la propreté de l'atmosphère.

Prévisions prévisionnelles

D’ailleurs, en regardant un avion voler, certaines personnes déterminent la météo. Cette possibilité découle de la composante physique du processus. À haute altitude, l'air est assez humide, mais ne peut pas se transformer en vapeur en raison du manque de particules, qui font partie du passage de la condensation, par exemple de la poussière.

Un avion de ligne se déplaçant à une altitude décente laisse une traînée blanche. Comme mentionné ci-dessus, il s’agit de résidus de carburant et de suies. Si la bande est clairement visible, cela signifie que l'humidité de l'air est élevée. En conséquence, de la pluie et du brouillard sont probables. Mais lorsque le sentier se dissout rapidement et devient pratiquement invisible, un temps sec et ensoleillé vous attend.

Comme vous pouvez le constater, le sillage d'un avion de ligne en vol est un processus physique assez simple consistant à modifier l'état physique des corps. Les informations fournies vous permettront d'expliquer la nature de ce phénomène aux enfants sous une forme compréhensible pour eux. Et démontrer des expériences similaires aidera l'enfant à voir le résultat d'une telle transformation.

Souvent, une traînée blanche reste derrière un avion volant dans le ciel.
Ce phénomène est de nature physique - un analogue d'un processus similaire - condensation sur du verre ou un miroir
L'étude la plus simple de l'apparence des gouttelettes
Lorsque les produits chauds de combustion du combustible pénètrent dans l’air froid, ils forment un brouillard blanc persistant.
Aujourd’hui, les scientifiques ne parviennent pas à un consensus sur la question de savoir si ces marquages ​​nuisent ou non à l’environnement.

traînée de condensation

Contraintes de condensation provenant d'un avion quadrimoteur

Traînée de condensation des moteurs du lanceur Soyouz

Traînée de condensation(nom obsolète traînée de condensation, souvent appelé à tort piste de jet) - une trace laissée dans le ciel par des avions volant à haute altitude.

Une traînée de condensation est un brouillard condensé principalement par l'humidité atmosphérique et, dans une moindre mesure, par l'humidité contenue dans les gaz d'échappement des moteurs d'avion.

Il tire son nom d'un phénomène physique caractéristique des couches supérieures de l'atmosphère : l'inversion par rapport au point de rosée. Il n'y a pas de particules de poussière dans les couches supérieures de l'atmosphère, et même lorsque la température descend en dessous du point de rosée, l'humidité atmosphérique reste à l'état gazeux, c'est-à-dire une lumière transparente et non diffusante. Le vol d'un avion en couches inversées provoque l'apparition d'un grand nombre de ces centres de condensation, et une condensation de vapeur se produit instantanément sur eux sous forme de gouttes d'humidité (brouillard nuageux). De ce fait, la trajectoire de vol de l'avion devient visible.

Les centres de condensation sont :

• particules émises par les chambres de combustion des moteurs ;
• tourbillons microturbulents apparaissant sur tout élément aérodynamique.

L'ensemble de ces centres de condensation précipite l'humidité en gouttelettes, et le sort ultérieur de la traînée brumeuse dépend des paramètres atmosphériques à cet endroit et à ce moment-là. Par exemple, une condensation supplémentaire et un grossissement des gouttelettes sont possibles, qui tombent simplement dans les couches inférieures de l'atmosphère. L'évaporation des gouttelettes due à la diffusion est possible.

Naturellement, la traînée nuageuse porte l’empreinte de la structure turbulente qui accompagnait l’écoulement autour de l’avion, et révèle clairement toute la texture vortex de l’air perturbé. Ceci explique les différences de densité à différentes échelles dans le sillage, y compris la discontinuité du sillage dans certains cas.

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Par une journée claire et dégagée dans un ciel sans nuages, vous pouvez souvent observer comment un avion volant à haute altitude forme une longue queue blanche, qui se dilate progressivement en raison des turbulences, puis s'érode, même si elle peut parfois atteindre plusieurs kilomètres de longueur. Si l’avion est multimoteur, il laisse derrière lui autant de bandes parallèles qu’il y a de moteurs installés, et ces bandes ne fusionnent pas immédiatement. Les aviateurs appellent ce phénomène une traînée de condensation, même si en fait il valait la peine de parler d'une traînée de condensation.

Quiconque a lu ou même parcouru les pages précédentes pourrait être surpris : quel est le secret ici ? C'est juste que dans cette couche d'air, il n'y a pas assez de ces noyaux de condensation, quel que soit leur nom, et dans les gaz d'échappement du moteur, il y en a peut-être plus qu'assez, c'est pourquoi l'humidité atmosphérique se condense sur eux. La réponse n'est pas entièrement correcte. En effet, de longues pluies peuvent « laver » considérablement l'atmosphère, mais j'ai spécifiquement souligné qu'il s'agissait d'un temps ensoleillé. Quelques noyaux de condensation 6 suffiront donc largement. Le point est différent : pendant les anticyclones (c'est-à-dire qu'un tel temps leur est typique), une inversion de température se produit très souvent, c'est-à-dire que la baisse progressive habituelle de la température de l'air avec l'altitude à une certaine altitude peut se transformer en une augmentation. Cela signifie que l'humidité disponible dans l'atmosphère dans cette couche peut ne pas être suffisante pour former la saturation (surtout la saturation) nécessaire à la cuisson des noyaux. D'où vient alors la traînée ? Mais le fait est que lors de la combustion du carburant (indépendamment de celui-ci dans un moteur à piston ou un turboréacteur), deux grammes d'eau se forment à partir de chaque gramme de celui-ci. Comment est-ce possible, d'où vient le gramme « supplémentaire » ? La réponse est simple : depuis les airs. Après tout, le processus de combustion des hydrocarbures (essence, kérosène) consiste en un ajout d'oxygène, entraînant la formation de vapeur d'eau, de dioxyde de carbone et de monoxyde de carbone, un peu de suie et beaucoup de chaleur. Le mélange de gaz chauds, ayant effectué un travail mécanique (mouvement du piston ou rotation de la turbine), s'échappe par le pot d'échappement. La vapeur d'eau surchauffée, une fois dans une atmosphère froide, acquiert un degré de saturation si élevé qu'elle se condense instantanément non seulement sur les noyaux hygroscopiques, mais également sur les particules de suie, formant un flux de brouillard épais qui commence presque au bord même de l'échappement. tuyau. La longueur de ce jet dépend de plusieurs raisons : de la teneur en humidité de cette couche de l'atmosphère (plus elle est proche de l'état de saturation, plus la trace persiste longtemps), du rapport des échelles de mouvements turbulents présentes dans le atmosphère non perturbée et générée en outre par le vol de l'avion, l'existence de flux convectifs, etc. Pendant le vol, l'avion peut traverser des zones à faible teneur en humidité, il devrait alors devenir intermittent.

Ce sont les pensées qui m'ont involontairement traversé la tête à la vue de quatre bandes parallèles blanc-blanc sur le fond d'un ciel bleu vif, que l'avion de ligne a laissé derrière lui.

Voir l'invisible... Contrail, l'effet Prandtl-Glauert et d'autres choses intéressantes.

Nous ne pouvons même pas voir la chose la plus simple, le mouvement de l’air. L'air est un gaz, et ce gaz est transparent, ça veut tout dire

Mais quand même, la nature a eu un peu pitié de nous et nous a donné une petite opportunité d'améliorer la situation. Et cette opportunité est de rendre un médium transparent opaque ou au moins coloré. En un mot intelligent, visualisez, écrit Yuri

Quant à la couleur, nous pouvons le faire nous-mêmes (mais pas toujours et pas partout, mais nous le pouvons), par exemple en utilisant de la fumée (de préférence colorée). Quant à l’opacité habituelle, c’est ici que la nature elle-même nous aide.

La chose la plus opaque de l’atmosphère sont les nuages, c’est-à-dire l’humidité condensée de l’air. C'est ce processus même de condensation qui nous permet, bien qu'indirectement, mais quand même assez clairement, de voir certains des processus se produisant lors de l'interaction d'un avion avec l'environnement aérien.

Un peu de condensation. Quand cela se produit, c’est-à-dire lorsque l’eau présente dans l’air devient visible. La vapeur d’eau peut s’accumuler dans l’air jusqu’à un certain niveau, appelé niveau de saturation. C'est quelque chose comme une solution saline dans un pot d'eau.

Le sel dans cette eau ne se dissoudra que jusqu'à un certain niveau, puis la saturation se produira et la dissolution s'arrêtera. J'ai essayé de faire cela plus d'une fois quand j'étais enfant.

Le niveau de saturation de l'atmosphère en vapeur d'eau est déterminé par le point de rosée. Il s'agit de la température de l'air à laquelle la vapeur d'eau qu'il contient atteint un état de saturation. Cet état (c'est-à-dire ce point de rosée) correspond à une certaine pression constante et une certaine humidité.

Lorsque l'atmosphère d'une zone atteint un état de sursaturation, c'est-à-dire qu'il y a trop de vapeur pour les conditions données, de la condensation se produit dans cette zone.

C'est-à-dire que l'eau est libérée sous forme de minuscules gouttelettes (ou immédiatement de cristaux de glace si la température ambiante est très basse) et devient visible. Juste ce dont nous avons besoin.

Pour que cela se produise, il faut soit augmenter la quantité d’eau dans l’atmosphère, ce qui signifie augmenter l’humidité, soit abaisser la température ambiante en dessous du point de rosée. Dans les deux cas, l’excès de vapeur sera libéré sous forme d’humidité condensée et nous verrons un brouillard blanc (ou quelque chose comme ça).

Autrement dit, comme cela est déjà clair, ce processus peut ou non avoir lieu dans l'atmosphère. Tout dépend des conditions locales.

Autrement dit, pour cela, vous avez besoin d'une humidité non inférieure à une certaine valeur, d'une certaine température et d'une certaine pression qui lui correspondent. Mais si toutes ces conditions se correspondent, on peut parfois observer des phénomènes assez intéressants.

Le premier est bien connu traînée de condensation. Ce nom vient du terme météorologique inversion (inversion), plus précisément inversion de température, lorsqu'avec l'augmentation de l'altitude, la température de l'air local ne baisse pas, mais augmente (cela arrive également).

Ce phénomène peut contribuer à la formation de brouillard (ou de nuages), mais il est par nature inadapté au sillage des avions et est considéré comme obsolète. Maintenant, c'est plus juste de dire traînée de condensation. Eh bien, c’est vrai, le point ici est précisément la condensation.

Le panache de gaz s'échappant des moteurs d'avion contient une quantité suffisante d'humidité qui augmente le point de rosée local dans l'air directement derrière les moteurs. Et si la température devient supérieure à la température ambiante, de la condensation se produit lors du refroidissement.

Elle est facilitée par la présence de centres dits de condensation, autour desquels se concentre l'humidité de l'air sursaturé (instable, pourrait-on dire). Ces centres deviennent des particules de suie ou de carburant non brûlé s'échappant du moteur.

Si la température ambiante est suffisamment basse (inférieure à 30-40°C), une sublimation se produit. C'est-à-dire que la vapeur, contournant la phase liquide, se transforme immédiatement en cristaux de glace. En fonction des conditions atmosphériques et de l'interaction avec le sillage qui traîne l'avion, traînée de condensation peut prendre des formes diverses, parfois assez bizarres.

La vidéo montre l'éducation traînée de condensation, filmé depuis le cockpit arrière de l’avion (je pense que c’est un TU-16, même si je n’en suis pas sûr). Les canons de l'unité de tir arrière (canon) sont visibles.

La deuxième chose qu'il faut dire est paquets de vortex. Il s'agit d'un phénomène grave, directement lié à la réactance inductive, et, bien sûr, il serait bien de le visualiser d'une manière ou d'une autre.

Nous avons déjà vu quelque chose à cet égard. Je veux dire la vidéo présentée dans ledit article montrant l'utilisation de fumée sur une installation au sol.

Cependant, la même chose peut être faite dans les airs. Et en même temps, obtenez des vues incroyablement spectaculaires. Le fait est que de nombreux avions militaires, en particulier les bombardiers lourds, les avions de transport et les hélicoptères, disposent à bord d’un équipement de protection dit passif. Il s'agit par exemple de fausses cibles thermiques (FTC).

De nombreux missiles de combat capables d'attaquer un avion (aussi bien sol-air qu'air-air) sont équipés de têtes chercheuses infrarouges. Autrement dit, ils réagissent à la chaleur. Il s’agit le plus souvent de la chaleur du moteur de l’avion.

Ainsi, les LTC ont une température bien supérieure à la température du moteur, et la fusée, lors de son mouvement, est déviée vers cette fausse cible, mais l'avion (ou l'hélicoptère) reste intact.

Mais c'est le cas, pour connaissance générale... L'essentiel ici est que les LTC sont tirés en grand nombre, et chacun d'eux (représentant une fusée miniature) laisse derrière lui une traînée de fumée.

Et voici, beaucoup de ces traces, s'unissant et se tordant en cordes vortex, visualisez-les et créez parfois des images d'une beauté époustouflante. L’un des plus célèbres est « Smoky Angel ». Il a été produit par une prise de vue depuis le centre de contrôle de vol d'un avion de transport Boeing C-17 Globemaster III.

Pour être honnête, il faut dire que les autres avions sont aussi de très bons artistes...

Cependant, paquets de vortex peut être vu sans utilisation de fumée. La condensation de la vapeur atmosphérique nous aidera ici aussi. Comme nous le savons déjà, l’air contenu dans le faisceau reçoit un mouvement de rotation et se déplace ainsi du centre du faisceau vers sa périphérie.

Cela provoque une expansion du centre du faisceau et une baisse de température, et si l'humidité de l'air est suffisamment élevée, des conditions peuvent être créées pour la condensation.

Nous pouvons alors voir les cordes du vortex de nos propres yeux. Cette possibilité dépend à la fois des conditions atmosphériques et des paramètres de l'avion lui-même.

Et plus les angles d'attaque de l'avion sont grands, plus paquets de vortex plus intenses et leur visualisation due à la condensation est plus probable. Ceci est particulièrement typique des chasseurs maniables et se manifeste également clairement sur les volets sortis.

D'ailleurs, exactement le même type de conditions atmosphériques permet d'observer des cordes vortex qui se forment aux extrémités des pales (qui dans cette situation sont les mêmes ailes) des turbopropulseurs ou des moteurs à pistons de certains avions. C'est aussi une image assez spectaculaire.

Parmi les vidéos ci-dessus, une vidéo avec l'avion Yak-52 est typique. Il pleut clairement là-bas et l'humidité est donc élevée.

Interaction des cordes vortex avec traînée de condensation, et puis les images peuvent être assez bizarres.

Maintenant, la prochaine chose. Je l’ai déjà mentionné plus tôt, mais il n’y a aucun mal à le répéter. Force de levage. Comme le dirait en plaisantant mon camarade toujours mémorable : « Où est-elle ?! » Qui l'a vue ? Eh bien, personne du tout. Mais une confirmation indirecte est encore visible.

Le plus souvent, cette opportunité est offerte lors d'un spectacle aérien. Les avions effectuant des évolutions diverses, plutôt extrêmes, fonctionnent bien sûr avec de grandes forces de portance provenant de leurs surfaces de portance.
Mais une portance importante signifie le plus souvent une forte baisse de pression (et donc de température) dans la zone au-dessus de l'aile, ce qui, comme nous le savons déjà, peut provoquer dans certaines conditions une condensation de la vapeur d'eau atmosphérique, et nous verrons ensuite par nous-mêmes. yeux que les conditions pour la création de la force de levage sont….

Pour illustrer ce qui a été dit sur les cordes vortex et l'ascenseur, il y a une bonne vidéo :

Dans la vidéo suivante, ces processus ont été filmés lors de l'atterrissage depuis la cabine passagers de l'avion :

Cependant, en toute honnêteté, il faut dire que ce phénomène en termes visuels peut être combiné avec Effet Prandtl-Gloert(en fait, c'est en général ce qu'il est).

Le nom fait peur, mais le principe est le même, et l'effet visuel est appréciable...

L'essence de ce phénomène est qu'un nuage de vapeur d'eau condensée peut se former derrière un avion (le plus souvent un avion) ​​se déplaçant à grande vitesse (assez proche de la vitesse du son).

Cela est dû au fait que lorsqu'il se déplace, l'avion semble déplacer de l'air devant lui et crée ainsi une zone de haute pression devant lui et une zone de basse pression derrière lui. .

Après le passage, l'air commence à remplir cette zone avec la basse pression provenant de l'espace voisin, et ainsi, dans cet espace, son volume augmente et la température baisse.

Et s'il y a suffisamment d'humidité de l'air et que la température descend en dessous du point de rosée, alors la vapeur se condense et un petit nuage apparaît.

Cela n’existe généralement pas longtemps. Lorsque la pression s'égalise, la température locale augmente et l'humidité condensée s'évapore à nouveau.

Souvent, lorsqu'un tel nuage apparaît, on dit que l'avion franchit le mur du son, c'est-à-dire qu'il devient supersonique. En fait, ce n'est pas vrai. Effet Prandtl-Gloert, c'est-à-dire que la possibilité de condensation dépend de l'humidité de l'air et de sa température locale, ainsi que de la vitesse de l'avion.

Le plus souvent, ce phénomène est caractéristique des vitesses transsoniques (à humidité relativement faible), mais peut également se produire à des vitesses relativement faibles avec une humidité de l'air élevée et à basse altitude, notamment au-dessus de la surface de l'eau.

Cependant, la forme d'un cône doux, que les nuages ​​​​de condensation ont souvent lorsqu'ils se déplacent à des vitesses élevées, est néanmoins souvent obtenue en raison de la présence d'ondes de choc dites locales, formées à des vitesses proches et supersoniques élevées.

Je ne peux pas non plus m’empêcher de me souvenir de mes turboréacteurs préférés. La condensation ici nous permet également de voir quelque chose d'intéressant. Lorsque le moteur tourne au sol à des régimes élevés et avec une humidité suffisante, vous pouvez voir « de l'air entrer dans le moteur »

En fait, pas tout à fait comme ça, bien sûr. C'est juste que le moteur aspire intensément de l'air et qu'un certain vide se forme à l'entrée, ce qui fait baisser la température, ce qui entraîne la condensation de la vapeur d'eau.

De plus, cela arrive souvent corde vortex, car l'air à l'entrée est tourbillonné par la turbine du compresseur (ventilateur). Pour des raisons que nous connaissons déjà, l'humidité se condense également dans le faisceau et devient visible. Tous ces processus sont clairement visibles dans la vidéo.

Eh bien, en conclusion, je vais donner un autre exemple très intéressant, à mon avis. Elle n’est plus associée à la condensation de vapeur et nous n’avons pas ici besoin de fumée colorée. Cependant, même sans cela, la nature illustre clairement ses lois.

Nous avons tous observé à plusieurs reprises comment de nombreuses volées d'oiseaux volent vers le sud à l'automne, puis retournent dans leur lieu d'origine au printemps. Dans le même temps, les oiseaux grands et lourds, comme les oies (sans parler des cygnes), volent généralement dans une formation intéressante, un coin. Le leader marche devant et le reste des oiseaux se disperse le long d'une ligne oblique à droite et à gauche. De plus, chacun des suivants vole vers la droite (ou vers la gauche) devant celui qui vole. Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi ils volent comme ils le font ?

Il s'avère que cela est directement lié à notre sujet. Un oiseau est aussi une sorte de machine volante, et derrière ses ailes à peu près le même des paquets de vortex, comme derrière l'aile d'un avion. Ils tournent également (l’axe de rotation horizontale passe par les extrémités des ailes), avec une direction de rotation vers le bas derrière le corps de l’oiseau et vers le haut derrière le bout de ses ailes.

Autrement dit, il s'avère qu'un oiseau volant par derrière et vers la droite (vers la gauche) est pris dans le mouvement de rotation ascendant de l'air. Cet air semble la soutenir et il lui est plus facile de rester en altitude.

Elle gaspille moins d'énergie. Ceci est très important pour les troupeaux qui parcourent de longues distances. Les oiseaux sont moins fatigués et peuvent voler plus loin. Seuls les dirigeants ne bénéficient pas d’un tel soutien. Et c'est pourquoi ils changent périodiquement, devenant au bout du coin pour se reposer.

Les bernaches du Canada sont souvent citées comme exemples de ce type de comportement. On pense que de cette manière, lors de vols longue distance « en équipe », ils économisent jusqu'à 70 % de leur énergie, augmentant ainsi considérablement l'efficacité des vols.

Il s'agit d'une autre façon de visualisation indirecte, mais plutôt visuelle, des processus aérodynamiques.

Notre nature est assez complexe et structurée de manière très ciblée et nous le rappelle périodiquement. Une personne ne peut que ne pas l'oublier et apprendre d'elle la vaste expérience qu'elle partage généreusement avec nous. L'essentiel ici est de ne pas en faire trop et de ne pas nuire...

Et à la fin de la vidéo sur les bernaches du Canada.

26 octobre 2016 Galinka