Obłok Prandtla-Glauerta
 | Ten artykuł od 2014-04 wymaga zweryfikowania podanych informacji. |
Obłok Prandtla-Glauerta – obłok skroplonej pary wodnej, powstający podczas lotu statku powietrznego z prędkością bliską prędkości dźwięku.
W wielu miejscach powietrze opływa samolot z większą prędkością względną od prędkości nieruchomego powietrza. Gdy samolot zwiększa prędkość i osiąga ona wartość krytyczną liczby Macha (M = 1), w niektórych miejscach prędkość opływu przekracza lokalnie prędkość dźwięku. Zwiększanie prędkości opływu i zmniejszanie ciśnienia odbywa się płynnie i bez strat, natomiast zmniejszenie tej prędkości jest możliwe tylko skokowo, na powierzchni fali uderzeniowej, gdzie występuje nieciągłość (gwałtowny spadek) prędkości, któremu towarzyszy równie gwałtowny wzrost ciśnienia i temperatury.
Na szkicu pokazano sytuację, gdy prędkość przed profilem jest poddźwiękowa (M < 1), następnie na profilu następuje przyśpieszenie do prędkości naddźwiękowej (M > 1), czemu towarzyszy zmniejszenie ciśnienia i – zgodnie z regułami termodynamiki – spadek temperatury.
Po przekroczeniu pewnego punktu ma miejsce fizyczna realizacja tzw. osobliwości (w znaczeniu matematycznym) transformacji Prandtla-Glauerta, objawiająca się dość gwałtownym spadkiem temperatury, rozpoczynającym się od linii izotermy, zaznaczonej na ilustracji. Za tą linią następuje skroplenie pary wodnej i powstaje widoczny obłok, który raptownie kończy się na powierzchni fali uderzeniowej, za którą skokowo rośnie ciśnienie i temperatura, a prędkość maleje do poddźwiękowej (M < 1) – w ten właśnie sposób powstaje obłok Prandtla-Glauerta.
Galeria
Samolot F-18 lecący blisko prędkości dźwięku. Widać obłok Prandtla-Glauerta
Startujący wahadłowiec Atlantis blisko prędkości dźwięku.
Widoczna na pierwszym zdjęciu efektowna stożkowa powierzchnia początku obłoku nie wizualizuje fali uderzeniowej, lecz początek obszaru, w którym spełnione są warunki kondensacji. Koniec tego obłoku wskazuje położenie prostopadłej fali uderzeniowej. Mały obłok Prandtla-Glauerta widoczny jest też tuż za kabiną.
Zobacz też
Media użyte na tej stronie
Szkic do objaśnienia zjawiska obłoku Prandtla-Glauerta
_-_filtered.jpg)
Off the coast of Pusan, South Korea: An F/A-18 Hornet assigned to Strike Fighter Squadron One Five One (VFA-151) breaks the sound barrier in the skies over the Pacific OceanswaqeA
. VFA-151 is deployed aboard USS Constellation (CVN 64). This is an edited version (reduced grain).
This view of the shock wave condensation collars backlit by the sun occurred during the launch of Atlantis on STS-106 and was captured on an engineering 35mm motion picture film. One frame was digitized to make this still image. Although the primary effect is created by the Orbiter forward fuselage, secondary effects can be seen on the SRB forward skirt, Orbiter vertical stabilizer and wing trailing edges (behind SSME's).