Prandtl-Gloert-effekten (ångkon) är ett populärt vetenskapligt namn för ett konformat moln av kondensat som uppstår runt ett föremål som rör sig med transoniska hastigheter . Ses oftast på flygplan . Uppkallad efter den tyske fysikern Ludwig Prandtl och den engelske fysikern Hermann Gloert .
När en viss flödeshastighet runt kroppen (vingen) uppnås, motsvarande Mach-talet , kallat kritiskt, börjar den lokala hastigheten överstiga ljudets hastighet . I det här fallet uppstår en chockvåg - en normal chockvåg . Däremot har flöden i gränsskiktet , på grund av viskositet , en betydligt lägre hastighet. Det finns en hastighetsgradient vinkelrätt mot ytan, och som en konsekvens , en tryckgradient. Denna gradient är ogynnsam, vilket leder till flödesseparation vid basen av stötvågen, och stötvågen antar en lambdoidform . Det separerade flödet sveper sig så att säga runt stöten, expanderar in i zonen bakom stötvågen [1] [2] .
Denna process är lokalt adiabatisk , där volymen som upptas av luften ökar och dess temperatur minskar. Om luftfuktigheten är tillräckligt hög kan lufttemperaturen vara under daggpunkten . Sedan kondenserar vattenångan i luften till små droppar som bildar ett litet moln. Eftersom de separerade flödena bakom stötvågen är riktade längs dess front, upprepar molnets framkant sin form och bildar en kon.
Eftersom temperaturen återigen blir lika med temperaturen på det ostörda flödet när vi rör oss bort från stötvågsfronten förångas kondensatet. Därför verkar det som att ångmolnet följer flygplanet.
Med en ytterligare ökning av hastigheten skiftar fronten av den normala stöten i flödesriktningen, flödena i gränsskiktet blir överljud och förutsättningarna för kondens försvinner. Därför observeras ångkonen endast i ett smalt intervall av hastigheter.
Eftersom kondens i separerade flöden inte bara sker under transoniskt flöde, till exempel vid flygning med höga anfallsvinklar eller i virvelknippen från kanterna och vingspetsarna , kallas dessa fenomen ofta även för Prandtl-Gloert-effekten, trots att hastigheten gradient (tryck) orsakas av flera andra orsaker.
Dessutom är stall inte ett nödvändigt villkor för kondens. Så mycket ofta tas denna effekt av misstag som ett moln av Wilson - kondensat, som bildas som ett resultat av passagen av en stötvåg när strömmarna riktas över dess front, och är inte på något sätt förknippad med flödesstopp. Och även med laminärt flöde utan separationsströmmar under hög luftfuktighet, kan temperaturskillnaden på grund av tryckskillnaden leda till bildandet av ångmoln runt flygplanet.
Namnet på effekten kommer från missuppfattningen att effektens utseende är förknippat med den teoretiska singulariteten med samma namn . Således kan denna effekt betraktas som ett exempel på Stiglers lag .
Video av bildandet och försvinnandet av ett kondensmoln från ett F-14A flygplan som flyger i fuktig luft över vattenytan
En variant av manifestationen av Prandtl-Gloert-effektflygplanet F / A-18
Effekten i början av skytteln " Atlantis "
Fuktkondensering under flygningen av Su-57 med höga anfallsvinklar vid MAKS-2015- flygmässan - detta fenomen tas oftast som en effekt
Molnet av Wilson i explosionen av atombomben "Baker" - ofta misstas för effekten
Kondens i ändarna av propellrarna på turbopropmotorerna på C-27- flygplanet är inte heller Prandtl-Gloert-effekten