A Prandtl- Gloert effektus (gőzkúp) egy kúp alakú kondenzátumfelhő népszerű tudományos neve, amely egy transzonikus sebességgel mozgó objektum körül alakul ki . Leggyakrabban repülőgépen látható . Nevét Ludwig Prandtl német fizikusról és Hermann Gloert angol fizikusról kapta .
Amikor a test (szárny) körül elérünk egy bizonyos áramlási sebességet, amely megfelel a Mach-számnak , amelyet kritikusnak nevezünk, a helyi sebesség elkezdi meghaladni a hangsebességet . Ebben az esetben lökéshullám lép fel - normál lökéshullám . A határrétegben lévő áramlások azonban a viszkozitás miatt lényegesen kisebb sebességgel rendelkeznek. Létezik a felületre merőleges sebességgradiens, és ennek következtében nyomásgradiens . Ez a gradiens kedvezőtlen, ami az áramlás szétválásához vezet a lökéshullám tövében, és a lökéshullám lambdoid alakot vesz fel. Az elválasztott áramlás mintegy körbeveszi a lökést, és a lökéshullám mögötti zónába tágul [1] [2] .
Ez a folyamat lokálisan adiabatikus , ahol a levegő térfogata növekszik és hőmérséklete csökken. Ha a levegő páratartalma elég magas, akkor a levegő hőmérséklete a harmatpont alatt lehet . Ezután a levegőben lévő vízgőz apró cseppekké kondenzálódik, amelyek egy kis felhőt alkotnak. Mivel a lökéshullám mögött elkülönült áramlások a frontja mentén irányulnak, a felhő elülső széle megismétli alakját, kúpot képezve.
Mivel a lökéshullámfronttól távolodva a hőmérséklet ismét egyenlővé válik a zavartalan áramlás hőmérsékletével, a kondenzátum elpárolog. Ezért úgy tűnik, hogy a gőzfelhő követi a repülőgépet.
A sebesség további növelésével a normál lökés eleje az áramlás irányába tolódik el, a határrétegben az áramlások szuperszonikussá válnak, a kondenzáció feltételei megszűnnek. Ezért a gőzkúp csak egy szűk sebességtartományban figyelhető meg.
Mivel az elválasztott áramlásokban a kondenzáció nem csak transzonikus áramlás során fordul elő, például nagy támadási szögű repüléskor vagy örvénykötegekben a szélektől és a szárnyvégektől , ezeket a jelenségeket gyakran Prandtl-Gloert effektusnak is nevezik, annak ellenére, hogy a sebesség a gradienst (nyomást) számos egyéb ok okozza.
Ezenkívül az elakadás nem szükséges feltétele a páralecsapódásnak. Nagyon gyakran ezt a hatást tévesen Wilson -kondenzátum-felhőnek tekintik, amely lökéshullám áthaladása következtében jön létre, amikor az áramok az elejére irányulnak, és semmilyen módon nem kapcsolódik az áramlás megakadásához. És még lamináris áramlás esetén is, elválasztóáramok nélkül, magas páratartalom mellett, a nyomáskülönbség miatti hőmérséklet-különbség párafelhők kialakulásához vezethet a repülőgép körül.
Az effektus elnevezése abból a tévhitből ered, hogy a hatás megjelenése az azonos név elméleti szingularitásával függ össze . Így ez a hatás a Stigler -törvény példájának tekinthető .
Videó egy párás levegőben a vízfelszín felett repülő F-14A repülőgépről kondenzációs felhő kialakulásáról és eltűnéséről
Az F / A-18 Prandtl-Gloert effektus repülőgép megnyilvánulásának egy változata
A hatás az " Atlantis " sikló indulásakor
Páralecsapódás a Szu-57 repülése során nagy támadási szögekkel a MAKS-2015 légi bemutatón - ezt a jelenséget leggyakrabban hatásként veszik
Wilson felhője a " Baker" atombomba robbanásakor - gyakran összetévesztik a hatásával
A C-27- es repülőgépek turbólégcsavaros hajtóművei propellerei végén kialakuló páralecsapódás szintén nem a Prandtl-Gloert effektus