Γιατί το αεροπλάνο αφήνει ίχνη; 23 Ιουνίου 2017

Φυσικά, συχνά στον ουρανό που βλέπεις αυτό το ίχνος δεν είναι τόσο «ισχυρό», αλλά υπάρχουν μερικά σημεία σχετικά με αυτό που ίσως δεν γνωρίζεις.

Ελεγξε τον εαυτό σου...

Συχνά σηκώνοντας το κεφάλι μας προς τον ουρανό, βλέπουμε μια λευκή λωρίδα πάνω του από ένα αεροπλάνο που πετάει. Το ίχνος που αφήνει πίσω του ονομάζεται συμπύκνωση. Παρεμπιπτόντως, το ονομάζουμε συχνά contrail, αλλά στη Wikipedia απέναντι από το "contrail" υπάρχει μια σημείωση "παρωχημένο όνομα". Επομένως, θα χρησιμοποιήσουμε τον όρο «συμπύκνωση». Επιπλέον, αυτό το όνομα "μιλάει" - σε αυτό ακριβώς το όνομα βρίσκεται η απάντηση στο ερώτημα τι είναι.

Κατά κανόνα, τα καυσαέρια των κινητήρων αεριωθουμένων είναι η άμεση αιτία του ίχνους. Περιλαμβάνουν υδρατμούς, διοξείδιο του άνθρακα, οξείδια του αζώτου, υδρογονάνθρακες, αιθάλη και ενώσεις θείου. Από αυτά, μόνο οι υδρατμοί και το θείο ευθύνονται για την εμφάνιση του contrail. Το θείο χρησιμεύει για το σχηματισμό σημείων συμπύκνωσης, ενώ το ίδιο το contrail μπορεί να σχηματιστεί τόσο από υδρατμούς, που είναι μέρος των καυσαερίων, όσο και από ατμό, που είναι μέρος της υπερκορεσμένης ατμόσφαιρας.

Μπαίνοντας στον κρύο αέρα (και στο υψόμετρο στο οποίο συνήθως πετούν τα αεροπλάνα, η θερμοκρασία είναι περίπου -40 βαθμοί), ο ατμός συμπυκνώνεται γύρω από τα σωματίδια του καυσίμου και λαμβάνονται μικροσκοπικά σταγονίδια, όπως η ομίχλη, που σχηματίζουν μια λωρίδα στο ουρανός. Μπορούμε να πούμε ότι αποδεικνύεται ένα είδος τεχνητού μακρύ σύννεφο. Με την πάροδο του χρόνου, θα διαλυθεί ή θα γίνει μέρος των σύννεφων των κιρσών.

Γιατί αυτό το ίχνος δεν είναι πάντα ορατό;

Εάν για τέτοια υγρασία η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι κάτω από το σημείο δρόσου, τότε η υγρασία σχηματίζει λευκά ίχνη συμπύκνωσης πίσω από τους κινητήρες. Σε χαμηλά υψόμετρα αποτελούνται από σταγονίδια νερού, τα οποία συνήθως εξατμίζονται γρήγορα και το ίχνος εξαφανίζεται. Αλλά όταν το αεροπλάνο πετά σε μεγάλο ύψος, όπου η θερμοκρασία του αέρα είναι κάτω από -40 ° C, ο ατμός συμπυκνώνεται αμέσως σε κρυστάλλους πάγου, οι οποίοι εξατμίζονται πολύ πιο αργά.

Παρεμπιπτόντως, τα contrails των αεροσκαφών μπορούν να επηρεάσουν το κλίμα της Γης. Αν κοιτάξετε τη Γη από έναν δορυφόρο, μπορείτε να δείτε ότι σε εκείνες τις περιοχές όπου συχνά πετούν αεροπλάνα, ολόκληρος ο ουρανός καλύπτεται από τα ίχνη τους. Μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτό είναι καλό - τα ίχνη αυξάνουν τις ανακλαστικές ιδιότητες της ατμόσφαιρας, εμποδίζοντας έτσι τις ακτίνες του ήλιου να φτάσουν στην επιφάνεια της Γης. Αυτό μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας της γης και να αποτρέψει την υπερθέρμανση του πλανήτη. Άλλοι πιστεύουν ότι είναι κακό - τα σύννεφα κίρρου που προκύπτουν από το ίχνος συμπύκνωσης εμποδίζουν την ψύξη της ατμόσφαιρας, προκαλώντας έτσι τη θέρμανση της. Ποιος έχει δίκιο και ποιος άδικο, ο χρόνος θα δείξει.

Θέλετε να σταματήσετε να αφήνετε ίχνη;

Ανάλογα με τις ατμοσφαιρικές συνθήκες και την ταχύτητα του ανέμου, ένα contrail μπορεί να παραμείνει στον ουρανό για έως και 24 ώρες και να έχει μήκος έως και 150 km. Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Ρέντινγκ (Ηνωμένο Βασίλειο) αποφάσισαν να καταλάβουν πώς να κάνουν τα αεροπλάνα να πετούν χωρίς ίχνος, διατηρώντας παράλληλα την κερδοφορία των μεταφορών.

«Μπορεί να φαίνεται ότι το αεροπλάνο πρέπει να κάνει μια σημαντική παράκαμψη για να αποφύγει το contrail. Αλλά λόγω της καμπυλότητας της Γης, χρειάζεται μόνο να αυξήσετε λίγο την απόσταση για να αποφύγετε πραγματικά μεγάλα μονοπάτια », λέει η Emma Irwin, συγγραφέας της μελέτης, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Environmental Research Letters.

Οι υπολογισμοί τους έδειξαν ότι για μικρά αεροσκάφη μικρών αποστάσεων, μια απόκλιση από τις περιοχές κορεσμένες με υγρασία, ακόμη και 10 φορές το μήκος του ίδιου του contrail, μπορεί να μειώσει τις αρνητικές επιπτώσεις στο κλίμα.

«Για μεγαλύτερα αεροπλάνα, τα οποία εκπέμπουν περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα ανά χιλιόμετρο, έχει νόημα η τριπλάσια διακύμανση», λέει ο Irwin. Στη μελέτη τους, οι επιστήμονες αξιολόγησαν τον αντίκτυπο στο κλίμα των αεροσκαφών που πετούν στο ίδιο ύψος.

Για παράδειγμα, ένα αεροπλάνο που πετάει από το Λονδίνο στη Νέα Υόρκη μπορεί να αποκλίνει μόνο κατά δύο μοίρες για να αποφύγει μια μεγάλη αφύπνιση, η οποία προσθέτει 22 χιλιόμετρα στη διαδρομή του, ή 0,4% της συνολικής απόστασης.

Οι επιστήμονες συμμετέχουν επί του παρόντος σε ένα έργο που στοχεύει στην αξιολόγηση της δυνατότητας επανασχεδιασμού των υφιστάμενων διατλαντικών διαδρομών ώστε να ληφθεί υπόψη ο αντίκτυπος της αεροπορίας στο κλίμα. Η υλοποίηση των προτάσεων των κλιματολόγων σημαίνει στο μέλλον να αντιμετωπίζουμε προβλήματα στον τομέα της οικονομίας και της ασφάλειας των αεροπορικών μεταφορών, παραδέχονται οι ειδικοί. «Οι ελεγκτές πρέπει να αξιολογήσουν εάν αυτές οι επαναδρομές πτήσης-πτήσης είναι εφικτές και ασφαλείς και οι μετεωρολόγοι πρέπει να καταλάβουν εάν μπορούν να προβλέψουν αξιόπιστα πού και πότε μπορεί να δημιουργηθούν κοντράλ σύννεφα», είπε ο Irwin.

Ένα αεροπλάνο που πετά στον ουρανό είναι ένα όμορφο θέαμα. Ειδικά όταν αφήνει πίσω του ένα ίχνος που μπορεί να απλωθεί στον ουρανό. Με τον καιρό αυτό το ίχνος εξαφανίζεται, το κουβαλούν οι άνεμοι που βασιλεύουν στον ουρανό. Μπορεί να είναι μακρύ ή σύντομο και μερικές φορές το αεροπλάνο δεν το αφήνει καθόλου. Με τι συνδέονται αυτά τα φαινόμενα, γιατί άλλοτε μένει το ίχνος και άλλοτε όχι και από τι αποτελείται;

Πολλοί περίεργοι κάνουν αυτές τις ερωτήσεις. Για να κατανοήσουμε όλες τις αποχρώσεις, είναι απαραίτητο πρώτα απ 'όλα να καταλάβουμε από τι αποτελείται αυτό το ίχνος.

Όχι καπνός από την καύση καυσίμου

Κάποιοι μπορεί να υποστηρίξουν ότι αυτό το μονοπάτι δεν είναι τίποτα άλλο από τον καπνό που παραμένει όταν καίγεται καύσιμο, κατ' αναλογία με την εξάτμιση του αυτοκινήτου. Οι στρόβιλοι αεροπλάνων είναι πολύ πιο ισχυροί από έναν κινητήρα αυτοκινήτου, γι' αυτό και παράγουν τόσο πολύ καπνό. Αλλά αυτή η απάντηση θα είναι βασικά λανθασμένη, εντελώς αγράμματη.

Οι κινητήρες των αεροσκαφών εκπέμπουν αέρια που απομένουν από την καύση της κηροζίνης της αεροπορίας, αλλά η εξάτμιση του αεροσκάφους είναι διαφανής. Εξάλλου, ούτε ένα αεροσκάφος σε καλή κατάσταση δεν καπνίζει στον διάδρομο, κατά την απογείωση ή την προσγείωση. Αν ήταν καυσαέριο, θα γινόταν αμέσως προφανές, και δεν θα υπήρχε τίποτα να αναπνεύσει στο αεροδρόμιο. Αλλά υπάρχουν μερικά πράγματα που οι κινητήρες πετούν έξω.

Σχετικά υλικά:

Γιατί το αεροπλάνο είναι ο ασφαλέστερος τρόπος μεταφοράς;

Μαζί με άλλα στοιχεία του μίγματος αερίου-αέρα της εξάτμισης, εκπέμπεται επίσης νερό - σε κατάσταση ατμού. Εάν το αεροσκάφος βρίσκεται σε χαμηλό ύψος, αυτό συνήθως δεν είναι ορατό. Σε μια κατάσταση όπου το αεροπλάνο έχει ανέβει ψηλά, το νερό κρυσταλλώνεται αμέσως, σχηματίζοντας λευκά σύννεφα που απλώνονται πίσω από κάθε τουρμπίνα. Αυτό είναι το κλειδί για το μονοπάτι που απλώνεται πίσω από τα αεροπλάνα.

Γιατί το ίχνος δεν είναι πάντα ορατό;

Όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία στη θάλασσα, τόσο πιο γρήγορη και ολοκληρωμένη γίνεται η διαδικασία κρυστάλλωσης του νερού που εκπέμπουν οι κινητήρες. Αν το αεροπλάνο πετά χαμηλά, δεν τίθεται θέμα χαμηλότερων θερμοκρασιών, το ίχνος δεν είναι ορατό ή μόλις που γίνεται αντιληπτό. Αξίζει να θυμηθούμε ότι όσο πιο ψηλά ανεβαίνει το φτερωτό αυτοκίνητο, τόσο χαμηλότερες πέφτουν οι θερμοκρασίες. Στα υψηλά στρώματα, ο δείκτης μπορεί να εμφανιστεί στην περιοχή των -40 μοιρών και είναι απολύτως φυσικό η υγρασία εδώ να παγώνει αμέσως και εντελώς, σχηματίζοντας ένα παχύ ίχνος. Σε τέτοιες θερμοκρασίες, ακόμη και η αναπνοή ενός ατόμου παγώνει - αξίζει να θυμηθούμε ότι κυριολεκτικά πριν από 50-60 χρόνια, οι πιλότοι έλαβαν παλτό από δέρμα προβάτου και ζεστά ρούχα για πτήσεις οποιαδήποτε στιγμή του χρόνου, ώστε να μην παγώνουν στα πιλοτήρια.

Γιατί το αεροπλάνο αφήνει ίχνη;

Μερικές φορές είναι ορατές στον ουρανό μακριές λευκές ραβδώσεις, σαν πολύ στενά σύννεφα. Αυτές οι ρίγες υφαίνονται σε περίεργα σχέδια, ορμούν και μετά ξαφνικά σπάνε απροσδόκητα. Καθένας από εμάς γνωρίζει ότι αυτό είναι το ίχνος ενός αεροπλάνου που πετά ψηλά στον ουρανό. Έχοντας πάει, για παράδειγμα, με ταξί στο αεροδρόμιο, μπορούμε να παρατηρήσουμε πόσα αεροπλάνα απογειώνονται και προσγειώνονται, αλλά γιατί ένα αεροπλάνο που πετά χαμηλά δεν αφήνει κανένα ίχνος του εαυτού του και ένα αεροπλάνο που έχει ανέβει τόσο ψηλά που δεν είναι ορατό όλα αρχίζουν να αφήνουν ίχνη;

Ίχνη αεροσκάφους - το λεγόμενο contrail (contrail) - ένα ορατό ίχνος συμπυκνωμένου υδρατμού που εμφανίζεται στην ατμόσφαιρα πίσω από κινούμενα αεροσκάφη υπό ορισμένες ατμοσφαιρικές συνθήκες. Το φαινόμενο παρατηρείται συχνότερα στα ανώτερα στρώματα της τροπόσφαιρας, πολύ λιγότερο συχνά στην τροπόπαυση και τη στρατόσφαιρα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να παρατηρηθεί και σε χαμηλά υψόμετρα.

Τα Contrail ανήκουν σε μια ξεχωριστή ομάδα νεφών - τεχνογενή ή τεχνητά σύννεφα - Ci trac. (Cirrus tractus, cirrus - πτερωτή, tractus - ίχνος).

Το ίχνος πήρε το όνομά του από τη διαδικασία συμπύκνωσης που οδηγεί στην εμφάνισή του. Η συμπύκνωση συμβαίνει μόνο υπό τέτοιες συνθήκες όταν η ποσότητα των υδρατμών υπερβαίνει την ποσότητα που είναι απαραίτητη για τον κορεσμό. Αυτές οι συνθήκες καθορίζονται από το σημείο δρόσου - τη θερμοκρασία στην οποία οι υδρατμοί που περιέχονται στον αέρα φθάνουν σε κορεσμό σε δεδομένη συγκεκριμένη υγρασία και σταθερή πίεση. Ο βαθμός κορεσμού χαρακτηρίζεται από σχετική υγρασία - το ποσοστό της ποσότητας υδρατμών που περιέχεται στον αέρα στην ποσότητα που απαιτείται για κορεσμό (στην ίδια θερμοκρασία). Εκτός από αυτές τις συνθήκες, είναι επίσης απαραίτητη η παρουσία κέντρων συμπύκνωσης. Σε θερμοκρασίες έως -30 ... -40 ° C, οι υδρατμοί διέρχονται στην υγρή φάση κατά τη συμπύκνωση, σε θερμοκρασίες κάτω από -30 ... -40 ° C, οι υδρατμοί μετατρέπονται αμέσως σε κρυστάλλους πάγου, παρακάμπτοντας την υγρή φάση. Επίσης σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό του ίχνους παίζει η διαδικασία της εξάτμισης, που οδηγεί στην εξαφάνισή του.

Υπάρχουν δύο βασικοί λόγοι για τις συνθήκες συμπύκνωσης και την εμφάνιση ίχνους: Ο πρώτος είναι η αύξηση της υγρασίας του αέρα όταν υδρατμοί που περιέχονται στα καυσαέρια ενός κινητήρα αεροσκάφους ως αποτέλεσμα της καύσης καυσίμου προστίθενται στους ατμοσφαιρικούς υδρατμούς. Αυτό αυξάνει το σημείο δρόσου στον περιορισμένο όγκο αέρα (πίσω από τους κινητήρες). Εάν το σημείο δρόσου γίνει υψηλότερο από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, τότε καθώς τα καυσαέρια ψύχονται, συμπυκνώνεται η περίσσεια υδρατμών. Η ποσότητα των υδρατμών που εκπέμπει ο κινητήρας εξαρτάται από την ισχύ και τον τρόπο λειτουργίας του, δηλαδή από την κατανάλωση καυσίμου. Ο δεύτερος λόγος είναι η μείωση της πίεσης και της θερμοκρασίας του αέρα πάνω από το φτερό και μέσα στις δίνες που συμβαίνουν όταν ρέουν γύρω από διάφορα μέρη του αεροσκάφους. Οι πιο έντονες δίνες σχηματίζονται στα άκρα των φτερών και στα εκτεταμένα πτερύγια, καθώς και στα άκρα των πτερυγίων της προπέλας. Εάν η θερμοκρασία πέσει κάτω από το σημείο δρόσου, η περίσσεια ατμοσφαιρικών υδρατμών συμπυκνώνεται στην περιοχή πάνω από το φτερό και μέσα στις δίνες. Ο βαθμός μείωσης της πίεσης και της θερμοκρασίας εξαρτάται από παραμέτρους όπως η μάζα του αεροσκάφους, ο συντελεστής ανύψωσης, το μέγεθος της επαγωγικής οπισθέλκουσας κ.λπ. Συχνά υπάρχουν ίχνη που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα ενός συνδυασμού αυτών των δύο αιτιών. Ο σχηματισμός μιας διαδρομής συμπύκνωσης διευκολύνεται επίσης από κέντρα συμπύκνωσης με τη μορφή σωματιδίων άκαυτου ή ατελώς καμένου (αιθάλης) καυσίμου. Μαζί με τη συμπύκνωση, συμβαίνει και η αντίστροφη διαδικασία - εξάτμιση: τα σωματίδια των συμπυκνωμένων υδρατμών εξατμίζονται και το ίχνος εξαφανίζεται με την πάροδο του χρόνου. Ο ρυθμός εξάτμισης επηρεάζεται από την υγρασία του αέρα που περιβάλλει το ίχνος και την κατάσταση συσσωμάτωσης των ιχνών σωματιδίων. Όσο πιο ξηρός είναι ο αέρας, τόσο πιο γρήγορη η εξάτμιση. Αντίθετα, η εξάτμιση δεν συμβαίνει όταν οι υδρατμοί βρίσκονται σε κατάσταση κορεσμού. Οι συμπυκνωμένοι υδρατμοί σε θερμοκρασία αέρα -30 ... -40 ° C εν μέρει και σε θερμοκρασία κάτω από -40 ° C μετατρέπονται πλήρως σε κρυστάλλους, η εξάτμιση των κρυστάλλων πάγου συμβαίνει πολύ πιο αργά από τις σταγόνες νερού.

Έτσι, η πιθανότητα εμφάνισης και διάρκεια ζωής ενός μονοπατιού συμπύκνωσης, καθώς και ο τύπος του, εξαρτώνται από την υγρασία και τη θερμοκρασία του ατμοσφαιρικού αέρα (ceteris paribus). Σε χαμηλή υγρασία και σχετικά υψηλή θερμοκρασία, μπορεί να μην υπάρχει καθόλου ίχνος, αφού υπό τέτοιες συνθήκες οι υδρατμοί δεν φθάνουν σε κατάσταση υπερκορεσμού. Όσο υψηλότερη είναι η υγρασία και όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο περισσότερο συμπυκνώνονται οι υδρατμοί, τόσο πιο αργή γίνεται η εξάτμιση, επομένως το μονοπάτι είναι πλουσιότερο και μεγαλύτερο. Και σε σχετική υγρασία κοντά στο 100% και χαμηλή θερμοκρασία, η μεγαλύτερη ποσότητα υδρατμών συμπυκνώνεται, η υψηλή υγρασία εμποδίζει την εξάτμιση των σωματιδίων του ίχνους, γεγονός που οδηγεί στο σχηματισμό μονοπατιών συμπύκνωσης που μπορεί να υπάρχουν για μεγάλο χρονικό διάστημα, συχνά μετατρέποντας σε κίρους ή cirrocumulus σύννεφα. Δεδομένου ότι οι υδρατμοί στην ατμόσφαιρα είναι άνισα κατανεμημένοι, αυτός είναι ο λόγος για το ίδιο «άνισο» αποτύπωμα.

Τα contrails σχηματίζονται όχι μόνο σε μεγάλα ύψη πτήσης (εξ ου και ένα από τα λανθασμένα ονόματα - "μονοπάτι μεγάλου υψομέτρου"). Στο αεροδρόμιο πάγου του πολικού σταθμού Scott Amundsen (υψόμετρο 2830 m πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας), υπό ορισμένες συνθήκες (θερμοκρασία αέρα μείον 50 μοίρες και κάτω), αυτό το μονοπάτι σχηματίζεται ήδη κατά την απογείωση ή την προσγείωση και πίσω από αεροσκάφη στροβιλοκινητήρα (C-130 «Ηρακλής» από την «Πτέρυγα του Χιονιού» της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ), γεγονός που καθιστά περιττή τη συζήτηση μιας άλλης εσφαλμένης ονομασίας - «μονοπάτι τζετ».

Οι ιχνηλάτες εξακολουθούν να αποτελούν παράγοντα αποκάλυψης για τις δραστηριότητες της στρατιωτικής αεροπορίας, επομένως η πιθανότητα εμφάνισής τους υπολογίζεται από μετεωρολόγους της αεροπορίας χρησιμοποιώντας κατάλληλες μεθόδους και εκδίδονται συστάσεις στα πληρώματα. Η αλλαγή του ύψους πτήσης εντός συγκεκριμένων ορίων σάς επιτρέπει να αποφύγετε ή να εξαλείψετε εντελώς την ανεπιθύμητη επίδραση αυτού του παράγοντα.

Υπάρχει επίσης ένας αντίποδας (απέναντι) στο contrail - ένα "αντίστροφο", "αρνητικό" (πολύ σπάνια ονόματα) μονοπάτι, που σχηματίζεται από τη διασπορά στοιχείων νέφους (κρύσταλλοι πάγου) εντός του ίχνους υπό ορισμένες συνθήκες. Μου θυμίζει την "αντιστροφή χρωμάτων" στους γραφικούς επεξεργαστές προγραμμάτων υπολογιστών, όταν ο γαλάζιος ουρανός είναι σύννεφο και το ίδιο το μονοπάτι είναι καθαρό μπλε διάστημα. Παρατηρείται ξεκάθαρα σε σύννεφα στιβάδας ή σωρευτικού όγκου ασήμαντου κατακόρυφου πάχους και απουσία άλλων (υψηλότερων για έναν παρατηρητή από τη Γη) στρωμάτων σύννεφων που καλύπτουν το μπλε φόντο της ανώτερης ατμόσφαιρας. Παρατηρείται τουλάχιστον τόσο συχνά όσο και contrails, αλλά, λόγω της αναφερόμενης ιδιαιτερότητας, είναι λιγότερο πιθανό να είναι αναμενόμενο και λιγότερο απεικονισμένο σε δημοσιεύσεις για σύννεφα και υλικά από ερασιτέχνες παρατήρησης αυτών των φαινομένων.

Το contrail δεν πρέπει να συγχέεται με το wake. Το wake είναι μια διαταραγμένη περιοχή αέρα που σχηματίζεται πάντα πίσω από ένα κινούμενο αεροσκάφος. Ωστόσο, το μονοπάτι της συμπύκνωσης, που αλληλεπιδρά με την αφύπνιση, αποκαλύπτει ανάγλυφα τη δομή της δίνης του διαταραγμένου αέρα.

Σύμφωνα με τους κλιματολόγους, τα contrails επηρεάζουν το κλίμα, μειώνοντας τη θερμοκρασία λόγω του γεγονότος ότι εκφυλίζονται σε σύννεφα κίρους, αυξάνοντας έτσι το άλμπεντο της Γης.

Σύμφωνα με υλικά:

 Απάντηση:
Η απάντηση είναι προφανής - για τον ίδιο λόγο που εμφανίζεται ομίχλη ή παγετός όταν αναπνέετε στο κρύο. Το καύσιμο υδρογονάνθρακα καίγεται σε τουρμπίνες αεροσκαφών και ένα από τα προϊόντα καύσης είναι το νερό, πιο συγκεκριμένα ο ατμός του, που θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία. Οι ατμοί ζεστού νερού, που πετούν έξω από το ακροφύσιο του στροβίλου, αρχίζουν αμέσως να συμπυκνώνονται, σχηματίζοντας ένα νηματώδες σύννεφο που αποτελείται από μικροσκοπικές σταγόνες νερού ή κρυστάλλους πάγου, καθώς η θερμοκρασία σε τέτοιο ύψος είναι χαμηλότερη −40 °С. Μερικές φορές ο αέρας σε υψόμετρο είναι υπερκορεσμένος με υγρασία, η οποία δεν μπορεί να συμπυκνωθεί μόνο λόγω της απουσίας των λεγόμενων πυρήνων συμπύκνωσης - των μικρότερων σωματιδίων, όπως η σκόνη. Σε τέτοιες περιπτώσεις, ένα αεροσκάφος που πετάει πάνω του, αφήνοντας πίσω του σωματίδια αιθάλης - προϊόν ατελούς καύσης καυσίμου, προκαλεί τη συμπύκνωση υπερκορεσμένων ατμοσφαιρικών ατμών. Επομένως, σύμφωνα με την ένταση του λευκού ίχνους από ένα ιπτάμενο αεροσκάφος, μπορεί κανείς να κρίνει την υγρασία του αέρα στα ανώτερα στρώματα της τροπόσφαιρας και ως εκ τούτου τον επερχόμενο καιρό. Ένα ίχνος που εξαφανίζεται γρήγορα ή μετά βίας αντιλαμβάνεται ότι ο αέρας στο υψόμετρο είναι ξηρός και ο καιρός θα είναι χωρίς σύννεφα. Και αν ένα λευκό μονοπάτι απλώνεται στον ουρανό, τότε θα πρέπει να περιμένετε χειρότερο καιρό.
Σε φωτογραφίες που τραβήχτηκαν από δορυφόρους, η Γη σε πολλά σημεία καλύπτεται με ένα πυκνό λευκό πλέγμα ιχνών από αεροσκάφη που πετούν πάνω (φωτογραφία από τον ιστότοπο fiz.1september.ru).

Φάνηκε ότι σε ορισμένες περιπτώσεις τα μονοπάτια από ένα ιπτάμενο αεροσκάφος μετατρέπονται σε σύννεφα με εμβαδόν 4000 πριν 40000 τετραγωνικά χιλιόμετρα, επηρεάζοντας το κλίμα. Επομένως, για παράδειγμα, η αναστολή των πτήσεων πάνω από τις Ηνωμένες Πολιτείες για τρεις ημέρες μετά την τραγωδία της 11ης Σεπτεμβρίου 2001 αύξησε απότομα τη διαφάνεια της ατμόσφαιρας και ως αποτέλεσμα, η διαφορά μεταξύ της μέσης θερμοκρασίας ημέρας και νύχτας αυξήθηκε κατά 1 °C. Έτσι, τα λευκά ίχνη από τα αεροπλάνα χρησιμεύουν ως ένας από τους παράγοντες του παγκόσμιου «μπλακάουτ» του πλανήτη, εξουδετερώνοντας την υπερθέρμανση του πλανήτη.

Ένας μεγάλος αριθμός διαφόρων περιοδικών που συλλέγουν και αναλύουν πληροφορίες σχετικά με τα επιτεύγματα και τα προβλήματα της αεροπορίας συχνά εστιάζουν τους αναγνώστες στις υλικές πτυχές της εργασίας και της δομής εκσυγχρονισμένων συσκευών όπως αεροπλάνα, πύραυλοι, ελικόπτερα και άλλα αεροσκάφη. Συχνά, αναλύονται και όλα τα φαινόμενα που συμβαίνουν με την εσωτερική και εξωτερική δομή του οχήματος κατά τη διάρκεια της πτήσης. Συνήθως το contrail αντικατοπτρίζει αυτό. Πολλοί άνθρωποι παρακολουθούν όμορφα αεροπλάνα που αφήνουν μια επίπεδη γραμμή κατά την πτήση.

Η έννοια αυτού του φαινομένου

Το contrail σχηματίζεται στην τροπόπαυση. Η εμφάνισή του επηρεάζεται από τους υδρατμούς, οι οποίοι υφίστανται ενισχυμένη συμπύκνωση. Υπάρχουν στα προϊόντα καύσης, καθώς τα καύσιμα υδρογονανθράκων καταναλώνονται ομοιόμορφα κατά την καύση. Μετά την έξοδο από έξω και την επαρκή ψύξη, γίνεται αντιληπτό ένα φωτεινό ίχνος αεροσκάφους ή άλλου αεροσκάφους στον αέρα.

Υπάρχουν ειδικές αεροπορικές εκπομπές που καλό είναι να γίνονται μόνο σε ηλιόλουστες καιρικές συνθήκες. Αυτές οι εκδηλώσεις διοργανώνονται σε αεροδρόμια που έχουν την ιδιότητα των μεγαλύτερων στον κόσμο. Αυτή την ώρα μεγάλος αριθμός θεατών παρακολουθεί με ενθουσιασμό την κίνηση πολλών αεροσκαφών, κάνοντας ενδιαφέροντες ελιγμούς στον αέρα. Το κύριο χαρακτηριστικό τέτοιων εκδηλώσεων είναι η αφαίρεση ενός φωτεινού ίχνους από κάθε όχημα. Συχνά γίνεται έτσι ώστε κάθε αεροσκάφος να έχει το δικό του χρώμα ουράς, το οποίο βοηθά να έχετε το πιο εντυπωσιακό και αξέχαστο αποτέλεσμα.

Σε αντίθεση με τα αεροσκάφη, οι πύραυλοι αφήνουν συνεχώς πίσω τους τεράστια, ακόμη και συχνά τρομερά μονοπάτια που όχι μόνο φαίνονται μεγάλα, αλλά έχουν και πλούσιο χρώμα. Εκδίδονται από αεροσκάφη μάχης. Αυτή η διαδικασία μπορεί να παρατηρηθεί όχι μόνο όταν πηγαίνετε σε ειδικές εκδηλώσεις, αλλά και όταν βρίσκεστε στο δρόμο ή ανοίγετε την τηλεόραση στο κανάλι ενδιαφέροντος. Έτσι μπορείτε να δείτε το contrail.

Δίνη άκρη φτερού

Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι ένα αεροσκάφος κατά την πτήση αφήνει πίσω του μια περιορισμένη και αρκετά ευρεία περιοχή της ατμόσφαιρας, η οποία διαταράσσεται, η σύνθεσή του αλλάζει για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό το φαινόμενο αναφέρεται συχνά ως μπλεγμένο μονοπάτι. Συνήθως εμφανίζεται κάτω από τη δράση, αφού κατά τη λειτουργία αλληλεπιδρούν συνεχώς με το περιβάλλον. Σε αυτή τη διαδικασία συμμετέχουν και οι ακραίες δίνες των πτερυγίων του αεροσκάφους.

Αν συγκρίνουμε τις σημαντικά αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον, τότε η προτεραιότητα δίνεται πάντα στις δίνες των άκρων των φτερών. Υπάρχουν πολλά σύμβολα για μπερδεμένα κομμάτια, αλλά τις περισσότερες φορές σχεδιάζονται σε ειδικά διαγράμματα με την ομοιότητα ενός φύλλου με ασυνήθιστες άκρες, τα άκρα του οποίου είναι εντελώς στριμμένα, δηλαδή μπορείτε να τα συγκρίνετε με δίνες.

Διαδικασία συστροφής: επιστημονικός συλλογισμός

Η διαδικασία συστροφής μπορεί εύκολα να εξηγηθεί επιστημονικά. Υπάρχει σαφής διαφορά πίεσης μεταξύ των δύο πλευρών των πτερυγίων του αεροσκάφους, δηλαδή στην άνω και κάτω επιφάνειά τους. Ο αέρας ανακατανέμεται σταδιακά από την κάτω επιφάνεια, αφού έχει την πιο αυξημένη πίεση, στην πάνω για να παραμείνει στην περιοχή με τη χαμηλότερη πίεση.

Αυτή η ανακατανομή συμβαίνει μέσω της άκρης κάθε φτερού, η οποία δημιουργεί ισχυρές και πολύ αισθητές δίνες. Η δύναμη της διαφοράς πίεσης έχει σημασία, αφού εξαρτάται από αυτήν, είναι αυτή η τιμή που επηρεάζει έντονα το φτερό. Όσο ισχυρότερο είναι αυτό το φαινόμενο, τόσο πιο ισχυρές και ανακουφιστικές δίνες σχηματίζονται.

Διάφορες μάρκες αεροσκαφών που παρέχουν μια δίνη στην άκρη του φτερού

Η ταχύτητα των ροών του αέρα αλλάζει μερικές φορές, αλλά μπορεί να προσδιοριστεί κατά προσέγγιση ότι εάν η διάμετρος του στροβιλισμού είναι περίπου 8-15 m, θα πρέπει να μιλάμε για τιμή 150 km / h. Η δίνη κορυφής μπορεί να σχηματιστεί με διάφορους τρόπους. Αυτή η διαδικασία εξαρτάται από τη μάρκα, τη διαμόρφωση του αεροσκάφους. Τα ισχυρά μαχητικά Mirage 2000 και F-16C αξίζουν προσοχής εάν κινούνται σε μια θέση όταν πετούν σε υψηλή γωνία επίθεσης.

Η διαδικασία εμφάνισης της τελικής δίνης

Η τελική δίνη οπτικοποιείται χάρη σε μια ειδική γεννήτρια ιχνηθέτη που είναι υπεύθυνη για τη σωστή αναπαράσταση του ίχνους καπνού. Η δράση αυτού του στοιχείου οφείλεται σε μια αλλαγή στην κατάσταση της ατμόσφαιρας, η οποία διαρκεί για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα. Τότε η περιφερειακή ταχύτητα κίνησης σταδιακά υποχωρεί, δηλαδή το οπτικό αντικείμενο χάνεται και εξαφανίζεται.

Υπό την επίδραση του χρόνου, η περιφερειακή ταχύτητα της δίνης διασπάται, λόγω της οποίας η οπτική εικόνα αλλάζει σχήμα μέχρι να διαλυθεί πλήρως. Η αντιληπτή ένταση του ανεμοστρόβιλου μπορεί να διαρκέσει έως και δύο λεπτά αφού το αεροσκάφος περάσει από μια συγκεκριμένη τοποθεσία. Μια τέτοια δίνη έχει την ικανότητα να επηρεάζει σημαντικά τον τρόπο πτήσης ενός αεροσκάφους που έχει εισέλθει σε ατμόσφαιρα διαταραγμένη από τη δράση του κινητήρα του προηγούμενου οχήματος.

Μακροχρόνια παρατήρηση της δίνης της κορυφής

Όταν οι δίνες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, αργά κατεβαίνουν και αποκλίνουν, δηλαδή εξαφανίζεται μια αισθητή αλλαγή στην ατμόσφαιρα. Το contrail ενός αεροσκάφους είναι ένα εξαιρετικό αντικείμενο για την παρατήρηση των μετασχηματισμών του. Μετά από περίπου 30 - 40 δευτερόλεπτα, αρχίζει να αλλάζει σχήμα, καθώς επηρεάζεται έντονα από έναν ανεμοστρόβιλο, ο οποίος σταδιακά αναπτύσσεται. Όταν τέμνονται τόσο τα στρώματα αναστροφής όσο και στροβιλισμού, δημιουργούνται περίεργα σχήματα που μπορούν να υπολογιστούν εκ των προτέρων, αφού διάφορα μοτίβα δρουν στη διαδικασία σχηματισμού τους.

Ο αριθμός των λωρίδων και το ύψος του contrail ελέγχονται από τον αριθμό και τη θέση των κινητήρων στο σύστημα. Ταυτόχρονα, το contrail όχι μόνο επιπλέει στον αέρα, αλλά αλλάζει συνεχώς, δημιουργώντας ενδιαφέροντα περιγράμματα. Τις περισσότερες φορές, η συστροφή αυτού του στρώματος παρατηρείται υπό την επίδραση της ακραίας δίνης. Όλοι οι μετασχηματισμοί του στρώματος αντανακλούν διάφορες αεροδυναμικές διεργασίες που σχηματίζονται πάντα κατά τη διάρκεια της πτήσης.

Διαχωρισμένες ροές δίνης

Μερικές φορές οι πιλότοι αναγκάζονται να εκτελέσουν διάφορες επιθέσεις, οι οποίες πραγματοποιούνται με μεγάλη γωνία κλίσης, η οποία είναι μεγαλύτερη από 20 μοίρες. Σε αυτή την περίπτωση, η φύση της ροής γύρω από τα περιγράμματα του αεροσκάφους αλλάζει σημαντικά για λίγο. Αρχίζουν να εμφανίζονται περιοχές διαχωρισμού, οι οποίες στερεώνονται κυρίως κοντά στην άνω επιφάνεια της πτέρυγας και της ατράκτου. Σε αυτά η πίεση μειώνεται πολύ, οπότε αρχίζει αμέσως η συγκέντρωση και η αύξηση της ατμοσφαιρικής υγρασίας. Χάρη σε αυτήν την πτυχή, είναι δυνατή η παρατήρηση της πτήσης ενός αεροσκάφους χωρίς τη χρήση ανιχνευτών.

Προϋποθέσεις για την εμφάνιση του φαινομένου διαχωρισμού-δίνης

Εάν η γωνία επίθεσης είναι πολύ μεγάλη, ένα σημαντικό σύννεφο θα σχηματιστεί γύρω από το αεροσκάφος. Όταν το αεροπλάνο πετάει, αυτό το σύννεφο μετατρέπεται αυτόματα σε στροβιλισμό από το αεροπλάνο. Τυπικά, σε βομβαρδιστικά κοντά στα φτερά, σχηματίζονται περιοχές διαχωρισμού, λόγω των οποίων παρατηρείται ξεκάθαρα η εμφάνιση μιας δέσμης δίνης. Κάπως έτσι μοιάζει ένα contrail, οι φωτογραφίες του οποίου είναι πάντα συναρπαστικές.

Καυτά ίχνη βλημάτων

Μερικές φορές, όταν κάποιος πρέπει να αντιμετωπίσει τέτοιες περιπτώσεις, όταν παρατηρείται στάβλος στην περιοχή της διαδρομής αερίου-αέρα που βρίσκεται στο εργοστάσιο παραγωγής πυραύλων. Ο πίδακας αερίου που αναχωρεί διακρίνεται από υψηλή θερμοκρασία, επομένως, μερικές φορές εισέρχεται στην εισαγωγή αέρα του αεροσκάφους του μεταφορέα, κάτι που συμβαίνει όταν η συσκευή έχει ρυθμιστεί σε ορισμένες λειτουργίες.

Γίνεται πολύ ανομοιόμορφη στη θερμοκρασία καθώς εκτίθεται σε αέρια αυξημένης θερμοκρασίας, με αποτέλεσμα ο αέρας που εισέρχεται στον κινητήρα να αλλοιωθεί. Σχηματίζεται ένα κύμα κινητήρα, δηλαδή, εμφανίζεται ένα στάσιμο στο σύστημα. Για να αποκαλυφθεί αυτή η διαδικασία, παρατηρούνται οι κύριοι θάλαμοι καύσης, καθώς η ροή του αέρα υπόκειται σε διαμήκεις ταλαντώσεις, περνώντας από την οδό του κινητήρα και στη συνέχεια χαρακτηρίζεται από την απελευθέρωση φλόγας από αυτά τα στοιχεία. Έτσι εμφανίζεται ένα κοντραίλ από έναν πύραυλο.

Χαρακτηριστικά του contrail κατά τη διάρκεια της δοκιμής

Συχνά εκτοξεύσεις πυραυλικών όπλων πραγματοποιούνται στην έννοια της δοκιμής. Εξαίρεση αποτελεί ο εποχούμενος εξοπλισμός, ο οποίος χρησιμεύει για την καταγραφή και αποθήκευση πληροφοριών. Συχνά, το φωτογραφικό αεροσκάφος απελευθερώνεται μαζί με τον μεταφορέα, ενώ πραγματοποιείται η διαδικασία της κινηματογράφησης, η οποία σας επιτρέπει να αποτυπώσετε όλο το φαινόμενο στην κάμερα. Μπορείτε συχνά να βρείτε ένα τέτοιο contrail από τον πύραυλο Buk.

Συχνά πραγματοποιείται σε σχετικά χαμηλές ταχύτητες προκειμένου να αποτυπωθεί καλύτερα η όλη διαδικασία. Σε αυτή την περίπτωση, συχνά σχηματίζεται κύμα κινητήρα, καθώς θερμά αέρια εισέρχονται στον πυραυλοκινητήρα με πίδακες, γεγονός που απενεργοποιεί την εισαγωγή αέρα. Αμέσως σημειώνεται η εκτόξευση φλόγας, κάτι που είναι χαρακτηριστικό όταν εμφανίζεται κύμα. Έτσι εκφράζεται το FSX contrail.

Αυτό το περιστατικό κάνει τον κινητήρα να σταματήσει. Αυτά τα χαρακτηριστικά μετά τη μελέτη βοήθησαν στη δημιουργία πολλών διαφορετικών συστημάτων, τα καθήκοντα των οποίων περιλαμβάνουν την έγκαιρη διάγνωση της υπέρτασης, τη λήψη μέτρων για την εξάλειψή της, καθώς και τη μεταφορά του κινητήρα στον βέλτιστο τρόπο λειτουργίας με συνεχή διατήρηση της βέλτιστης κατάστασής του. Σε αυτή την περίπτωση, ο πυραυλικός οπλισμός διευρύνει το πεδίο εφαρμογής, ενώ σε κάθε τρόπο λειτουργίας του κινητήρα, αυτά τα αεροσκάφη είναι σε θέση να δείξουν την πιο σταθερή κατάσταση.

στον αέρα

Το αεροσκάφος MiG-29 δοκιμάστηκε, το οποίο συνίστατο σε ανεφοδιασμό. Κατά τη διάρκεια μιας από τις πτήσεις, καταγράφηκε η απελευθέρωση υγρού καυσίμου στην ατμόσφαιρα, της οποίας είχε προηγηθεί αποσυμπίεση του αγωγού καυσίμου. Με τη βοήθεια ενός αεροσκάφους-φωτογράφου, καταγράφηκε αυτή η ασυνήθιστη κατάσταση. Ταυτόχρονα, ένα συγκεκριμένο μέρος του καυσίμου μπήκε στον κινητήρα, το οποίο σχεδόν αμέσως οδήγησε στη διακοπή του λόγω υπερτάσεως.

Εκτός από την εκτίναξη της φλόγας, η οποία συμβαίνει πάντα όταν ο κινητήρας φουσκώνει, υπήρξε μια ανάφλεξη του καυσίμου που πέρασε από το κανάλι αέρα. Μετά από αυτό, η φλόγα κατέκλυσε όλο το καύσιμο και ξεπέρασε την εσωτερική δομή, αλλά σχεδόν αμέσως κατεδαφίστηκε από την επερχόμενη ροή αέρα. Εξαιτίας αυτής της κατάστασης, εμφανίστηκε ένα ασυνήθιστο φαινόμενο, το οποίο ονομάστηκε βολίδα. Αυτό το contrail "Buk" είναι επίσης ικανό να μεταδώσει.

Φωτεινό ίχνος μετακαυστήρα

Τα σύγχρονα μαχητικά αεροσκάφη διαθέτουν κινητήρα που είναι εξοπλισμένος με ρυθμιζόμενα ακροφύσια, ταξινομημένα ως υπερηχητικά. Όταν ενεργοποιείται η λειτουργία μετακαυστήρα, η πίεση στην έξοδο του ακροφυσίου είναι πολύ υψηλότερη από αυτή των περιβαλλόντων μαζών αέρα. Εάν αναλύσετε το χώρο σε σημαντική απόσταση από το ακροφύσιο, η πίεση εξισορροπείται σταδιακά. Αυτή η πτυχή κατά τη διάρκεια της κίνησης του αεροσκάφους οδηγεί σε αυξημένη παραγωγή αερίου, η οποία οδηγεί στο σχηματισμό ενός φωτεινού κοντραίλ από το αεροσκάφος, το οποίο εμφανίζεται όταν το αεροσκάφος βρίσκεται σε κίνηση.