Kondensspor

En kontrail er et spor , der er  synligt i luften, bestående af kondenseret fugt (dråber eller iskrystaller), som opstår i atmosfæren bag flyvemaskiner i bevægelse . Fænomenet observeres oftest i de øverste lag af troposfæren , meget sjældnere i tropopausen og stratosfæren [1] . Ved lave lufttemperaturer og høj luftfugtighed kan den også observeres i lav højde.

Contrails tilhører en separat gruppe af skyer - teknogene eller kunstige skyer - Ci trac. ( Cirrus tractus , cirrus  - pinnate, tractus  - fodaftryk).

Sporet har fået sit navn fra processen med fugtkondensering , hvilket fører til dets udseende. Kondensation opstår kun under sådanne forhold, når mængden af ​​vanddamp overstiger den mængde, der er nødvendig for mætning. Disse forhold bestemmes af dugpunktet  , den temperatur, ved hvilken vanddamp i luften når mætning ved en given specifik fugtighed og konstant tryk. Mætningsgraden er karakteriseret ved relativ fugtighed - procentdelen af ​​mængden af ​​vanddamp indeholdt i luften til den mængde, der kræves for mætning (ved samme temperatur). Ud over disse forhold er tilstedeværelsen af ​​kondensationscentre også nødvendig. Ved temperaturer op til -30 ... -40 ° C passerer vanddamp under kondensation ind i væskefasen , ved temperaturer under -30 ... -40 ° C bliver vanddamp straks til iskrystaller , der går uden om væskefasen. Fordampningsprocessen spiller også en vigtig rolle i dannelsen af ​​sporet , hvilket fører til dets forsvinden.

Der er to hovedårsager til betingelserne for kondens og udseendet af et kølvand.

Den første er en stigning i luftfugtighed, når vanddamp indeholdt i udstødningsgasserne fra en flymotor som følge af brændstofforbrænding tilsættes atmosfærisk vanddamp . Dette hæver dugpunktet i den begrænsede mængde luft (bag motorerne). Hvis dugpunktet bliver højere end den omgivende temperatur, så kondenserer den overskydende vanddamp, når udstødningsgasserne afkøles. Mængden af ​​vanddamp, der udsendes af motoren, afhænger af dens effekt og driftsform, det vil sige brændstofforbruget. Dannelsen af ​​et kondensspor lettes også af kondenscentre i form af partikler af uforbrændt eller ufuldstændigt forbrændt (sod)brændstof.

Den anden årsag til udseendet af et synligt spor er et fald i lufttemperaturen som følge af et fald i dets tryk over vingen og inde i hvirvlerne, der opstår, når de flyder rundt i forskellige dele af flyet. Det er de såkaldte vortexbundter. De mest intense hvirvler dannes ved høje angrebsvinkler ved vingespidserne og med forlængede klapper, samt ved spidserne af propelbladene. Hvis temperaturen falder til under dugpunktet, kondenserer den overskydende atmosfæriske vanddamp i området over vingen og inde i hvirvlerne. Graden af ​​tryk og temperaturreduktion afhænger af sådanne parametre som flyets masse, løftekoefficienten, størrelsen af ​​den induktive modstand og mange andre. andre faktorer.

Nogle gange er der spor dannet som følge af en kombination af disse to årsager.

Sammen med kondensering sker også den omvendte proces - fordampning: partikler af kondenseret vanddamp fordamper, og sporet forsvinder over tid. Fordampningshastigheden påvirkes af fugtigheden i luften, der omgiver sporet, og sporpartiklernes aggregeringstilstand. Jo tørrere luften er, jo hurtigere sker fordampningen. Tværtimod sker der ikke fordampning, når vanddampen er i en tilstand af mætning. Kondenseret vanddamp ved en lufttemperatur på -30 ... -40 ° C delvist, og ved en temperatur under -40 ° C bliver fuldstændig til krystaller, fordampningen af ​​iskrystaller sker meget langsommere end vanddråber.

Således afhænger muligheden for udseendet og levetiden af ​​et kondenseringsspor, såvel som dets type, af luftfugtigheden og temperaturen i den atmosfæriske luft (ceteris paribus). Ved lav luftfugtighed og relativt høj temperatur er der muligvis ingen spor overhovedet, da vanddampen under sådanne forhold ikke når en tilstand af overmætning. Jo højere luftfugtighed og jo lavere temperatur, jo mere vanddamp kondenserer, jo langsommere sker fordampningen, derfor er stien rigere og længere. Når den relative luftfugtighed er tæt på 100 %, og temperaturen er lav nok, kondenserer den største mængde vanddamp. Samtidig forhindrer høj luftfugtighed fordampning af sporpartikler, hvilket fører til dannelsen af ​​​​kontrailer, der kan eksistere i lang tid, og som ofte bliver til cirrus- eller cirrocumulus-skyer. Da vanddampen i atmosfæren ikke er jævnt fordelt, er dette årsagen til det samme "ujævne" fodaftryk.

Hvis deres motorer under raketflyvningen producerer en tilstrækkelig mængde vanddamp (alle LRE'er , og især brint-iltmotorer, der kun producerer vanddamp), kan der også opstå kontrails i den øvre atmosfære, hvor naturlig vanddamp ikke længere er nok . Solide raketmotorer producerer stort set ingen vanddamp, men udsender en betydelig mængde partikler, som også danner et synligt røgspor, men det er ikke kondensat i naturen.

Contrails dannes ikke kun i store flyvehøjder (deraf et af de fejlagtige navne - "high-altitude trail"). Ved isflyvepladsen på den antarktiske station " Amundsen-Scott " (højde 2830 m over havets overflade), under visse forhold (lufttemperatur minus 50 grader og derunder), dannes dette spor allerede ved start eller landing.

Kontrails er stadig en afslørende faktor for aktiviteterne i militær luftfart, så sandsynligheden for deres forekomst beregnes af luftfartsmeteorologer ved hjælp af passende metoder, og der udstedes anbefalinger til besætningerne. Ændring af flyvehøjden inden for visse grænser giver dig mulighed for at undgå eller helt eliminere den uønskede virkning af denne faktor.

Der er også en antipode (modsat) til kontrailen - et "omvendt", "negativt" (meget sjældne navne) spor, dannet af spredningen af ​​skyelementer (iskrystaller) i kølvandet under visse forhold. Det minder om "farvevendingen" i grafiske redaktører af computerprogrammer, når den blå himmel er en sky, og selve stien er det rene blå rum. Det er tydeligt observeret fra jorden med stratus- eller cumulus-skyer af ubetydelig lodret tykkelse og fraværet af andre skylag, der maskerer den blå baggrund af den øvre atmosfære og er perfekt synlig af flybesætningerne, der flyver i en gruppe, og især godt fra bageste cockpit (bombefly, transportfly osv.). .)

En contrail må ikke forveksles med en kølvand . Et kølvandet er et forstyrret luftområde, der altid dannes bag et fly i bevægelse. Imidlertid afslører kondenssporet, der interagerer med kølvandet, i relief hvirvelstrukturen af ​​forstyrret luft, hvilket danner interessante visuelle effekter.

Det er interessant, at der under driften af ​​en turbojetmotor på jorden under visse forhold kan forekomme et klart synligt hvirvelbundt af luft, der trækkes ind i luftindtaget.

Se også

Noter

  1. ↑ Kondensationsspor // Ordbog over militære termer. - M .: Militært Forlag Comp. A. M. Plekhov, S. G. Shapkin. 1988 _ Dato for adgang: 14. november 2016. Arkiveret fra originalen 15. november 2016.

Links

 Skyer
"Jord"
lavere lag
mellemtrin
Øverste lag
vertikal udvikling
Andet