Látható-e a hangsebesség átlépése?

Az alábbi, 2017. június 12-én készült fotón az amerikai haditengerészet egyik F/A-18E Super Hornet vadászrepülőgépe látható, miközben nagy sebességgel elrepül a USS Carl Vinson repülőgép hordozó mellett, valahol a Csendes-óceán nyugati részén, az ázsiai partok közelében.

Fotó: Mass Communication Specialist 3rd Class Matthew Granito / U.S. Navy

A gép törzsét körülölelő, igen látványos, fánk formájú páraképződménnyel kapcsolatban gyakori az a vélekedés, hogy akkor keletkezik, amikor a repülőgép éppen átlépi a hangsebességet. Légibemutatókon készült fotókon, hivatalos katonai képeken gyakran látható ilyen, vagy ehhez hasonló, kúp- vagy tölcsérszerű felhőcske a repülőgépek derekán (érdekes módon leginkább F-18-asok esetében), de rakétastartoknál, űrsiklók fellövésénél is sokszor megfigyelhető volt. Gyakran olvasni az efféle képekhez adott leírásokban, hogy az adott repülő eszköz épp átlépi a hangsebességet.

Transzonikus sebességgel haladó űrsikló

Fotó: NASA

De mit is látunk? Angolul több kifejezést is ismerünk a jelenségre: “vapor cone”, “shock wave condensation collar”, “shock collar”, “condensation cone” vagy “shock egg”. Magyarul talán a páratölcsér a legelterjedtebb kifejezés, ami kétségkívül kézenfekvőbb és praktikusabban használhatóbb, mint mondjuk a “lökéshullám okozta kondenzációs gallér”, de nem is annyira félrevezető és komolytalan, mint mondjuk a “sokktojás” lenne.

Mikor keletkezik ilyen páratölcsér? Általában akkor, ha a repülőgép hangsebesség közeli, úgynevezett transzonikus sebességtartományban repül, de a hangsebesség határát (1 Mach) nem lépi át tartósan. Ez a sebességtartomány jellemzően a 0,8 – 1,1 Mach között van, ami kb. 965 – 1358 km/h, hőmérséklettől és tengerszint feletti magasságtól függően. Ekkor a repülőgép törzsén, szárnyain a légáramlás egészen különleges: van hogy a levegő egyes instabil rétegei gyorsabban - akár hangsebességgel vagy kicsivel a fölött - mozognak, mint maga a repülőgép egésze, ami meg szubszonikus sebességgel. Ennek a sebességkülönbségnek (lokális Mach-számok közötti eltérésnek) a hatására alacsony hőmérsékletű, alacsony nyomású területek alakulnak ki a repülőgép bizonyos részein, és ahol a hőmérséklet átlépi a páraképződés küszöbét, látható ködfelhő alakul ki, a repülőgép sebességétől, illetve a levegő páratartalmától függően viszonylag tartósan.

A fotó a 2010-es kecskeméti repülőnapon készült egy F-18-asról, ami garantáltan nem lépte át a hangsebességet (az erre vonatkozó tiltás miatt)

Fotó: Nagy Attila Károly / Index

Tehát ahhoz, hogy ilyen páratölcsér keletkezzen, nem feltétlenül szükséges, hogy a repülőgép átlépje a hangsebességet. Sőt, mivel a hangsebesség tartós átlépésével a gép felületein áramló légrétegek instabilitása megszűnik, hangsebesség fölött a páratölcsérnek is nyoma vész.

5 könyv
Több mint 600 meghökkentő, érdekes és tanulságos történet!

MEGVESZEM

Kövesse az Indexet Facebookon is!

Követem!