Всегда завораживает наблюдение за самолётами, набирающими скорость для осуществления отрыва от земли.
И если Вы счастливчик, который хоть раз видел сие грациозное действие на взлётно-посадочной полосе, то возможно для Вас остался неясен один момент.
При наборе скорости двигатели самолёта будто затуманивались, в них возникало что-то похожее на облако или клубы белого дыма.
Именно об этом интересном явлении пойдёт речь в данной статье.
Усаживайтесь поудобнее и пристегните Ваши ремни, наш самолёт направляется в путешествие по миру физики и авиации!
Явление возникновения облачности или же туманности в двигателе зачастую наблюдается при наличии высокой влажности и имеет естественное физическое объяснение.
Приступим к выяснению причин появления загадочных облачков.
Заметим, что горячий воздух может сохранять в себе больше водяного пара в отличие от холодного.
Также вспомним про факт существования таких понятий как: относительная влажность воздуха и точка росы.
Точкой росы называется температура, при которой происходит конденсация водяных паров, содержащихся в воздухе.
Относительной влажностью называется отношение давления "P" водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению "P нас" насыщенного водяного пара при той же температуре.
Также относительная влажность определяется отношением плотностей, "ρ" абсолютной влажности и "ρ нас" водяного пара.
Формульное представление относительной влажности
φ = P / P нас = ρ / ρ нас
Как известно, турбовентиляторные двигатели, установленные на большинстве современных самолётов, способны поглощать огромное количество воздуха в единицу времени, примерно 5000 метров кубических в секунду (GE90).
Получается, что в момент засасывания воздуха давление и температура засасываемой воздушной массы падают, и нарастает скорость её перемещения. Об этом свидетельствуют следствие из уравнения Бернулли и уравнение неразрывности потока.
Следствие из уравнения Бернулли указывает на то, что с увеличением скорости "V" давление "P" в струйке падает, и наоборот.
P + (ρV^2) / 2 = const
Уравнение неразрывности потока: Если жидкость движется по трубе переменного сечения, то скорость ее движения обратно пропорциональна площади сечения трубок.
v1 / v2 = S2 / S1
Таким образом, вследствие понижения температуры воздуха в начале внешнего контура двигателя понижается и точка росы.
Тёплый воздух, который не успевает охладиться при поступлении в контур, конденсируется.
Собственно, данный процесс и является причиной появления туманности в турбовентиляторном двигателе.
Наш самолёт успешно приземлился после интереснейшего путешествия по миру физики и авиации.
Спасибо за внимание!