Википедия

Конденсационный след: различия между версиями

Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Нет описания правки
Строка 1:
{{check}}
[[Файл:contrail.fourengined.arp.jpg|thumb|rightслева|250px|Конденсационный след от самолёта с четырьмя двигателями. Конденсируется водяной пар, образующийся при сгорании топлива]]
[[File:Летящий реактивный самолёт.jpg|thumb|right|250px|Конденсационный след от двухмоторного самолёта]]
[[Файл:B-17 Flying Fortress.jpg|right|250px|thumb|Конденсационные следы от поршневых самолётов [[B-17]], [[Вторая мировая война]]. Отчетливо виден конденсат внутри вихрей, сбегающих с концов лопастей]]
[[Файл:Souz-biysk.jpg|right|250px|thumb|Конденсационный след двигателей [[Ракеты-носители семейства Р7|ракеты-носителя «Союз»]] на высоте примерно 85 км]]
[[Файл:FA-18C vapor LEX and wingtip 1.jpg|thumb|слева|250px|Вихревые жгуты с законцовок крыла самолёта F/A-18]]
[[Файл:Contrali after Proton rocket flight.JPG|thumb|250px|Конденсационный след, оставленный третьей ступенью [[Протон (ракета-носитель)|ракеты-носителя "Протон"]] на высоте порядка 90 км. Сконденсированные продукты сгорания и остатки несгоревшего ракетного топлива уже освещаются Солнцем, но утреннее небо еще темное, поэтому след очень контрастный]]
[[Файл:Конденсационный след от самолёта.jpg|250px|thumb|слева|Конденсационный след от самолёта в ясную погоду держится долго и расползается на полнеба.]]
{{External media
| topic = Примеры различных конденсационных следов
Строка 21 ⟶ 22 :
}}
 
'''Конденсационный след''' ({{Lang-old-ru|инверсионный след, реактивный след}}) — видимый в воздухе след от водяных паров или кристалликов льда, возникающий в атмосфере за движущимися [[летательный аппарат|летательными аппаратами]] при определённых состояниях атмосферы. Явление наблюдается наиболее часто в верхних слоях [[Тропосфера|тропосферы]], значительно реже — в [[Тропопауза|тропопаузе]] и [[Стратосфера|стратосфере]]<ref>[http://enc-dic.com/military/Kondensacionn-sled-139.html ''Конденсационный след''//Словарь военных терминов. — М.: Воениздат Сост. А. М. Плехов, С. Г. Шапкин. 1988]</ref>. ВПри низких отдельныхтемпературах случаяхвоздуха может наблюдаться и на небольших высотах.
 
Конденсационные следы относятся к отдельной группе облаков — техногенным, или искусственным облакам — Ci trac. (''Cirrus tractus'', ''cirrus'' — перистый, ''tractus'' — след).
 
Своё название след получил от процесса [[конденсация|конденсации]] влаги, который и приводит к его появлению. Конденсация происходит только при таких условиях, когда количество водяного пара превышает то количество, которое необходимо для насыщения. Эти условия определяются [[точка росы|точкой росы]] – температурой, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, достигает насыщения при данной удельной [[влажность|влажности]] и постоянном давлении. Степень насыщения характеризуется относительной влажностью – процентным отношением количества водяного пара, содержащегося в воздухе, к количеству, которое требуется для насыщения (при одной и той же температуре). Кроме этих условий, необходимо еще и наличие центров конденсации. При температуре до −30... −40&nbsp;°C [[водяной пар]] при конденсации переходит в [[Жидкость|жидкую фазу]], при температуре ниже −30... −40&nbsp;°C водяной пар превращается сразу в [[Лёд|ледяные]] [[кристалл]]ы, минуя жидкую фазу. Также важную роль в формировании следа играет процесс [[испарение|испарения]], приводящий к его исчезновению.
 
Существуют две основные причины возникновения условий для конденсации и появления следа.
Существуют две основные причины возникновения условий для конденсации и появления следа. Первая — повышение влажности воздуха, когда к атмосферному водяному пару добавляется водяной пар, содержащийся в отработанных газах [[авиационный двигатель|авиационного двигателя]] в результате сгорания [[авиатопливо|топлива]]. Это повышает точку росы в ограниченном объеме воздуха (за двигателями). Если точка росы становится выше температуры окружающего воздуха, то по мере остывания отработанных газов избыточный водяной пар конденсируется. Количество водяного пара, выбрасываемого двигателем, зависит от его мощности и режима работы, то есть от расхода топлива. Вторая причина — понижение температуры воздуха в результате падения его давления над крылом и внутри вихрей, возникающих при обтекании различных частей самолета. Наиболее интенсивные вихри образуются на законцовках крыла и выпущенных закрылков, а также на концах лопастей воздушных винтов. Если при этом температура опускается ниже точки росы — избыток атмосферного водяного пара конденсируется в области над крылом и внутри вихрей. Степень понижения давления и температуры зависят от таких параметров, как масса летательного аппарата, коэффициент подъемной силы, величина индуктивного сопротивления и др. Часто наблюдаются следы, образованные в результате комбинации этих двух причин. Образованию конденсационного следа также способствуют центры конденсации в виде частиц не сгоревшего или не полностью сгоревшего (сажа) топлива. Наряду с конденсацией происходит и обратный процесс — испарение: частицы сконденсированного водяного пара испаряются, и след со временем исчезает. На скорость испарения влияют влажность окружающего след воздуха и агрегатное состояние частиц следа. Чем суше воздух, тем быстрее происходит испарение. Напротив — испарение не происходит в случае, когда водяной пар находится в состоянии насыщения. Сконденсированный водяной пар при температуре воздуха −30... −40&nbsp;°C частично, а при температуре ниже −40&nbsp;°C полностью превращается в кристаллы, испарение ледяных кристаллов происходит значительно медленнее, чем капель воды.
 
Первая — это повышение влажности воздуха, когда к атмосферному водяному пару добавляется водяной пар, содержащийся в отработанных газах [[авиационный двигатель|авиационного двигателя]] в результате сгорания [[авиатопливо|топлива]]. Это повышает точку росы в ограниченном объеме воздуха (за двигателями). Если точка росы становится выше температуры окружающего воздуха, то по мере остывания отработанных газов избыточный водяной пар конденсируется. Количество водяного пара, выбрасываемого двигателем, зависит от его мощности и режима работы, то есть от расхода топлива. Образованию конденсационного следа также способствуют центры конденсации в виде частиц не сгоревшего или не полностью сгоревшего (сажа) топлива.
 
Вторая причина появления видимого следа — это понижение температуры воздуха в результате падения его давления над крылом и внутри вихрей, возникающих при обтекании различных частей самолета. Это так называемые вихревые жгуты. Наиболее интенсивные вихри образуются при больших углах атаки на законцовках крыла и при выпущенных закрылках, а также на законцовках лопастей воздушных винтов. Если при этом температура опускается ниже точки росы — избыток атмосферного водяного пара конденсируется в области над крылом и внутри вихрей. Степень понижения давления и температуры зависят от таких параметров, как масса летательного аппарата, коэффициент подъемной силы, величина индуктивного сопротивления и мн. др. факторов.
 
Иногда наблюдаются следы, образованные в результате комбинации этих двух причин.
 
Наряду с конденсацией происходит и обратный процесс — испарение: частицы сконденсированного водяного пара испаряются, и след со временем исчезает. На скорость испарения влияют влажность окружающего след воздуха и агрегатное состояние частиц следа. Чем суше воздух, тем быстрее происходит испарение. Напротив — испарение не происходит в случае, когда водяной пар находится в состоянии насыщения. Сконденсированный водяной пар при температуре воздуха −30... −40&nbsp;°C частично, а при температуре ниже −40&nbsp;°C полностью превращается в кристаллы, испарение ледяных кристаллов происходит значительно медленнее, чем капель воды.
 
Таким образом, возможность появления и время существования конденсационного следа, равно как и его вид, зависят от [[влажность|влажности]] и [[Температура|температуры]] атмосферного [[воздух]]а (при прочих равных условиях). При низкой влажности и относительно высокой температуре след может отсутствовать вовсе, так как при таких условиях водяной пар не достигает состояния перенасыщения. Чем выше влажность и ниже температура, тем больше водяного пара конденсируется, тем медленнее происходит испарение, следовательно — след насыщеннее и длиннее. А при относительной влажности, близкой к 100 % и низкой температуре, конденсируется наибольшее количество водяного пара, высокая влажность препятствует испарению частиц следа, что и влечет образование конденсационных следов, которые могут существовать достаточно долго, нередко превращаясь в перистые или перисто-кучевые облака. Поскольку водяной пар в атмосфере распределен неравномерно, это является причиной такого же «неравномерного» следа.
 
При полете ракет, если их двигатели производят достаточное количество водяного пара (например,все кислородно-керосиновыеЖРД, а особенно водородно-кислородные, производящие только водяной пар), конденсационные следы могут возникать и в верхних слоях атмосферы, где естественного водяного пара уже недостаточно. Двигатели твердотопливных ракет практически не производят водяного пара, но выбрасывают значительное количество твердых частиц, которые также образуют видимый дымный след, но конденсационным по своей природе он не является.
Конденсационные следы образуются не только на больших высотах полёта (отсюда и одно из ошибочных названий — «высотный след»). На ледовом аэродроме полярной станции «[[Амундсен — Скотт (антарктическая станция)|Скотт Амундсен]]» (высота 2830 м над уровнем моря), при определённых условиях (температура воздуха минус 50 градусов и ниже), этот след образуется уже на взлёте или при посадке, причём за [[Турбовинтовой двигатель|турбовинтовыми]] самолётами ([[Lockheed C-130 Hercules|С-130 «Геркулес»]] из состава «Снежного Крыла» ВВС США), что делает ненужной дискуссию о ещё одном неверном названии — «[[Реактивный двигатель|реактивный]] след».
Строка 37 ⟶ 46 :
Конденсационные следы до сих пор являются [[маскировка|демаскирующим]] фактором для деятельности военной авиации, поэтому вероятность их появления рассчитывается авиационными метеорологами по соответствующим методикам, и экипажам выдаются рекомендации. Изменение высоты полёта в определённых пределах позволяет избежать или полностью устранить нежелательное влияние этого фактора.
 
Существует и антипод (противоположность) конденсационному следу — «обратный», «отрицательный» (очень редко встречаемые названия) след, образующийся при рассеивании элементов облачности (кристаллов льда) в пределах спутного следа при определённых условиях. Напоминает «обращение цвета» в графических редакторах компьютерных программ, когда голубое небо является облаком, а сам след — чистым голубым пространством. Отчётливо наблюдается с земли при слоистой или кучевой облачности незначительной вертикальной мощности и отсутствии других (более высоких для Наблюдателя с Земли) слоёв облачности, маскирующих голубой фон верхних слоёв атмосферы. НаблюдаетсяПрекрасно невидим режеэкипажами конденсационных следовсамолётов, но,идущих из-зав упомянутой спецификигруппе, режеи ожидаемособенно ихорошо менеес иллюстрированкормовой вкабины изданиях(бомбардировщика, обтранспортного облакахсамолёта и материалах Любителей наблюдений за этими явлениямит.п.)
 
Конденсационный след не следует путать со [[Спутный след|спутным следом]] (см. отдельную статью). '''Спутный след''' — это возмущенная область воздуха, всегда образующаяся за движущимся летательным аппаратом. Однако конденсационный след, взаимодействуя со спутным следом, рельефно выявляет вихревую структуру возмущенного воздуха, образуя интересные визуальные эффекты.▼
 
Интересно, что при работе турбореактивного двигателя на земле, при определённых условиях может возникать отчётливо видимый вихревой жгут всасываемого в воздухозаборник воздуха.
▲Конденсационный след не следует путать со спутным следом. '''Спутный след''' — это возмущенная область воздуха, всегда образующаяся за движущимся летательным аппаратом. Однако конденсационный след, взаимодействуя со спутным следом, рельефно выявляет вихревую структуру возмущенного воздуха.
 
; Влияние на окружающую среду
Источник — https://ru.wikipedia.org/wiki/Конденсационный_след