Інверсійний слід від літака і ракети

Інверсійний слід від літака і ракети


Велика кількість різноманітних журналів, які займаються добіркою та аналізом інформації, що стосується досягнень і проблем авіації, часто акцентують увагу читачів на матеріальні аспекти роботи і будови модернізованих пристроїв, таких як літаки, ракети, вертольоти та інші літальні апарати. Часто також піддаються аналізу всі явища, які відбуваються з внутрішньою і зовнішньою структурою транспортного засобу під час здійснення польоту. Зазвичай інверсійний слід це відображає. Багато людей спостерігають за красивими літаками, які в польоті залишають за собою рівну смугу.

Концепція цього явища

Інверсійний слід формується в тропопаузі. На його появу впливають пари води, які піддаються посиленій конденсації. Вони присутні в продуктах згоряння, оскільки під час згоряння рівномірно витрачається вуглеводневе паливо. Після виходу назовні і достатнього охолодження яскравий інверсійний слід від літака або іншого летального апарату в повітрі стає помітним.

Є спеціальні авіашоу, які доцільно проводити тільки в сонячну погоду. Дані заходи організовуються на аеродромах, що мають статус найбільш великих у світі. У цей час велика кількість глядачів захоплено спостерігають за рухом безлічі літаків, що здійснюють цікаві маневри в повітрі. Головною відмінною рисою таких заходів є залишення яскравого шлейфу від кожного транспортного засобу. Часто роблять так, щоб кожен літак відрізнявся власним кольором шлейфа, що допомагає отримати найбільш яскравий ефект.

На відміну від літаків, ракети постійно залишають за собою масивні, навіть часто грізні сліди, які виглядають не тільки масштабно, але і мають насичений колір. Вони випускаються з літаків, що мають бойове призначення. Дану процедуру можна спостерігати не тільки при поході на спеціальні заходи, але і перебуваючи на вулиці або включивши телевізор на цікавому каналі. Так можна побачити інверсійний слід.

Кінцевий вихор крила

Слід пам'ятати, що літак у польоті залишає за собою обмежену і досить широку область атмосфери, яка стає обуреною, її склад на довгий час змінюється. Дане явище часто називають сплутаним слідом. Зазвичай він з'являється під дією реактивних двигунів, оскільки при роботі вони постійно здійснюють взаємодію з навколишнім середовищем. Також у цьому процесі беруть участь концеві вихори крил літака.

Якщо порівнювати значно негативний вплив на навколишнє середовище, то першість завжди віддається саме кінцевим вихорам крил. Є безліч умовних позначень сплутаних слідів, проте найчастіше вони малюються на спеціальних схемах в подобі аркуша з незвичайними краями, кінці яких повністю скручені, тобто можна порівняти їх з вихорами.

Процес скручування: наукова аргументація

Процес скручування можна легко пояснити науковим чином. Проявляється яскрава різниця тиску між обома сторонами крил літака, тобто на їх верхній і нижній поверхні. Повітря поступово перерозподіляється з нижньої поверхні, оскільки на ній спостерігається найбільш підвищений тиск, на верхню, щоб залишатися в області з найменшим тиском.

Цей перерозподіл відбувається через кінець кожного крила, через що утворюються потужні і дуже помітні вихори. Має значення сила перепаду тиску, оскільки від нього залежить підйомна сила. Саме це значення справляє сильний вплив на крило. Чим цей вплив сильніший, тим більш потужними і рельєфними утворюються вихори.

Різні марки літаків, що передбачають кінцевий вихор крила

Швидкість потоків повітря іноді змінюється, проте можна приблизно визначити, що якщо діаметр вихорового сліду становить близько 8-15 м, слід говорити про значення 150 км/год. Кінцевий вихор може утворюватися різним чином. Даний процес залежить від марки, конфігурації літака. Заслуговують увагу потужні винищувачі «Міраж 2000» і F-16C, якщо переходять в положення при польоті з високим кутом атаки.

Процес появи кінцевого вихору

Кінцевий вихор візуалізується завдяки спеціальному трасер-генератору, що відповідає за належне подання димного сліду. Дія даного елемента обумовлена зміною в стані атмосфери, що триває досить тривалий час. Потім окружна швидкість руху поступово затихає, тобто візуальний об'єкт втрачається і зникає.

Під дією часу окружна швидкість вихору загасає, через що візуальна картинка змінює обриси до тих пір, поки повністю не розчиниться. Відчутна інтенсивність вихору може тривати приблизно до двох хвилин після того, як літак пролетів конкретне місце. Такий вихор має можливість значно впливати на режим польоту літака, який потрапив в область атмосфери, обуреної від дії двигуна попереднього транспортного засобу.

Тривале спостереження за кінцевим вихором

Коли вихори піддаються взаємодії між собою, вони повільно опускаються і розходяться, тобто відчутна зміна в атмосфері зникає. Інверсійний слід літака являє собою відмінний об'єкт для того, щоб спостерігати за його перетвореннями. Приблизно через 30 - 40 секунд він починає змінювати обриси, оскільки на нього посилено впливає вихор, який поступово розвивається. Коли перетинаються і інверсійний, і вихоровий шари, створюються химерні форми, які можна заздалегідь прорахувати, оскільки на процес їх утворення діють різні закономірності.

Кількість смуг і висота інверсійного сліду регулюється кількістю і розташуванням двигунів у системі. При цьому інверсійний слід не тільки парить у повітрі, а й постійно видозмінюється, створюючи цікаві контури. Найчастіше спостерігається скручування даного шару під впливом кінцевого вихору. Усі трансформації шару відображають різноманітні аеродинамічні процеси, які завжди утворюються при здійсненні польоту.

Відривно-вихорові течії

Іноді пілоти змушені виконувати різні атаки, які здійснюються з великим кутом нахилу, що становить понад 20 градусів. У цьому випадку характер обтікання контурів літака на час значно змінюється. Починають з'являтися відривні області, які переважно фіксуються біля верхньої поверхні крила і фюзеляжу. У них сильно знижується тиск, тому відразу починається концентрація і примноження атмосферної вологи. Завдяки даному аспекту спостерігати за здійсненням польоту літака можна без використання трасерів.

Умови для появи відривно-вихорового ефекту

Якщо кут атаки занадто великий, навколо літака утворюється значний за величиною ореол з хмари. Коли літак пролітає, ця хмара автоматично переходить у вихрівий інверсійний слід від літака. Зазвичай у бомбардувальників біля крил утворюються області відриву, через що виразно спостерігається поява вихрівого джгуту. Так виглядає інверсійний слід, фото якого завжди зачаровують.

Гарячі сліди ракет

Іноді при запуску ракет доводиться стикатися з такими випадками, коли спостерігається зривна течія в області газо-повітряного тракту, що знаходиться в силовій установці ракети. Газовий струмінь, що відходить від ракетного двигуна, відрізняється високою температурою, тому іноді потрапляє в повітрозабірник літака-носія, що трапляється при постановці пристрою на деякі режими.

Повітряний потік стає занадто нерівномірним за температурою, оскільки піддається впливу газів підвищеної температури, через що повітря, що надходить у двигун, стає зміненим. Утворюється помпаж двигуна, тобто виникає зривна течія в системі. Щоб виявити цей процес, спостерігають за основними камерами згоряння, оскільки повітряний потік піддається поздовжнім коливанням, проходячи по тракту двигуна, а потім відзначається викидом полум'я з даних елементів. Так з'являється інверсійний слід від ракети.

Особливості інверсійного сліду при проведенні випробувань

Часто пуски ракетного озброєння проводять у концепції здійснення випробувань. Винятком є бортова апаратура, яка служить для цілей записування та зберігання інформації. Часто літак-фотограф випускається разом з носієм, при цьому здійснюється процес кінозйомки, що дозволяє зафіксувати все явище на камеру. Часто можна зустріти такий інверсійний слід від ракети «Бук».

Часто пуск ракети здійснюється на відносно невеликих швидкостях, щоб краще зафіксувати весь процес. При цьому нерідко утворюється помпаж двигуна, оскільки гарячі гази струменями потрапляють у ракетний двигун, що виводить з ладу його повітрозабірник. Відразу відзначається викид полум'я, що характерно при виникненні помпажу. Так виражається інверсійний слід FSX.

Через цю подію двигун зупиняється. Дані особливості після дослідження допомогли створити цілий ряд різних систем, в завдання яких входить своєчасна діагностика помпажу, вжиття заходів щодо його ліквідації, а також переведення двигуна на оптимальний режим роботи з постійним підтриманням його оптимального стану. Ракетне озброєння в цьому випадку розширює сферу застосування, при цьому на кожному режимі роботи двигуна дані літальні апарати здатні показувати найбільш стабільний стан.

Вогняна куля в повітрі

Проводилися випробування літака «МіГ-29», які полягали в дозаправці палива. При одному з польотів було зафіксовано викид паливної рідини в атмосферу, чому передувала розгерметизація паливного трубопроводу. За допомогою літака-фотографа була зафіксована дана незвичайна ситуація. При цьому певна частина палива потрапила в двигун, що практично моментально призвело до його зупинки через помпаж.

Крім викиду полум'я, що завжди трапляється при помпажі двигуна, сталося займання палива, яке йшло по повітряному каналу. Після цього полум'я охопило все паливо і вийшло за межі внутрішньої конструкції, проте практично миттєво було знесено зустрічним потоком повітря. Через цю ситуацію проявилося незвичайне явище, яке назвали вогняною кулею. Даний інверсійний слід «Бук» також здатний передати.

Яскравий слід форсажу

Сучасні винищувальні літаки володіють двигуном, який оснащений регульованими соплами, що класифікуються як надзвукові. Коли підключається форсажний режим роботи, тиск на зрізі сопла значно вищий, ніж цей показник у навколишніх повітряних мас. Якщо аналізувати простір на значній відстані від сопла, тиск поступово зрівнюється. Даний аспект при русі літака призводить до підвищеної продукції газу, що і призводить до того, що утворюється яскравий інверсійний слід від літака, що з'являється при русі літального апарату.