Wolkenscheibeneffekt

Video einer Grumman F-14 beim Überschallflug mit Wolkenscheibeneffekt
Wolkenscheibeneffekt (weißer „Zylinder“ um die Raketenspitze sowie um die Booster) an einer Delta II Heavy beim Aufstieg nach dem Überschreiten der Schallgeschwindigkeit

Der Wolkenscheibeneffekt (auch Prandtl-Glauert-Kondensationswolke genannt, nach Ludwig Prandtl und Hermann Glauert) ist das Auftreten einer Wolke aus Wassernebel mit der charakteristischen Form eines flachen Kegels um Flugkörper, die sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegen. Auch bei hoher Unterschallgeschwindigkeit kann es zu ähnlichen Phänomenen kommen, wenn lokale Strömungen am Flugkörper Schallgeschwindigkeit erreichen.

Bei Explosionen kommt ein ähnlicher Effekt auch vor, die Erscheinung wird dann als Wilson-Wolke bezeichnet.

Entstehungsmechanismus

Die Wolkenscheibe besteht aus Wassertröpfchen; das Phänomen folgt der Front der Stoßwelle. Die Stoßwelle ist eine abrupte Druckänderung, die eine vorübergehende Abkühlung (adiabatische Zustandsänderung) der Luft vor sich bewirkt und eine sofortige Kondensation der Luftfeuchtigkeit verursacht: In dem Bereich entstehen winzige Wassertröpfchen und bilden eine große Wolke, die die kuppelartige Stoßwelle umgibt. Durch das weite Unterschreiten der Temperatur des Taupunkts der vorhandenen Luftfeuchtigkeit kondensiert der Wasserdampf als Nebel. Nach dem Durchgang von Stoßwelle und Unterdruckzone stellt sich wieder etwa normal hoher Druck und damit Temperatur ein, wodurch die besonders feinen Nebeltröpfchen fast augenblicklich wieder verdunsten, sich also der Nebel wieder auflöst.[1]

Bei Flugkörpern scheint die Wolkenscheibe den Flugkörper zu begleiten. Tatsächlich gilt das für die räumliche Nebelzone, jedoch sind die beteiligten Luftmassen und Nebeltröpfchen fortlaufend neue.

Kondensationseffekt an den Propellerspitzen einer C-27J „Spartan“

Ähnliche Erscheinungen sind gelegentlich auch an den Propellerspitzen eines Flugzeugs zu erkennen.[2]

Siehe auch

Weblinks

Commons: Wolkenscheibeneffekt – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. ↑ Seltenes Phänomen: Explosion in Beirut führt zur Wolkenbildung! 5. August 2020, abgerufen am 5. August 2020 (deutsch).
  2. ↑ Medizinisches ABC – Feuerball – Unterwasser-Detonationen. Archiviert vom Original am 17. Juni 2014. Abgerufen am 24. Juni 2017.

Auf dieser Seite verwendete Medien

F-14A Tomcat supersonic flyby, 1986.ogg
A rerun (previous sparsely documented MOTD) of a flyby of an F-14A Tomcat (9.3s).
Shock waves around a Delta 7920-10C during the launch with the two GRAIL spaceprobes.jpg
CAPE CANAVERAL, Fla. – The United Launch Alliance Delta II Heavy rocket propels NASA’s twin Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) mission into the clouds over Space Launch Complex 17B on Cape Canaveral Air Force Station in Florida. The spacecraft launched at 9:08:52 a.m. EDT Sept. 10. GRAIL-A will separate from the second stage of the rocket at about one hour, 21 minutes after liftoff, followed by GRAIL-B at 90 minutes after launch. The spacecraft are embarking on a three-month journey to reach the moon. GRAIL will fly twin spacecraft in tandem around the moon to precisely measure and map variations in the moon's gravitational field. The mission will provide the most accurate global gravity field to date for any planet, including Earth. This detailed information will reveal differences in the density of the moon's crust and mantle and will help answer fundamental questions about the moon's internal structure, thermal evolution, and history of collisions with asteroids. The aim is to map the moon's gravity field so completely that future moon vehicles can safely navigate anywhere on the moon’s surface. For more information, visit http://www.nasa.gov/grail.