Крізь хмари: Почерк літака

Літальні апарати теж залишають сліди в атмосфері. Іноді їх навіть можна побачити

12 листопада 2001 року борт 587 - літак American Airlines, що прямував з Нью-Йорка в Домініканську Республіку, буквально розвалився в повітрі майже відразу ж після зльоту в міжнародному аеропорту JFK. Оскільки ця, друга за кількістю жертв, авіакатастрофа в історії американської авіації сталася незабаром після 11 вересня, відразу ж виникло припущення про теракт. Але проведене розслідування показало, що причина була більш прозовою: літак потрапив у супутний слід - зону турбулентності, створену іншим літаком (в даному випадку це був Boeing 747 Japan Airlines, що пролетів цим же повітряним коридором незадовго до борту 587). І хоча цей слід був невидимий, саме він призвів до втрати управління і в кінцевому підсумку - до трагедії.

Видихаючи хмари

Втім, іноді сліди стають видимими. Білий слід літака, що пролетів, добре виділяється в ясний сонячний день на тлі блакитного неба. Цей слід називається інверсійним і складається з тієї ж речовини, що і хмари - найдрібніших крапель води. Причина його виникнення дуже проста: нагрітий водяний пар, що утворюється при згорянні палива, викидається в атмосферу (температура якої, наприклад, на висоті 10 км досягає 50оС), швидко остигає і конденсується, утворюючи маленькі крапельки води. Правда, такий слід утворюється не завжди - на різних висотах атмосфера має різну температуру і вологість, і ймовірність утворення інверсійного сліду залежить від цих параметрів. Щоб зрозуміти механізм інверсії, зовсім не потрібно їхати на аеродром: пар з рота, що видихається людиною, і клуби пара з вихлопних труб автомашин в сильний мороз мають ту ж природу (їх освіта теж залежить від температури і вологості навколишнього повітря).

До речі, на думку деяких експертів, інверсійний слід може демаскувати військові літаки. Це найбільш важливо для висотних бомбардувальників і розвідників, завдяки технології Stealth «невидимих» для радіолокаторів, а також для винищувачів у ближньому повітряному бою, коли виявлення противника відбувається в основному візуально. Правда, боротися з його освітою практично неможливо. Під час польоту за рахунок особливого профілю крила швидкість потоків повітря над і під крилом виходить різною (зверху вище, ніж знизу). Згідно з принципом Бернуллі в цьому випадку тиск на верхній поверхні крила менше, ніж на нижній (їх різниця якраз і формує підйомну силу). Через різницю тисків повітря перетікає через закінцівку крила, і за літаком утворюється дві вихорових воронки, схожих на горизонтальні торнадо. Такі вихори мають діаметр до 15 м, швидкість потоків повітря всередині них - до 50 м/с, вони живуть кілька хвилин і, поки не загаснуть, можуть бути реально небезпечні для літаків, наступних цим же коридором. При взаємодії вихорового та інверсійного слідів останній починає розпливатися, що іноді призводить до вельми химерних «завитушок» і навіть переплетень двох слідів (від двох двигунів).

У відрив

Конденсація парів води, «видихуваних» двигунами, - не єдина причина інверсійного сліду, він може утворитися навіть за планером, що не має двигунів. На авіашоу часто можна бачити, як під час показових виступів винищувачі буквально на очах у глядачів огортаються туманом! Магія? Зовсім ні. Причина цьому - відривні течії, вихорові області зниженого тиску, що утворюються на верхній поверхні крила в певних режимах польоту (наприклад, при виході на великі кути атаки). Всередині цих областей за рахунок швидкого падіння тиску знижується температура і виникають умови для конденсації водяних парів, що знаходяться в повітрі. І хоча все це схоже на магію, насправді, як бачите, нічого таємничого в такому тумані немає.