Tal efecto se produjo este sábado durante la Jornada de Puertas Abiertas a Zaragoza, en la última pasada del F-18 si no recuerdo mal. En ese momento hubo gente que aclamó al cielo "¡¡ha roto la barrera del sonido!!" cosa que ya aprovecho para deciros que no es cierta. Si hubiera sido el caso, todos los asistentes estaríamos ahora mismo en el hospital con sordera profunda producida por la onda de choque, entre otros efectos para nuestros órganos internos.
El efecto, muy espectacular por cierto, se llaman comúnmente "cono de vapor" o, más formalmente, Singularidad de Prandtl-Glauert. En su esencia, no deja de ser la formación espontánea de una nube, y como tal, se crea porque la temperatura del aire desciende por debajo de la temperatura del punto de rocío, haciendo que la humedad del aire pase a ser un conjunto de microgotas de agua suspendidas en el aire.
En el caso que nos ocupa se crean más concretamente por un cambio de presión del aire, pues si que es verdad que el avión se mueve a velocidades próximas a la velocidad del sonido, y a esas velocidades justo antes de pasar de Mach 1, el aire crea una onda de choque, haciendo variar la presión del aire, su viscosidad, entre otras características; pero ahí ya entraríamos en teoría de mecánica de fluido, no precisamente fácil de explicar en un blog de estas características.
Esas ondas de choque que se crean a velocidades transónicas e impiden el paso del aire y aumentan la presión a niveles enormes, así pues, el aire se ve comprimido al paso del avión. Esa capa es de milímetros, y justo detrás el aire sufre una descompresión rapidísima para pasar lentamente a la presión ambiente. Todo esto se produce en un proceso adiabático, es decir, el fluido no intercambia calor con su entorno, o lo que es lo mismo, el aire no intercambia calor con el resto de la atmósfera. Debido a esta condición, el aire se ve obligado a enfriarse rápidamente, creándose el cono de vapor que vemos, y cuando avanza a lo largo del avión retoma su presión normal, adquiriendo también su temperatura estándar y desapareciendo el cono.
El cono puede variar mucho en tamaño, o incluso no producirse. Eso es debido al clima en el que nos encontremos. Dependiendo de la humedad relativa en el ambiente y de la temperatura del punto de rocío, llegaremos a ver conos de mayor o menor tamaño
Como curiosidad, en las explosiones atómicas, la seta de la bomba también se puede explicar por la Singularidad de Prandtl-Glauert.
2 comentarios:
Plas, plas, plas!
Excelente explicación. Ya me había olvidado casi por completo de mecánica de fluidos y ahora me acuerdo de varias cosas ^^
Sin mas, una excelente explicación ;P
jejeje gracias. Siempre se intenta enseñar algo de nuevo en el blog :)
Saludos
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