İçeriğe atla

Prandtl-Glauert tekilliği

F/A-18 tekillik etkisini göstermekte
F/A-18 ve ses duvarı (tekililik etkisi)

Prandtl-Glauert tekilliği, atmosfer basıncındaki ani bir düşüşün oluşumu, ses hızında yol alan bir uçağın etrafını saran yoğunlaşma bulutunun görünür olmasının nedeni olarak kabul edilir. Bu aerodinamikteki matematiksel tekilliğin bir örneğidir.

Bu olayın sergilediği olgulardan biri basınçlandırılabilirlik ve N-dalgası'dır. N-Dalgası, sabit konumdaki bir gözlemcinin, sıkıştırılmış bir ses dalgasının geçmesini gözlemlerken gördüğü basınç profili zaman değişkenidir. Oluşan 3 boyutlu şok dalgası konik biçimlidir ve tepe noktası uçağın üzerindedir. Bu dalga uçağı izler. Dalganın basınç profili şu bileşenlerden oluşur:

  • en öndeki basınç bileşeni ("N" dalgasının başlangıç yukarı yöndeki etkisi),

bunu izleyen,

  • aralanır şekilde ayrılan bir basınç ani boşalması ("N" dalgasının aşağı çapraz yöndeki etkisi)

bunu izleyen,

  • Normal ortam basıncına dönmesi ("N" dalgasının en son yukarı yönlü etkisi)

Basıncın aralanır şekilde ayrılma durumu iç etkiler neticesinde basıncın yeniden sınırlarını belirlemeye çalışması olarak düşünülebilir. Bu yoğunlaşma bulutları, aynı zamanda, şok tasmaları (shock-collars) veya şok-yumurtaları (shock-eggs) olarak da bilinirler ve uzay mekiğinin fırlatılmasının ardından 25 ile 33. saniyeler arasında mekik, maksimum dinamik hava basıncı bölgesinden geçerken de gözlemlenirler (Bkz. Max Q).

Sıcaklığın etkilenen hava kütlesini terk etmemesinden ötürü, ilgili ısı değişimiyle birlikte basınçtaki bu değişim adyabatik bir değişimdir. Nemli havada, ısıdaki ani düşüş şok dalgasının uçağa yakın olan bölgelerinde havanın sıcaklığını yoğunlaşma noktasının altına getirebilir ve bu bölgedeki nem yoğunlaşması o bölgedeki çok küçük su damlacıklarının birleşmesiyle gözle görülebilir bir duruma gelir. Dalganın basınç etkisi ki bu çok geniş bir çapta kendini gösterir ancak bu etki dalga genişledikçe düşer ve bundan dolayı yoğunlaşma etkisinin sınırlı bir çapı vardır. Aynı türden bir yoğunlaşma etkisi nemli şartlar altındaki düşük basınçlarda da yüksek g değerindeki seslaltı hızlartda yapılan manevralarda da görülebilir.

Prandtl-Glauert tekilliği, nemli bir havada, bir kamçının çok iyi savrulmasıyla, kamçının ucunun transonik bir hıza ulaşmasıyla kamçının ucunda bir yoğunlaşma bulutunun oluşması ile de gözlenebilir.

İç bağlantılar

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Rüzgâr</span> Yüksek basınç alanından Alçak basınç alanı arasındaki yatay yönlü hava hareketi

Rüzgâr ya da yel, hava veya diğer gazların gezegen yüzeyine göre doğal hareketidir. Rüzgârlar, onlarca dakika süren fırtına’lardan, kara yüzeylerinin ısınmasıyla oluşan ve birkaç saat süren yerel meltemlere, Dünyanın iklim bölgeleri arasındaki güneş enerjisinin soğurulma farkından kaynaklanan küresel rüzgârlara kadar çeşitli ölçeklerde oluşur. Büyük ölçekli atmosferik dolaşımın iki ana nedeni, ekvator ve kutuplar arasındaki farklı ısınma ve dünyanın dönüşüdür. Tropik ve subtropik bölgelerde, arazi ve yüksek platolar üzerindeki alçak ısıl dolaşımlar muson sirkülasyonlarını yönlendirir. Kıyı bölgelerinde deniz meltemi/kara meltemi döngüsü yerel rüzgârları belirler. Değişken arazi yapılı bölgelerde dağ ve vadi meltemleri hakimdir.

<span class="mw-page-title-main">Türkiye'deki rüzgârlar</span>

Türkiye'de esen başlıca rüzgârlar iki gruba ayrılabilir;

<span class="mw-page-title-main">Bomba</span> yakıcı ve yıkıcı maddelerle doldurulmuş, türlü büyüklükte patlayıcı

Bomba, içi patlayıcı ve yanıcı maddeyle dolu, bir ateşleme düzeneğiyle donatılmış, çeşitli şekillerde bulunan yok edici patlayıcı silah. Son derece ani ve şiddetli bir enerji salınımı sağlamak için patlayıcı bir kimyasalın ekzotermik reaksiyonunu kullanır. Patlamalar, esas olarak, zeminden ve atmosferden iletilen mekanik stres, basınçla yönlendirilen mermilerin çarpması ve nüfuz etmesi, basınç hasarı, şarapneller ve patlamanın oluşturduğu etkiler yoluyla hasar verir. Sözcük, Latince bombus'tan gelir. Yunanca βόμβος romanlaştırılmış bombos'tan gelir, 'patlayan' ve 'uğultu' anlamlarına gelen onomatopoetik bir terimdir.

<span class="mw-page-title-main">Gök gürültüsü</span>

Gök gürültüsü, şimşek ve yıldırım esnasında oluşan patlamaya benzer yüksek ses. Şimşek sonucu meydana gelen yıldırım demetlerini çevreleyen havada şiddetli bir basınç ve sıcaklık yükselmesi görülür. Yıldırım demetlerini çevreleyen havada oluşan bu ani sıcaklık ve basınç değişimi havanın hızla genleşmesine neden olur. İşte, havanın bu ani genleşmesi sonik ses dalgası yaratır ki bu da gök gürültüsünü meydana getirir.

<span class="mw-page-title-main">Yağış</span> havadaki su buğusunun yoğunlaşma sonunda sıvı ya da katı durumda yere düşmesi

Yağış, hava kütlelerinin soğuk bir hava tabakası ile karşılaşarak, soğuk bir yerden geçerek ya da yükselerek soğuması sonucunda içerisindeki su buharının yoğuşarak sıvı veya katı halde yeryüzüne inmesi olayıdır. Plüvyometre adı verilen bir âletle ölçülür. Yıllık yağış miktarı mm, cm ve m olarak, günlük yağış miktarı ise kg/m² ile ifade edilir. Yıllık toplam yağış miktarının bir alanda oluşturduğu yükseklik baz alındığı için uzunluk birimleriyle ifade edilir. Birçok farklı formda meydana gelebilir, bunlar yağmur, kar, graupel, dolu ve sulusepkendir.

<span class="mw-page-title-main">Yoğunlaşma izleri</span>

Yoğunlaşma izleri, genellikle seyir irtifasında jet motorlarının arkasında görünen buz parçacıklarından oluşan çizgi biçimli bulutlardır. Yoğunlaşma izleri, jet uçaklarının uçuşlarında ilk günlerden beri görülen normal bir etkidir. Sıcaklığa ve hava aracının bulunduğu irtifadaki neme bağlı olarak yoğunlaşma izleri hızlıca buharlaşabilir.

<span class="mw-page-title-main">Aerodinamik</span> Fizik terimi ve bilim dalı

Aerodinamik, hareket eden katı kütlelerin havayla etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır. Aerodinamik sözcüğü Yunancadan gelmiş olup bu bilim dalı havanın hareketi ile ilgilidir. Parçalı olarak katı bir cisim ile irtibata geçmiş olması, havanın hareketi ve uçağın kanadı gibi, buna örnek olarak gösterilebilir. Aerodinamik akışkan dinamiği ve gaz dinamiğinin bir alt dalıdır ve aerodinamiğin birçok bakış açısı, teorisi bu alanlarda ortaktır. Aerodinamik genellikle gaz dinamiği için kullanılır; gaz dinamiğinin aerodinamikten farkı, tüm gazlar için çalışması ve aerodinamik gibi yalnızca hava ile sınırlanmamış olmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Rüzgâr tüneli</span>

Rüzgâr tüneli, hava, sıvı ve plazma gibi hareketli bir akış içinde bulunan katı cisimlere akışın uyguladığı etkinin ve cisimlerin akış üzerindeki etkisinin incelenmesi, araştırılması ve yorumlanması için tasarlanarak üretilen ve içindeki akışkanla yapay olarak üretilen akışın hızının kontrol edilebildiğitünellere denir.

<span class="mw-page-title-main">Vurgun</span>

Vurgun veya dekompresyon hastalığı, kısa sürede yüksek basınçlı bir bölgeden alçak basınçlı bir bölgeye geçilmesi nedeniyle vücutta gaz kabarcıklarının oluşması sonucu ortaya çıkan gaz embolizmidir. Özellikle dalgıçlar, pilotlar veya su altı inşaat işçileri gibi basınç değişimi etkisinde kalanlarda rastlanır. Sünger avcılarında görülen bu tabloya halk dilinde vurgun denir. Dekompresyon sözcüğü "basınç azalması" anlamına gelir.

<span class="mw-page-title-main">Savaş başlığı</span> Patlayıcı Türü

Savaş başlığı, belirli bir taşıyıcı kovan içerisinde (örn. füze, roket veya torpido) hedefe taşınan patlayıcı, yanıcı ya da zehirli bir materyal ve bu materyali söz konusu kovan hedefe vardığında etkin hale getiren tetikleme mekanizmasından oluşan harp düzeneğidir.

<span class="mw-page-title-main">Anti personel mayını</span>

Anti-personel mayını kara mayını sınıfı içerisinde tanksavar mayınları gibi taşıtlara karşı kullanılan türün dışındaki insan hedeflerine karşı geliştirilmiş bir mayın türüdür.

<span class="mw-page-title-main">Çarpma krateri</span>

Çarpma krateri, bir gezegenin, Ay'ın veya başka bir katı cismin yüzeyinin de, daha küçük bir cismin yüzeye hiper hızla çarpmasıyla oluşan bir dairesel çöküntüdür. Patlama veya içsel çökme nedeniyle oluşan volkanik kraterlerin tersine çarpma kraterleri, çevresindeki araziden yükseklik olarak daha alçakta olan kenar ve zeminleri yükseltir. Çarpma kraterleri küçük, basit, kâse biçiminde çöküntüden geniş, karmaşık çoğul halkalı çarpma havuzuna kadar dağılım gösterir. ABD'nin Arizona eyaletinde bulunan Barringer Meteor Krateri küçük çarpma kraterinin dünya üzerindeki en bilindik örneğidir.

<span class="mw-page-title-main">Ses</span> canlıların işitme organları tarafından algılanabilen periyodik basınç değişimleridir.

Ses, canlıların işitme organları tarafından algılanabilen periyodik basınç değişimleridir. Fiziksel boyutta ses, katı, sıvı veya gaz ortamlarda oluşan basit bir mekanik düzensizliktir. Bir maddedeki moleküllerin titreşmesi sonucunda oluşur.

Aerodinamik bölümünde bahsedilen aerodinamik sürüklenim, bir akışkan yönünde hareket halinde olan herhangi bir katı cisme etki eden akışkan sürüklenim kuvvetine denir. Cisim baz alındığında bu kuvvet cismin yüzeyine etki eden basınç dağılımlarından(Dp) ve cisme etki eden kayma kuvvetlerinden(akışkanlığın sonucu [Df]) meydana gelir. Akışın özelliklerine göre hesaplama yapıldığında sürüklenim kuvveti 3 temel birime bağlıdır : şok dalgaları, girdaplar ve akışkanlık.

<span class="mw-page-title-main">Roket motoru</span>

Roket motoru, genellikle yüksek sıcaklıktaki gaz olan yüksek hızlı itici bir sıvı jeti oluşturmak için tepkime kütlesi olarak depolanmış roket itici gazlarını kullanır. Roket motorları, Newton'un üçüncü yasasına göre kütleyi geriye doğru fırlatarak itme üreten tepki motorlarıdır. Çoğu roket motoru, gerekli enerjiyi sağlamak için reaktif kimyasalların yanmasını kullanır, ancak soğuk gaz iticileri ve nükleer termal roketler gibi yanmayan biçimleri de mevcuttur. Roket motorları tarafından tahrik edilen araçlara genellikle roket denir. Roket araçları, çoğu yanmalı motorun aksine kendi yükseltgen taşır, bu nedenle roket motorları, uzay aracını ve balistik füzeleri itmek için bir boşlukta kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Şok (mekanik)</span>

Fiziksel ya da mekanik şok, bir cismin aniden ivmelenmesine sebep olan etkilere denir. Tekme, fırlatma, deprem ve patlamalar bunlara örnektir. Şoklar ani ve geçicidir. Şok genel anlamda aşırı büyüklükteki kuvvetler için kullanılır. Ölçümü genellikle saniyedeki ivmelenme olarak yapılır ve üç farklı şekilde ayrımları yapılabilir. Bunlar şokun süresi, en çok ivmelenme yaptığı an ve şok dalgasının şeklidir. Aynı zamanda şok bir vektördür.

Bulut fiziği, fiziksel işlemlerdeki çalışmalardır ve bu oluşuma, büyümeye ve atmosfer bulutlarının çökelmesine yol açar. Bulutlar sıvı suyu mikroskobik damlacıklar halinde içerir, buzların küçük kristalleri veya ikisi de. Bulut damlacıkları başlangıçta su buharının yoğunluğunun yoğun çekirdeğin üzerinde olmasıyla oluşur aynı zamanda Köhler teorisine göre havanın aşırı doymuşluğu kritik değeri aşar. Kelvin etkisinden dolayı bulut yoğunlaşma çekirdeği bulut damlacıkları formasyonu için gereklidir, eğimli yüzeyden dolayı bu buhar basıncındaki doyma ile tasvir edilebilir. Küçük çapta, aşırı doymuşluk miktarı yoğunlaşmanın çok büyük olması için gereklidir, bu doğal bir şekilde gerçekleşmez. Raoult ilkesi, çözelti nasıl buhar basıncına bağlı bunu tasvir eder. Yüksek konsantrasyonda, bulut damlacıkları küçük olduğunda, çekirdeğin oluşumu dışından küçük olması aşırı doymuşluk gerektirir.

<span class="mw-page-title-main">Şok dalgası</span>

Şok dalgası, fizikte bir akışkandaki yerel ses hızından çok daha hızlı hareketli bir dalga türüdür. Normal bir dalga gibi, şok dalgası da enerji taşır ve bir ortam vasıtasıyla yayılabilir. Bununla birlikte, basıncın, sıcaklığın ve ortamın yoğunluğunda ani, neredeyse süreksiz bir değişim ile karakterize edilir. Süpersonik akışlarda, genişleme, Prandtl-Meyer genişletme fanı olarak da bilinen bir genişletme fanı ile sağlanır.

<span class="mw-page-title-main">Alan kuralı</span> tasarım tekniği

Transonik alan kuralı olarak da adlandırılan Whitcomb alan kuralı, bir uçağın transonik ve süpersonik hızlarda, özellikle Mach 0.75 ve 1.2 arasında sürüklenmesini azaltmak için kullanılan bir tasarım tekniğidir.

<span class="mw-page-title-main">Sonik patlama</span> ses hızı aşılması patlaması

Sonik patlama, bir nesne havada ses hızından daha hızlı hareket ettiğinde oluşan şok dalgalarıyla ilişkilendirilen sestir. Sonik patlamalar, insan kulağına bir patlama ya da gök gürlemesi gibi gelen, muazzam miktarlarda ses enerjisi üretir. Ateşlenen bir merminin patlama sesi veya bir kamçının sesi küçük sonik patlamalar olarak sayılabilir.