mini | Der Wolkenscheibeneffekt bei einer F/A-18 Hornet der Blue Angels am 29. August 2024 beim offiziellen Training für die Cleveland National Air Show mini|Video einer Grumman F-14 beim Überschallflug mit Wolkenscheibeneffekt; die Form der Wolkenscheibe entspricht dem Machschen Kegel mini|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 etwas im Machschen Kegel. Der Stoßwellenfront mit ihrem Überdruck folgt unmittelbar eine Zone mit starkem Unterdruck. Durch adiabatische Expansion überschreitet in diesem Bereich der Partialdruck des Wassers den Sättigungsdampfdruck, wodurch der Wasserdampf in der Luft zu kleinen Tröpfchen kondensiert. Dies wird als Nebelwand sichtbar. Nach dem Durchgang von Stoßwelle und Unterdruckzone stellt sich wieder normaler Druck und Temperatur ein, wodurch die feinen Nebeltröpfchen wieder verdunsten, der Nebel löst sich wieder auf.
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.
mini|Kondensationseffekt an den Propellerspitzen einer C-27J „Spartan“
Ähnliche Erscheinungen sind gelegentlich auch an den Rotorspitzen eines Hubschraubers oder an den Propellerspitzen eines Flugzeugs zu erkennen.
Siehe auch Überschallflug Kondensationsprozesse der Atmosphäre
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Einzelnachweise
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