Prandtl–Glauert-szingularitás

Egy F/A-18 Hornet harci repülőgép átlépi a hangsebességet

A Prandtl–Glauert-szingularitás egy természeti jelenség, mely akkor fordul elő, ha egy repülő objektum eléri a hangsebességet, és a hangforrással megegyező sebességgel haladó hangrezgések összezsúfolódnak. A levegőben található pára két, nagynyomású levegőréteg közé préselődik és kicsapódik, ha a benne haladó objektum átlépte a hangsebességet. Az ennek következtében hallható hangrobbanás egy energiatorlódás, melyet egy párakúp kísér, és a kondenzáció következtében egy vékony, fehér felhő alakul ki.

Elméleti háttér

A tárgyalt szingularitás a Prandtl–Glauert-transzformáció azon jóslata, miszerint egy hangsebességet megközelítő objektum környezetében végtelen nyomásértékek jelentkeznek. A transzformáció csak hangsebességnél kisebb sebességgel haladó testekre alkalmazható, jellemzően 0,7 M alatt, így a jelzett szingularitás hangsebességnél nem jelentkezik. Ez a fogalom kapcsolódik ahhoz a korai 20. századi hithez, miszerint a hangsebesség nem átléphető.

$c_{p}={\frac {c_{p0}}{\sqrt {|1-{M_{\infty }}^{2}|}}}$

ahol

• c_p összenyomható kompresszibilitási együttható,
• c_p0 nem összenyomható kompresszibilitási együttható,
• M_∞ zavartalan áramlási Mach-szám.

Így a Prandtl–Glauert-szingularitás értelmében

$\lim _{M_{\infty }\to 1}c_{p}=\infty$

Források

• Singularity
• Angol szócikk
• Felhőgallér a rakéta körül

További információk

• F/A-18 Hornet Sonic Boom Vapor Cone at Sion Airshow Breitling - Prandtl-Glauert Singularity, videó,