הידעת? "יהלומי גל הלם" הם אזורים בהירים בסילון על קולי, הנוצרים כתוצאה מהבדלי לחץ בין הסילון לסביבתו וגלי הלם המתפתחים בו
התופעה המכונה "יהלומי גל הלם" או "דיסקות מאך" (על שם הפיזיקאי הגרמני ארנסט מאך, שחקר את הזרימה העל קולית וניסח את העיקרון הקרוי על שמו, עליו התבסס אלברט איינשטיין בפיתוח תורת היחסות הפרטית) מופיעה כאשר זרם הסילון של מנוע סילון או מנוע רקטי, שלחצו הסטטי שונה מן הלחץ האטמוספרי המקיף אותו, נע במהירות על קולית.
הלחץ הסטטי הוא זה שהיה נמדד אילו היינו יכולים להניח מד לחץ ברומטרי בתוך הסילון מבלי שזה יועף על ידו. להבדיל ממנו, הלחץ הדינמי הוא זה שהיה נמדד אילו היינו יכולים לעצור את הסילון ולהפוך את האנרגיה הקינטית שלו (הנובעת ממהירותו) ללחץ, והוא כמובן גבוה יותר מהלחץ הסטטי.
כאשר זרם הסילון יוצא מן הנחיר והלחץ האטמוספרי מסביבו גבוה יותר, הסילון מתכווץ כלפי מרכזו. כיווץ זה מטה את כיוון קווי הזרימה כלפי פנים הסילון, חוץ מאשר בקו האמצע שלו, וכך נוצרים גלי הלם (שינויי לחץ בזרימה על קולית) המגדילים את הלחץ בתוך הסילון.
מכיוון שהסילון, גם לאחר פליטתו מן הנחיר, עודנו מכיל מעט דלק וחמצן, הגדלת הלחץ גורמת להצתתם בתוכו (בחתך המינימלי) וכך מופיע ה-"יהלום" הראשון בסילון.
לאחר מכן מתחיל הסילון להתרחב שוב; שינויי הלחץ בעת התרחבותו גורמים להופעת גלי הלם מורכבים נוספים, הנקראים "מניפות פרנדטל-מאייר", הגורמים להתכווצותו החוזרת ולהופעת "יהלום" נוסף במורד הסילון, וכך הלאה הסילון מתרחב ומתכווץ חליפות – עד שהפרשי הלחץ בינו לבין האוויר שסביבו מתקזזים עקב החיכוך הנוצר בשל צמיגות האוויר, והסילון מתמזג עם האוויר שמסביב לו.
כאשר הלחץ האטמוספרי נמוך מלחץ הסילון מתרחשת תופעה דומה, אולם כיוון שהסילון עובר התפשטות לאחר יציאתו מנחיר המנוע ורק אחר כך מתכווץ, ה-"יהלום" הראשון מופיע רחוק יותר במורד הזרם מאשר במקרה הראשון.
הסבר נוסף הכולל ציורים הממחישים את מהלך הזרימה בסילון ניתן לראות ב-(3) ו-(4). בקישורים ב-(7) ניתן לראות מספר תמונות יפות של "יהלומי גל הלם" במטוסי חיל האוויר הישראלי, שצולמו על ידי הצלם ניר בן-יוסף.
מקורות:
- Shock diamond
- Shock Diamonds and Mach Disks
- Exhaust Gases' Diamond Pattern
- Compressible Flow Regimes
- Prandtl–Meyer expansion fan
- The Stunning Beauty of F-15 "Shock Diamonds" in Slo-Mo
- יהלומי גל הלם במטוסי חיל האוויר – מתמונותיו של הצלם ניר בן-יוסף: [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9]
עריכה לשונית: שלומי ג'מו
תאריך פרסום
25/12/2017
על המחבר
הירח שלנו הוא גוף נעול כבידתית; בשל כוחות הגאות והשפל הפועלים בינו לבין כדור הארץ,…
ביום שישי הקרוב (22.2.19) בשעה 03:45 שעון ישראל, יישוגר מקייפ קאנאברל שבפלורידה, ארה"ב טיל פלקון…
לפני מספר חודשים סיפרנו לכם על אלגוריתמים אבולוציונים לאופטימיזציה. נזכיר, שאלה שיטות ששואבות השראה מהטבע,…
סיפורנו מתחיל בשנת 1906, כאשר נצפו לראשונה חיידקים בצורת סליל בדגימות קיבה של חולי קרצינומה…
במיוחד ליום האהבה, סמנכ"ל היח"צ והשיווק שלנו, צרי, הכין את הסרטון הבא על מיקרוביום, זוגיות,…
במאמר מרגש פורסם לאחרונה מתארים החוקרים בפעם הראשונה מזה 110 שנים, תיעוד מצולם של נמרה…
ברוח האבולוציה, אנחנו נוטים לחשוב שבחירת בן זוג בטבע מסתמכת על כשירותו של בן הזוג,…
בסדרת המדע הבדיוני "מסע בין כוכבים" היו הרבה טכנולוגיות עתידניות מרשימות, כשאחד המכשירים הבולטים ביותר…
בשבוע הקודם התמודדו תושבי החוף המזרחי של ארצות הברית עם גל קור קיצוני. לשם השוואה,…
אריות בנמיביה, החיים באופן יוצא דופן באזור מדברי, למדו מחדש לצוד בעלי חיים ימיים 35…
״סרטן״ הוא משפחה של מחלות המאופיינות בחלוקה לא מבוקרת של חלק מתאי הגוף, על חשבון…
רבים שואלים אותנו – "למה אתם כל הזמן כותבים על חתולים?", "למה לגברים יש פטמות?",…
זוכרים את 2009? זוכרים איך יכולנו לשתות גם את הצ׳ייסר השלישי ולקום בבוקר ישר לתרגול…
דמיינו שאתם חוקרים שהולכים לצפות בסדנת הדרכה המיועדת לאמהות עם שני ילדים. נניח כי המנחה…
סרטן צוואר הרחם הוא אחת ממחלות הסרטן הנפוצות בנשים. ניתן להקטין את התחלואה והתמותה ממנה…
מיילדות הבית בישראל מיוצגות על ידי אמה"י-ארגון מיילדות הבית בישראל, ביום שלאחר האירוע הטראגי התראיינה לRazi…
על קץ עידן האנטיביוטיקה המתקרב כבר סיפרנו לכם בעבר. מספר לא קטן של חיידקים, רבים…
הפרוטון הוא אחד ממרכיבי האטום. יחד עם הנויטרון, הוא מרכיב את גרעין האטום. האם ייתכן…
כולנו מכירים את אומנות קיפולי הנייר היפנית – האוריגמי, ואת שלל הצורות והדמויות שניתן לייצר…
בקטנה: התוכילֵיל הניו זילנדי, או בשמו המקומי הקקפו, הוא תוכי משונה וייחודי הנמצא בסכנת הכחדה…