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
הם (Heme) הוא השם הכולל של מספר תרכובות בעלות תפקידים חשובים בתאים של יצורים חיים.…
סחר בלתי חוקי בבעלי חיים וצמחי בר (Trafficking) מעמיד מינים רבים ובתי גידול שונים בעולם בסכנה…
בקטנה: אוסטרליה היא המדינה המובילה בעולם במניעת סרטן צוואר הרחם, על ידי חיסון בני הנוער…
סוכרת מסוג 2 היא מחלה מטבולית המאופיינת ברמה גבוהה של סוכר (גלוקוז) בדם. בניגוד לסוכרת…
היעלים הנוביים (Capra nubiana) עסוקים מאוד בחיזור בימים אלו. לזכות ב"ליבה" של הנקבה אינו דבר של…
כדי להבין למה חשבו בכלל על הרעיון של לאחסן סוללות במקרר, נאמר שבכל סוגי הסוללות…
את התקשורת בין צמד הדולפינים ניתן היה לפרש כשיחה של ממש, עם פניה ותגובה, מילים…
בקטנה: אנחנו תמיד שמחים כשאמצעי התקשורת המרכזיים מדווחים על חדשות מחזית המדע, אך לעיתים הדיווח…
מחצית הפרס הוענקה לפרנסס ארנולד (Frances H. Arnold), עבור אבולוציה מכוונת של אנזימים, והמחצית השניה…
כשמסתכלים על משחקי מחשב מודרניים, קשה שלא להתפעל מהתחושה הריאליסטית שהם מעניקים, שבמקרים רבים גורמת…
את הפרס חולקים השלושה כך שחציו ניתן לארתור אשקין, וחציו מתחלק באופן שווה בין ג'רארד…
״סרטן״ הוא שם כולל למשפחה של מחלות שבהן תאים מתרבים ללא שליטה, תוך שהם גוזלים…
בקטנה: נמצאו מאובנים בצפון רוסיה השייכים לאורגניזמים מוזרים שחיו לפני 588 מליון שנים, ולא ברור…
מהנדסים תמיד השתמשו בכלים מתמטיים כדי לתכנן ולבנות דברים. אחד השימושים המשמעותיים ביותר למתמטיקה שמהנדס…
לא סתם דג, אלא תוכינון. תת-משפחת התוכינונים (Scaridae) הם משפחה מגוונת של דגים, שמונה כ-…
החולד העירום (Heterocephalus glaber) הוא מכרסם מושבתי שחי במזרח אפריקה. הוא עירום מפרווה ונראה כמו…
הסוּכִּיִים (Ptilonorhynchidae) הם משפחה של ציפורי שיר הקרובות לציפורי גן העדן. במשפחה כ-20 מינים המצויים…
בעבר דיברנו על כמה מן הבעיות הקשות של החיים המודרניים: פקקים [1] ומוך בפופיק [2].…
במשך שנים טענו אורניתולוגים (חוקרי עופות) שחלק ממיני העופות ישנים בתעופה. טענה מוזרה זו התבססה…
בקטנה: האם חיכיתם פעם לאוטובוס בתחנה במשך זמן רב, רק כדי לקבל את פני שני…