Varför bildar kondens på vingen speciellt vid start och landning?

Ja, hastighet och flikar gör skillnad.

Hissen som skapas av vingarna är ungefär konstant under ett flygs varaktighet. Med full tankar är det högre i början av flygningen, och när flygplanet bankar, är det igen högre för att skapa centripetalkraften för att ändra kursen. Men skillnaden är liten¹.

Hissen är orsakad av en tryckskillnad mellan vingens båda sidor. I kryssning är denna skillnad låg men sträcker sig över mycket av vingens ackord . Vid låg hastighet har suget på den övre ytan dock en topp höger bakom framkanten, så den maximala sugningen är större än den är i kryssning. Exakt denna förändrade tryckfördelning leder till att fuktigheten kondenseras, eftersom den låter luftens relativa luftfuktighet stiga över kondensationspunkten. I kryssning är tryckförändringen lägre och daggpunkten överskrids inte. Eftersom flygplanet flyger långsammare när det ligger nära marken, har luften mer tid att kondensationen utvecklas.

Se nedan för en färgkodad del av hastighetsfördelningen över en typisk flygplansflygplan i landningskonfigurationen. Röd symboliserar lägsta hastighet (högsta tryck), medan lila står för högsta hastighet med lägsta tryck. Sådana sugtoppar måste undvikas i kryssning för att möjliggöra för flygplanet att flyga på ett högt fartygs Mach-nummer.

Flyglinamedhöglyftanordningarilandningskonfigurationen(bild källa )

¹ Den bränslefraktionen för flyglinjerna överskrider sällan 40% och den extra hissen i en 30 ° bank är endast 15 %.

När angreppsvinkeln ökar blir trycket på vings övre yta lägre. Följande bild visar detta. Observera att trycket på toppen suger.

Källa:avstop.com

Underlandningsfasenärflygplanetsvinkelhögrejämförtmedandraregimer.Dettaäranledningentillattkondensationsmolnbildasunderlandningsfasen.

Menmolnenbildasundernågonsubsoniskmanövreringsomminskadetrycketövervingarnasövreyta,somhögg-varv.

Källa: www.telegraph.co.uk

Låt oss komma ihåg en sekund att på övre sidan av vingarna är det lägre tryck än den fria strömmen (luften långt från flygplanet).

Om flygplanet färdas genom fuktig luft, adiabatic process (som alla paket av luft som hamnar nära vingen måste "lida") dikterar att:

$$ P _ {\ infty} ^ {{1 \ gamma}} \ cdot T _ {\ infty} ^ \ gamma = P_ {vinge} ^ {(1- \ gamma}} \ cdot T_ {vinge} ^ \ gamma $$

och eftersom vi bara kom ihåg att $ P_ {vinge} < P _ {\ infty} $, betyder det att $ T_ {vinge} < T _ {\ infty} $.

Fortfarande från wikipedia länken ovan:

Adiabatic cooling occurs when the pressure on an adiabatically isolated system is decreased, allowing it to expand, thus causing it to do work on its surroundings. When the pressure applied on a parcel of air is reduced, the air in the parcel is allowed to expand; as the volume increases, the temperature falls as internal energy decreases.

Om den ursprungliga $ T _ {\ infty} $ redan var tillräckligt låg eller om det fanns tillräckligt med umiditet i luften befinner sig luftpaket ovanför vingarna under daggpunkten, vilket ger den kondens som orsakade din fråga.

But is there a "lower" lower pressure when the angle of attack is higher and therefore making this phenomenon occur more often?

Ja, högre angreppsvinklar betyder högre höjd, som genereras av högre differenstryck mellan uppåt och undersidan av vingen. Kom ihåg att hissen är ungefär

$$ L \ propto \ alpha \ cdot V ^ 2 $$

och eftersom flygplanets vikt inte minskas, för att hålla hissen konstant vid lägre hastigheter (till exempel hastigheterna strax före landning) behöver du en högre $ \ alpha $.

För att förhindra behovet av extrema angreppsvinkelar, är flikarnas effekt att öka $ C_ {l \ alpha} $, vilket innebär att för samma angreppsvinkel får du mer hiss och ändrar proportionerna ovan.

När du först klickar öppnar en burk med mousserande dryck noggrant på vad som först kommer ut ur hålet. Ett litet moln av kondens som snabbt sprider sig. Detta är din personliga adiabatiska dekompression demonstrator. Det är exakt samma fysik som vad som händer i bilderna ovan.

it appears to me that this phenomenon only appears during the approach phase of a flight.

Flyger i höga höjder där det är -40 ° F bränsle i vingarna kalla soaker .

Det är mitt svar för de första två bilderna i det kommersiella flygplanet ovanför, en bild av ångbubblan eller vad som helst om jaktstrålen jag skulle ta bort från diskussionen för många okända på bilden om hastighet och manövrering. Kommersiell jetflygplan som flyger > 30 000 fot höjd för X tid, vingen blir en fin kylplatta som ökar sannolikheten och gör det vanligare att se under en kommersiell flygning närma sig / landningsfasen.