¿Cómo puede un B787 bimotor crear tres estelas?

Hoy noté un avión que sobrevolaba (sobre Sydney a FL400) que parecía tener tres estelas. Cuando revisé la aplicación Flightradar24, vi que este avión que sobrevuela es un B787. ¿Cuál sería la razón de tres estelas con solo dos motores? ¿Podría el tercero ser causado por APU, o simplemente por una estela turbulenta, o cualquier otra cosa? Traté de tomar una foto con binoculares (perdón por la calidad, hice lo mejor que pude). Y también una captura de pantalla del aire acondicionado de la aplicación Flightradar24.foto ingrese la descripción de la imagen aquí

Claramente es el motor auxiliar de estelas químicas :P
¡Te doy un +1 solo por la foto del teléfono celular a través del esfuerzo de los binoculares! Es bueno saber que funciona bastante bien!
Solo para su información, aunque las explicaciones de "interferencia de onda" aquí probablemente sean correctas, existen cosas como "estelas aerodinámicas". Estos no se originan en el escape del motor, sino más bien debido a la rápida compresión y expansión del aire cuando es perturbado por el paso rápido de alguna parte de la aeronave. Casi todos los días, si está bajo la aproximación en SAN, puede verlos en vórtices de punta de ala. No hay motores allí. En un aterrizaje, cuando estaba detrás del ala, vi una estela que salía de uno de los carenados del actuador hidráulico.
A mí me parece un patrón de difracción.

Respuestas (4)

Las estelas se crean debido a las variaciones en la presión del aire, junto con la cantidad de humedad en ese aire. Cuando los 2 motores del B787 explotan sus gases de escape, la alta presión del escape hace que la humedad se condense temporalmente. Se ven dos estelas.

Sin embargo, a medida que las ondas de presión de los 2 senderos de escape se propagan a través de la atmósfera abierta, interfieren entre sí. Esta interferencia también puede afectar la presión del aire húmedo entre las 2 estelas "primarias", lo que a veces da como resultado otra estela "secundaria". De hecho, debido a esto, si hubiera suficiente humedad en el aire y los motores fueran lo suficientemente potentes, en realidad no habría solo 3 estelas. Más bien, las estelas se presentarían como las crestas de una ola que se propaga, muy parecidas a las crestas de las olas del agua cuando pasa nadando un pato. En efecto, veríamos las 3 estelas separándose, y entre cada una de las 3 estelas, se verían 2 estelas "terciarias" más.

Sin embargo, aquí en la Tierra, las variaciones de presión y la densidad/contenido de humedad del aire se normalizan mucho antes de que ocurran esas exóticas ondas de presión. ¡Excepto que tenemos ese en el medio!

No es la condensación sino la congelación lo que provoca las estelas. Y gran parte es causado por partículas diminutas (como el hollín) y no por fluctuaciones de presión.
@Peter, sí, eso es cierto. Sin embargo, el resto de lo que escribió sigue siendo correcto (la parte sobre los patrones de interferencia) y se aplica independientemente de la causa de la formación del rastro.
Decir que soy escéptico es un eufemismo, incluso dejando de lado haber volado junto a las estelas y haber visto que no se parecen en nada a las franjas de interferencia, pero comencemos con una cuestión sencilla: esta teoría depende de que los motores sean fuentes acústicas coherentes, que no lo son. .
@sdenham: la teoría depende de que el escape del motor cree gradientes de concentración espacialmente coherentes (que lo hacen). i.stack.imgur.com/IGnc9.png
@DrFriedParts Ese es un reclamo completamente diferente, con 'espacialmente coherente' agregado gratuitamente para que parezca relevante. La respuesta de Tim afirma específicamente que el efecto se debe a la interferencia entre ondas de presión, y la interferencia entre ondas es un fenómeno específico de la física que no es relevante aquí. En el uso general, 'interferencia' puede significar vagamente algo así como 'interacción', y la interacción de los dos vórtices bien puede ser la causa de este fenómeno, pero ese uso superpuesto no justifica en lo más mínimo atribuir este fenómeno a la interferencia de la presión. ondas.
@sdenham: la interacción de los dos vórtices es precisamente un patrón de interferencia de campo. Es el mismo patrón que obtienes con las interacciones de campo EM, interacciones de presión, etc... Mi comentario fue que tenías razón acerca de que el dominio estaba equivocado, pero la referencia de Tim al patrón de interferencia sigue siendo correcta ya que es la misma matemática fasorial. Ya sea densidad o presión, el patrón que está viendo es un patrón de interferencia de campo fasorial.
@DrFriedParts Tengo la impresión de que está recorriendo la web en busca de términos que hagan parecer que esta respuesta, en algún sentido técnico, podría ser correcta. Su uso del término fasor nos devuelve inmediatamente a mi punto original, la falta de coherencia de las fuentes, que hasta ahora ha evitado abordar.
@sdenham Coherence requiere que para alguna función f(t+p) y otra función g(t+q) la diferencia pueda describirse mediante una función h(f+c). Ese es claramente el caso, como se puede ver en las imágenes. Si las funciones son espaciales y describen cómo se distribuye la concentración (simplifiquemos a 1 dimensión por ahora), escanee la imagen (1 línea) y modele el color/concentración como y y la posición lineal como t para obtener un resultado coherente. Las interacciones de los dos patrones de estelas generadas producen un resultado constante para una entrada constante; por ejemplo, las fuentes son coherentes.
@sdenham No intento ser ofensivo. Parece que sabes mucho sobre el dominio. Solo estaba señalando que todo lo que dijiste era correcto, excepto que "la interferencia entre ondas es un fenómeno específico de la física que no es relevante aquí", lo cual desafortunadamente no es cierto.
@DrFriedParts Mi publicación original abordó la afirmación de Tim de que este fenómeno se debe a la interferencia de las ondas de presión. Duplicaste esto cuando introdujiste 'fasor' en tu pseudo-explicación, un concepto que misteriosamente falta en tu último intento de descartar el problema con la mano. En el contexto que usted y Tim han establecido, 'coherencia' tiene un significado específico que aún no han abordado. Todavía está probando la falacia de sustituir una palabra por un significado alternativo (y vago), independientemente de si es una sustitución válida que tiene sentido en el contexto específico.
@sdenham: no estoy seguro de por qué no puede entender la diferencia entre onda y onda de presión, pero debido a que no puede, continúa defendiendo la conclusión incorrecta de que las interacciones de onda no están en juego. No "dupliqué" las ondas de presión. Señalé que tiraste al bebé (dominio equivocado) con el agua del baño (modelo físico correcto). Traté de explicar por qué las estelas son coherentes en otros dominios simplemente para ti, pero parece que no tienes suficiente experiencia con la teoría de ondas/campos (como las definiciones de fasor, coherencia, etc.) para seguir.
@DrFriedParts Aquí hay un error de dominio, pero es suyo. La respuesta de Tim afirma que el fenómeno se debe a la interferencia de las ondas de presión, y en ese dominio, el problema relevante de la coherencia es este : observe la segunda oración: "La coherencia es una propiedad ideal de las ondas que permite estacionario (es decir, temporal y espacialmente constante) ) interferencia". Anteriormente, escribió "La referencia de Tim al patrón de interferencia sigue siendo correcta", pero cuando se enfrenta a sus problemas, intenta redefinir la coherencia como cualquier suma escalar, lo cual no tiene sentido.
@DrFriedParts Podría continuar, pero creo que la única forma en que puede salvar algo de este lío de agitar las manos es publicar su propia respuesta, en la que muestra cómo "el patrón que está viendo es un patrón de interferencia de campo fasorial", como "interacciones de campo EM, interacciones de presión, etc.", completo con la "matemática fasorial" que justifica su afirmación de que "la referencia de Tim al patrón de interferencia sigue siendo correcta", con suficiente detalle para que sus afirmaciones sean inequívocas y completamente explicadas. En particular, no se preocupe de que no podamos seguirlo si le hace justicia al tema; es posible que se sorprenda.

Pregunta fascinante. Como no soy un experto en aerodinámica de estelas, me veo obligado a especular, pero supongo que las tres estelas aparentes son causadas por la expansión de las estelas por los vórtices de las puntas de las alas.

Encuentro ejemplos similares llamados estelas híbridas . Aquí hay una animación de un A340 de cuatro motores de ese artículo:

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Creo que si ignoras los rastros de los motores exteriores, esto se parece a tu fotografía. Aquí, las estelas internas se retuercen y se extienden por los vórtices de las puntas de las alas en un par de "tubos" semitransparentes de condensación que siguen a la aeronave. La aparente oscuridad de los tubos es más espesa en los bordes, ya que en estos puntos estamos mirando a través de una mayor densidad de vapor. A medida que los tubos se expanden, se tocan, dejando tres áreas en las flechas rojas donde el rastro parece más oscuro desde abajo.

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Una formación similar se puede ver en los primeros segundos de este video . Ocurre rápidamente, pero detenido en el momento adecuado, parece haber tres senderos:

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En el siguiente segundo, la formación se ha extendido lo suficiente como para volver a convertirse en un único rastro indistinguible, pero en condiciones menos favorables para los rastros persistentes, como en su fotografía, el rastro puede haberse disipado en ese momento.

Esas tres estelas que se formaron son divergentes, aunque mantienen cierta coherencia. Es difícil estar seguro, pero el tercero parece aparecer cuando el abanico divergente de los dos iniciales llega a la línea central del avión. Supongo que marcan los vórtices (vórtices) en el aire arrojado por las puntas de las superficies de vuelo. Hay uno grande que sale del extremo de cada ala y uno más pequeño que sale del extremo de cada estabilizador horizontal. Estos últimos están demasiado juntos y probablemente demasiado afectados por las turbulencias generadas por el fuselaje como para ser vistos como distintos.

Inicialmente, dos: una fuente de cristales de hielo que emergen de cada motor. Pero estos luego son absorbidos por los vórtices y dos transiciones a lo que parecen ser tres.

Los vórtices de arrastre de un gran avión comercial son enormes. Pueden causar serias turbulencias para otro avión comercial que cruce la "estela" de un vuelo anterior y pueden causar daños o pérdida de control para un avión pequeño. Son una de las buenas razones para una separación mínima obligatoria entre las aeronaves que se aproximan a un aeropuerto. (ISTR, tres millas).

Espero que las explicaciones anteriores sean correctas, pero también me sorprende que hay más de dos motores tipo jet en un 787: la APU está justo en el medio y aunque su escape no es tan fuerte como los motores principales, puedo imagine que podría ser lo suficientemente fuerte como para perturbar el flujo en el punto donde se encuentra el escape del chorro principal y tener un efecto visible en el flujo de escape del motor principal.

No. Existen restricciones en el funcionamiento de la APU. Varía según la marca, pero es posible que no se encienda por encima de los 15 000 pies, no se permite el funcionamiento por encima de los 25 000 pies o no se recomiendan las operaciones. Ninguna aerolínea importante tiene un procedimiento operativo estándar que incluya el uso de APU en cruceros.
Ciertamente, hay APU capaces de arrancar/funcionar en todas las altitudes. Creo que este es un requisito de ETOPS, o ETOPS tiene otros requisitos que tienen el mismo efecto. Supongo que la razón es que al menos algunos aviones necesitan la APU para cubrir algunas contingencias de ETOPS: descender a 15,000 está fuera de discusión, ya que empeoraría su economía de combustible y no podrían cumplir con los requisitos de rango de ETOPS.
@DrFriedParts: ¿Es una restricción mundial? ¿O específico de su país de origen personal?
@LightnessRacesinOrbit DrFriedParts parece estar diciendo que es básicamente parte del "manual del propietario" de la APU, no una restricción legal.
@DavidRicherby: Ah, sí, el "varía según la marca" sugiere eso, gracias.
@Harper: se requieren APU ETOPS para poder iniciar el vuelo de manera confiable desde el remojo en frío o permanecer en todo el vuelo (ningún fabricante / operador eligió esta última opción por razones obvias). Sin embargo, mi declaración original sigue siendo correcta. Ningún operador importante sugiere usarlo en crucero (excepto en ciertos escenarios de emergencia) y muchos modelos de APU implementados hoy en día no funcionan a más de 25k'ft. Así que o no puede o no deberías.
@DrFriedParts Por alguna razón, no sé por qué, estaba pensando en el contexto del 787 Dreamliner. Por supuesto, su declaración es correcta para algunos aviones. Error mío... Me pregunto por qué diablos estaba obsesionado con el 787. Encogimiento de hombros ...