La sustentación se crea acelerando el aire hacia abajo . Lo mismo ocurre con la estela turbulenta: los vórtices se forman en el límite entre la franja de aire que se mueve hacia abajo ( estela ) y el aire circundante que trata de llenar el vacío dejado por la estela.

La fricción eventualmente disipará la energía cinética de la estela, pero en el caso de aeronaves pesadas, el movimiento continuará durante varios minutos. En ese momento, se hundirá cientos de pies o tocará el suelo. Esto es impulsado por la inercia; las diferencias de densidad no existen a menos que la tasa de gradiente atmosférico esté por encima de la tasa adiabática y la estela se caliente menos rápidamente debido al aumento de la presión atmosférica que el aire circundante.

Al final, el peso de cualquier vehículo más pesado que el aire es soportado por un área de mayor presión en el suelo . Algún mecanismo tiene que transferir la fuerza del peso del avión volador al suelo, y esa es la estela que se mueve hacia abajo. Cuando se disipe lentamente, dejará una presión de aire ligeramente más alta debajo de él. Cuando eso sucede a una velocidad supersónica, el cambio de presión más enfocado es lo suficientemente alto como para ser audible en el suelo.

La respuesta de @PeterKampf es (como de costumbre) perfectamente buena en sí misma.

Agregaría otra forma de verlo, más centrada en los vórtices que le interesan. Una forma de ver el flujo de aire es imaginar que simplemente está formado por dos vórtices opuestos.

Así es como comienza: la descarga creada por el ala provoca la creación de dos vórtices en la punta del ala, fáciles de ver en esta famosa imagen:

Ahora puedes ver claramente que los vórtices son:

• Opuesto (la izquierda es en el sentido de las agujas del reloj, la derecha es en el sentido contrario a las agujas del reloj)
• De la misma fuerza (tienen la misma cantidad de energía de rotación del aire en movimiento) por simetría
• Y puedes imaginar que tienen un alcance infinito (aunque son más fuertes en su centro respectivo y más débiles lejos hasta que su efecto desaparece).

Ahora la clave es que ambos interactúan entre sí (los vértices son matemáticamente aditivos ):

• El izquierdo impone un movimiento descendente (casi) uniforme de todo el aire a su derecha (incluido el wortex derecho)
• Y viceversa, el vórtice derecho impone un movimiento hacia abajo (casi) uniforme de todo el aire a su izquierda (incluido el vórtice izquierdo).

Por supuesto, ambos imponen un movimiento descendente al aire en el medio (esa es la corriente descendente en sí).

El efecto combinado está en T = T+1, cada vórtice habrá trasladado al otro una cierta distancia hacia abajo . Luego volverán a estar en la misma configuración (dos vórtices opuestos, uno al lado del otro y de la misma fuerza), y así continúa hasta que interactúan con el suelo o se disipan en fricción (viscosidad).

Esta es solo otra forma de ver lo mismo, ya que la persistencia de un vórtice sigue siendo la consecuencia de la inercia. Además, este esquema puede ayudar a visualizar las velocidades de flujo inducidas por cada vórtice (recuerde que ambos flujos de velocidad son aditivos y deben superponerse:

Editar: todo se basa en la teoría de la línea de elevación , particularmente el vórtice de herradura . He encontrado algunos buenos videos de las interacciones del remolino. Aquí hay uno.

Dado que los dos vórtices están a una envergadura completa de distancia, puede considerar que el flujo inducido por el vórtice izquierdo en la vecindad del vórtice derecho es uniformemente descendente. La velocidad es ortogonal al desplazamiento del centro, por lo que la velocidad es directa hacia abajo. Ese no es el caso en todas partes: por encima del vórtice, la velocidad es hacia adentro. Abajo, su exterior. La velocidad más allá de la envergadura es hacia arriba. Pero esas velocidades en esas regiones no son de interés para el vórtice opuesto.

Por cierto, los fumadores pueden generar anillos de vórtice . Esos son el mismo fenómeno, solo que con simetría cilíndrica en lugar de simetría plana. O si no fumas, puedes hacerlo en una piscina (¡Sí, es hora de violín! )