Em que condições são visíveis os vórtices de Wingtip?

Os vórtices Wingtip se formam devido ao efeito finito da extensão da asa, ou seja, perto da ponta da asa a alta pressão sob a asa não pode mais ser contida efetivamente e sangra para a baixa pressão acima da asa, criando assim um movimento circular do ar . O movimento em turbilhão cria uma grande força centrífuga perto da região núcleo do vórtice, ou seja, o ponto em torno do qual todo o vórtice gira, e isso expande rapidamente o ar próximo a esse ponto e com expansão adiabática vem resfriamento adiabático , às vezes até o ponto em que a temperatura do ar cai abaixo do ponto de orvalho, assim a condensação.

Agora a resposta é bem óbvia. Você não precisa de um jet para produzir um vórtice visível. Para que o vórtice seja visível com condensação, o vórtice deve ser strong e o ar deve estar úmido. Um strong vórtice sugere que a diferença de pressão acima e abaixo da asa deve ser grande, o que significa que a asa está trabalhando muito para gerar muita sustentação. Mesmo em um antigo aviãozinho, voe baixo e encurte o mais rápido e mais strong que puder . É quando os vórtices geralmente se manifestam. É claro, você pode deduzir do que foi dito acima que um avião com carregamento de asa superior mostrará vórtices visíveis com mais freqüência que um com carregamento de asa baixo .

Os jatos geralmente têm maior carregamento de asas porque sua velocidade é muito maior e, de acordo com a equação de sustentação, $ L = \ dfrac {1} {2} \ rho v ^ 2AC_L $ , obtemos $ \ dfrac {L} {A} = \ dfrac {1} {2} \ rho v ^ 2C_L $ . Se o seu $ v $ for maior, com $ C_L $ não muito diferente, você geralmente terá um carregamento de asa maior .

O wiki está correto ao dizer que os vórtices das pontas das asas não estão limitados às asas. Ailerons, flaps, lemes, elevadores, todos têm seus próprios vórtices. Uma pesquisa rápida no google trará centenas de fotos de jatos de caça com 5 ou 6 trilhas de vórtices anexadas a ele. Claro, você não vê mais do que 2 trilhas em aviões de grande porte com muita freqüência porque eles não manobram como jatos de caça.

Você está definitivamente certo sobre umidade, mas por experiência eu diria que um ambiente mais frio funciona melhor do que um mais quente. Caso em questão: instável / chuvoso clima de outono (como comum no Norte da Europa) mostra vórtices (ponta) muito bem, enquanto eu não os vi muito em lugares mais quentes (sul dos EUA, Caribe). Tendo assegurado a visibilidade, uma maior diferença de pressão entre o lado inferior e superior da asa (causada por maior velocidade e maior força de elevação) aumenta os vórtices da ponta em tamanho / força. Isso explica o fato de que os mínimos de separação são amplamente dependentes da massa da aeronave (que aumenta com a sustentação).

Vórtices adicionais (ou mais strongs) podem ser criados artificialmente usando geradores de vórtices . Como o fluxo turbulento separa-se com menos facilidade do que o fluxo laminar, estes são usados (nos bordos de ataque das asas, capotas do motor, tailplanes) para desencadear o fluxo turbulento e, assim, prevenir / adiar a separação. Isso é especialmente importante se houver superfícies de controle (como ailerons ou leme) a jusante, que perdem sua eficiência em fluxo separado. Em teoria, você poderia usar esse mesmo princípio para aumentar a visibilidade do vórtice.

Se isso também funciona, teoricamente, depende de normas e regulamentos de segurança relativos à modificação e ao tamanho do gerador de vórtice necessário. Exemplos do mundo da aerodinâmica esportiva, onde a rugosidade da superfície ou 'faixas de transição' são integrados em ternos usados por patinadores de velocidade ou ciclistas . Como você pode ver nas imagens no artigo vinculado, elas são bem pequenas.