マッハコーンはどうしてできるの?

質問

飛行機とか、音速を超える時、
マッハコーンといわれる、すり鉢型の雲ができるんですけれど、
あれは自然の中で、何がどういう現象を起こして、出来あがって来るものなのでしょうか?
詳細な説明をお願いします。

回答No.3

Scull

まず、航空機の機体前面で空気が圧縮されます。本来はするっとすり抜けていくのが理想なのですが、実際にはそういう訳にもいかないので前面部分では「とてつもなく圧縮される」んです。スペースシャトルが大気圏に突入する際、物凄い温度になりますね。あれも理屈は一緒です。空気の粘性などによって逃げ切れず、圧縮されるんですね。

さて、圧縮された気体の水蒸気飽和度、どれだけ水蒸気を含む事が出来るか、という度合いは温度によって上昇します。つまり、圧縮される前よりもより多くの水蒸気が含まれる様になるんですね（ただし、元々の水分が少ない場合、そうならない事も多いので注意です）。
そして、「機体前面の圧縮」から側面に回ると、一気に膨張されます。機体前面で傘状に圧縮された分、側面で膨張します。
一気に膨張した気体は水蒸気飽和度が下がりますので、そこに雲が発生します。それがおっしゃる「ショックコーン」だと考えます。

ただし、これは「気体が膨張させられるから発生する」ので、すぐ通常の大気圧に戻ると消えてしまいます。

似た様な現象は「ループ中の翼上面」などにも見られますね。

お礼

ありがとうございます。
＞航空機の機体前面で空気が圧縮
＞空気の粘性などによって逃げ切れず、圧縮される
＞圧縮された気体の水蒸気飽和度...は温度によって上昇
＞圧縮される前よりもより多くの水蒸気が含まれる様になる
＞「機体前面の圧縮」から側面に回ると、一気に膨張
＞膨張した気体は水蒸気飽和度が下がりますので、そこに雲が発生

一連の流れと現象がスローモーションのように吟味され噛み砕かれて説明されていると感じました。

回答No.2

egaetoteage

この雲のことなら本来はマッハコーンではないようです。映像は音速飛行はしていないようです。雲のでき方は富士山の笠雲と同じように湿った空気が山を駆け上がり気圧が下がると雲ができ越えると消えていくように、マッハコーンができる前でも機首の周りは目玉が寄るように空気が圧縮されているので雲ができる境目がマッハコーンのように見えるのでしょう。音速を超えるときのマッハコーンだと衝撃波ですからカメラを回している場合ではないとおもいます。昔、航空自衛隊にF-104が導入された頃、かなり離れたところでもドンドンという雷のような衝撃波が伝わってきたことがあります。

参考URL：

http://www.pluto.dti.ne.jp/suzuki-y/tokai/tokai13.html

お礼

ありがとうございます。
＞マッハコーン

は、がせ、だったんでしょうかね。

本物を見れるサイトはありますか?

回答No.1

NAZ0001

衝撃波の前面で圧力が高くなった空気が、それを超えたところで圧力が下がるので。大気中の水蒸気が雲のように凝結します。

注射器の端をふさいで中の空気を圧縮して。それを急激に元に戻すと、中に霧が発生します。それと同じ。

お礼

ありがとうございます。
＞衝撃波の前面で圧力が高くなった空気

先ず、衝撃波とは何でしょうか。なぜできるんですか?
衝撃波があるとなぜ圧力が高まるんでしょうか。

＞それを超えたところで圧力が下がるので。大気中の水蒸気が雲のように凝結します。

その後は上圧に戻るので霧は消えてしまう。という訳でしょうか。