Thema Wirbelschleppe... ich bin dafür zwar kein Experte, aber ein paar allgemeine aerodynamische Fakten dazu fallen mir da schon ein:
- Die Strömungsgeschwindigkeit in Wirbelschleppen können sehr groß werden, sie erreichen in kern-Nähe problemlos Strömungsgeschwindigkeiten (>100m/s), die massive Schäden anrichten können
-Die Geschwindigkeit, mit der sich die Wirbelschleppe selbst bewegt (d.h. z.B. der Ort des Wirbelkerns) ist DEUTLICH geringer (ein paar m/s in >100m Abstand vom FLugzeug). Üblicherweise bewegen sich Wirbelschleppen (in sonst ungestörter Luft) langsam vorwiegend nach unten. In Bodennähe kommt es dann infolge der Eigeninduktion des Wirbels zu einem Ablenken des Wirbels zur Seite.
-Wirbelkerne "rollen sich auf". Das bedeutet, dass die flächige WirbelSCHICHT hinter einem Flügel sich nach einiger Zeit zu einem gegenläufigen röhrenförmigen Wirbelpaar aufrollt. Dort summiert sich die Zirkulation der Wirbelschicht auf, der Wirbel wird also zunächst erst mal noch stärker bzw. räumlich konzentrierter.
-Infolge der Reibung weitet sich die Wirbelröhre dann allmählich auf, ihre Energie dissipiert. Der Drehimpuls in der Röhre bleibt aber erhalten, er verteilt sich nur auf eine immer größere Luftmenge - so lange, bis der Wirbel de fakto aufgelöst ist.
-Dadurch, dass die Wirbelkerne sich nicht sehr schnell bewegen sind sie anfällig für äußere Einflüsse - z.b. Windversatz, verschiebung durch andere, ältere Wirbelschleppen, aber auch topographische Einflüsse wie Hügel, Waldkanten etc.
Eine rechnerische Vorhersage über den räumlichen und zeitlichen Verlauf des Wirbels ist zwar theoretisch möglich, würde aber sehr detaillierte Grundinformationen benötigen (was Flugzeug, Basisströmung und Topographie betrifft), welche nicht vorliegen.
-Die Windrichtung innerhalb des Wirbels ist vielschichtig, von seitwärts, aufwärts, abwärts, aber auch eine Längskomponente in Flugrichtung. Das ist einer der Gründe, warum so ein Schadenspotential drinsteckt. Die meisten Gegenstände am Boden sind für eine Windrichtung besonders anfällig, und ein auftreffender Wirbel "spielt sie alle mal durch" und findet den wunden Punkt..
-Ein vieldiskutiertes Thema ist die Lebensdauer eines Wirbels. Zwar lässt sich auch das für einen ungestörten Wirbel abschätzen, aber infolge äußerer Einflüsse kann sich die Lebensdauer eines Wirbels erheblich verkürzen oder verlängern. Auch besteht die Möglichkeit, dass sich ein bereits abgeschwächter Wirbel beim Auftreffen auf eine entsprechende Topographie (z.B. ein Graben) kurzzeitig wieder verstärkt, da er auf ein kleineres Volumen "gezwungen" wird. Der noch erhaltene Drehimpuls hat also keine Wahl und muss auf höhere Geschwindigkeiten ausweichen (das alte Schreibtischstuhl-Karussel-Experiment mit den ausgestreckten Armen, ihr erinnert euch...)
Eine wirklich quantitative Abschätzung der Gefährdungslage ist somit extrem schwierig (wie immer in der Strömungsmechanik)
Sowohl die Beobachtung (siehen Thema des Threads) als auch die Theorie gibt es also durchaus her, dass Wirbelschleppen auch in recihlicher Entfernung und ggf. Minuten nach dem Überflug noch Schäden anrichten können.
gruß
a.p.
