دايره المعارف جيبي

تشريح يك واژه
هر وقت گفته شود جت «Jet» اولين صحنه اي كه در ذهن مجسم مي شود هواپيماهاي پر سرو صدايي هستند كه داراي موتور جت «Jet engine» هستند. اما معني اين لغت قدري كلي تر است. اصولاً به هر جريان سيال (سيال مي تواند مايع يا گاز باشد) كه با سرعت زياد از يك نازل «Nozzle» يا به بيان خودماني از يك «لوله» خارج شود، جت گفته مي شود. با اين تعريف در اطراف خود «جت»هاي زيادي مي توانيد پيدا كنيد: دود خروجي از اگزوز ماشين، آب خروجي از شير آب، خوشبو كننده ي خارج شده از اسپري و در نهايت گازهاي داغ خارج شده از خروجي موتور جت هواپيماها.

از كجا شروع كنيم؟
از سطح دريا شروع مي كنيم. يعني جايي كه ارتفاع صفر و فشار هواي محيط حداكثر ممكن است.

اگر يك جت «Jet» با سرعت بسيار بالا در اين محيط خلق شود، فشار آن كمتر از فشار هواي محيط خواهد بود. بنابراين، زماني كه اين جت در فضاي آزاد رها شود، به وسيله ي هواي پر فشار محيط فشرده مي شود. سيال تشكيل دهنده ي جت تمايل دارد تا از اين فشار بيش از حد رهايي پيدا كند. اين تغيير فشار به صورت ناگهاني انجام مي شود و شوك «Shock» ناميده مي شود. شوك در حالتهاي مايل يا عمود بر راستاي جت رخ مي دهد كه در اينجا روي شوك عمود بر راستاي جريان يعني شوك نرمال «Normal Shock» تمركز مي كنيم.

حالا دو داستان داريم:
1- در شوك نرمال، فشار به صورت ناگهاني كاهش مي يابد چون حجم گاز موجود در جت ثابت است، بنابراين دماي سيال، درست خلاف فشار، شديداً افزايش مي يابد.

2- هميشه هميشه و هميشه در خروجي موتور جت مقداري سوخت مصرف نشده وجود دارد. در گاز خروجي ازموتور خودروها نيز همين قصه وجود دارد. اين واقعيت، يك عامل آلوده كننده ي هوا نيز محسوب مي شود.

از جمع 1 و 2 چه خواهيم داشت؟
جواب: احتراق آن سوخت باقي مانده به صورت ناگهاني يعني چيزي شبيه به انفجار كوچك.

بعد از اين انفجار، سيال منبسط مي شود و فشارش شروع به كم شدن مي كند اما دوباره، هواي محيط آن را فشرده مي كند. مجدداً يك نرمال شوك و انفجار باقيمانده ي سوخت.

به مرور و طي شوك هاي متوالي، فشار سيال جت تعديل مي شود و با فشار محيط يكي خواهد شد. انفجارهاي متوالي سوخت باعث ايجاد حلقه هايي مي شود كه اصطلاحاً به آنها الماس شوك «Shock Diamonds» مي گويند. شخصاً دوست دارم اين پديده را «گردنبند الماس نشان» يا «سينه ريز الماس نشان» بنامم. اين هم تصويري از الماسهاي تشكيل شده در خروجي موتور يك «F-15». البته الماسها بيشتر شكل حلقه هستند.

در ارتفاع بالا
با افزايش ارتفاع، فشار هوا كم مي شود. در ارتفاع خيلي زياد فشار هوا مي تواند از فشار جت خروجي موتور هواپيما كمتر باشد. در اين حالت باز هم «الماسها» شكل مي گيرند. تنها تفاوت موجود در اينجا اين است كه ابتدا جريان سيال خروجي از اگزوز به دليل فشار بالايش شروع به انبساط مي كند تا فشارش از فشار محيط كمتر شود، آنگاه دوباره شروع به فشرده شدن مي كند و با يك «شوك نرمال» دوباره داستان تكرار مي شود و باز الماسها در هوا پخش مي شوند.

تفاوت گردنبند الماس نشان ارتفاع بالا با گردنبند سطح دريا اين است كه در ارتفاع، الماسها در فواصل نزديكتري نسبت به خروجي موتور جت تشكيل مي شوند. در كتابها از پديده ي «Shock Diamonds» گهگاه با نام «Mach Disks» نيز نام برده مي شود. در تصوير زير الماسها در خروجي موتور شاتل واضح تر و مشخص تر به چشم مي آيند.

براي سالهاي، تصاوير اين الماسها را بارها در تلويزيون، فيلمها يا مجلات مي ديدم اما هيچكس (حتي اساتيد محترم دانشگاه) نتوانست علت وقوع آن را برايم توضيح دهد سالها زمان برد تا علت ايجاد اين الماسها را پيدا كردم زماني حدود 20 سال! نمي دانم يك الماس واقعي ظرف چه مدت در طبيعت شكل مي گيرد اما اين پديده براي من ارزشي هم اندازه ي الماس دارد و به اين افتخار مي كنم كه اين الماس را با شما تقسيم كرده ام.

داستان اين گردنبند الماس نشان باز هم ادامه دارد اما اجازه بدهيد بقيه اش را بعداً تعريف كنم.

مراجع

*******************