¿Por qué no es posible silbar con un traje espacial?

Soy un tipo de controles de vuelo, no un experto en física de flujo, pero tengo un par de corazonadas.

Primer presentimiento, creo que los vórtices oscilantes se parecen a las calles de vórtices de Kármán, y solo se formarán en un cierto rango de números de Reynolds. Si la densidad del aire es demasiado baja (la respuesta de Jonathan Miller dice que la presión es de solo 4.3 PSIA), entonces el número de Reynolds (Re) probablemente esté fuera del rango para que se formen los vórtices oscilantes.

Segunda corazonada, la frecuencia de los vórtices que se desprenden a medida que el aire pasa por una pequeña abertura (lengua / dientes / labios) debe tener una resonancia armónica en la cavidad. La frecuencia de los vórtices oscilantes depende de la velocidad del flujo y del número de Strouhal (St). St depende de la forma y Re. Por lo tanto, podría ser que el astronauta esté produciendo vórtices oscilantes, pero la frecuencia no tiene armónicos en la cavidad. Esto sería como soplar una botella de cerveza demasiado rápido o demasiado lento, solo hay una velocidad que hace que la botella silbe.

Una vez dentro de la estación espacial, el aire es más denso y Re es el mismo que encontramos aquí en la superficie de la Tierra. Entonces dentro de la ISS los astronautas pueden silbar.

Necesito a alguien que sepa más sobre boquillas para que me ayude.

EDITAR: De alguna manera me perdí la respuesta de Steve Blumenkranz antes. Creo que está en el camino correcto.

Este artículo dice que Silbar implica crear turbulencias en la corriente de aire que sale entre los labios, lo que provoca una resonancia de Helmholtz en la boca. Voy a salir en una extremidad y extenderlo un poco para ofrecer eso en lugar de la turbulencia de la capa límite que probablemente tiene un contenido espectral demasiado blanco para excitar un resonador, en cambio es probable que el vórtice se desprenda a la salida donde los labios se curvan para causar un desprendimiento de flujo inestable, como el aire que se llena detrás de una bola sin obstruir o un automóvil con un backend demasiado redondeado. Creo que el número de Reynolds alcanzable en los labios con su pequeña abertura y / o longitud de superficie corta en la dirección del flujo y la velocidad producida por el soplado es demasiado baja para la turbulencia. Prueba este experimento. Mientras silba, aumente gradualmente la fuerza con la que sopla. Encontrará un punto cuando el silbato se detenga y realmente pueda sentir que la aspereza aumenta en el flujo sobre sus labios. Probablemente la transición turbulenta y el final del desprendimiento de vórtices, por lo tanto, el silbato se extingue.

El flujo laminar en realidad permite un desprendimiento de flujo más fácil y se detiene en el caso de un ala de elevación o un vórtice que se arroja detrás de un cuerpo de acantilado o una superficie que se curva lejos del flujo hasta el extremo. Las alas de los aviones tienen pequeñas pestañas en la superficie superior y las pelotas de golf tienen hoyuelos para generar turbulencias y evitar el desprendimiento del flujo y sus consecuencias negativas.

Entonces, volvamos al desprendimiento de vórtices. Se necesita una combinación de flujo laminar, redondeando la salida en la dirección del flujo y espacio más allá de la salida para que los vórtices formados se alejen y permitan que se formen los siguientes. Entonces, un posible problema es la proximidad de la placa frontal del casco. Ahora intente silbar nuevamente y esta vez acerque gradualmente la palma de la mano hacia los labios a lo largo de la línea central del flujo de aire que sale. En mi propio experimento, el silbato parece desaparecer cuando mi mano se acerca demasiado. Afirmo que esto respalda la explicación del desprendimiento de vórtices. Otra posibilidad es que la presión reducida del aire cambie tanto el módulo de volumen como la densidad que interfiere con el sistema de resorte de masa agrupado del resonador Helmholz y evita la resonancia en las frecuencias de desprendimiento de vórtices producidas (o no producidas) en esas condiciones. Finalmente, un silbido realmente bueno ocurre cuando la persona aprende a controlar la forma de los labios, la velocidad de salida y la forma de la cavidad bucal para coordinar la frecuencia de desprendimiento del vórtice con la frecuencia de resonancia de Helmholz. Todo un arte.

Si alguien en la audiencia tiene una fotografía de Schlieren configurada y una cámara de alta velocidad, ¿podrían intentar caracterizar el flujo de salida durante los silbidos?

Los trajes espaciales solo ejercen aproximadamente 4,3 libras de presión por pulgada cuadrada sobre el usuario. La cantidad de aire que es forzada [sic] por los labios no es suficiente para crear esas vibraciones enormes y rápidas. Por qué los astronautas no pueden silbar en el espacio

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Nunca escuché que no pudieras. Pero si no puede, probablemente se deba a la menor presión a 4.3 PSIA. A presiones más bajas, pueden ocurrir cosas extrañas como dificultad para beber de una pajita. La próxima vez que me encuentre con un miembro de la tripulación de EVA, haré esta pregunta.