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激波產(chǎn)生的條件
1、產(chǎn)生激波的兩個(gè)條件是:波源和彈性介質(zhì)。激波可視為由無窮多的微弱壓縮波疊加而成,數(shù)學(xué)家B.黎曼在分析管道中氣體非定常運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn),原來連續(xù)的流動(dòng)有可能形成不連續(xù)的間斷面。
2、激波波前波后參數(shù)關(guān)系推導(dǎo)過程只用到了三大守恒:即質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒,以及為了封閉方程組引入的氣體狀態(tài)方程,從始至終都沒有限定熵不變,也無等熵一說。
3、在激波內(nèi)部有氣體與氣體之間的摩擦存在,使一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋K约げǖ某霈F(xiàn)意味著機(jī)械能的損失和波阻力的產(chǎn)生。因此在設(shè)計(jì)飛行器時(shí),一般應(yīng)避免激波的出現(xiàn)或減弱激波強(qiáng)度。
機(jī)翼上出現(xiàn)激波的發(fā)現(xiàn)和解決
1、當(dāng)飛機(jī)飛行速度接近聲速時(shí),機(jī)翼上表面局部氣流速度將超過聲速,這將出現(xiàn)激波,引起激波后面的氣流分離,使飛機(jī)阻力急劇增加。
2、降低飛行速度;使用合適角度的激波錐和機(jī)翼前緣后掠角;機(jī)身設(shè)計(jì)上應(yīng)趨向平滑,避免角度突變產(chǎn)生局部激波。
3、德國(guó)人發(fā)現(xiàn),把機(jī)翼做成向后掠的形式,像燕子的翅膀一樣,可以延遲“激波”的產(chǎn)生,緩和飛機(jī)接近音速時(shí)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。
4、由于激波常常發(fā)生在機(jī)體截面積發(fā)生明顯變化的地方,因此保證機(jī)體各處的截面積一樣,就可以有效減少阻力。因此在機(jī)翼、尾翼與機(jī)身連接區(qū)的機(jī)身往往做成向內(nèi)凹的形狀,俗稱“蜂腰”。
5、要進(jìn)一步提高速度,就需要發(fā)動(dòng)機(jī)有更大的推力。更嚴(yán)重的是,激波能使流經(jīng)機(jī)翼和機(jī)身表面的氣流,變得非常紊亂,從而使飛機(jī)劇烈抖動(dòng),操縱十分困難。同時(shí),機(jī)翼會(huì)下沉、機(jī)頭往下栽;如果這時(shí)飛機(jī)正在爬升,機(jī)身會(huì)突然自動(dòng)上仰。
6、而且,飛機(jī)速度越快,這個(gè)圓錐就越尖。為了避免機(jī)翼受到音障的阻礙,就把它設(shè)計(jì)成后掠式,讓機(jī)翼躲到音障后面。顯然,速度越快的飛機(jī),機(jī)翼后掠就應(yīng)該越多。因?yàn)閳A錐音障后面的激波,總是小于音速的,僅此而已。
激波是怎樣形成的?
激波是運(yùn)動(dòng)氣體中的強(qiáng)壓縮波。氣體中微弱擾動(dòng)是以當(dāng)?shù)匾羲傧蛩闹軅鞑サ摹N矬w以亞音速[1]運(yùn)動(dòng)時(shí),擾動(dòng)傳播速度比物體運(yùn)動(dòng)速度大,所以擾動(dòng)集中不起來,這時(shí)整個(gè)流場(chǎng)上流動(dòng)參數(shù)(包括流速、壓強(qiáng)等)的分布是連續(xù)的。
產(chǎn)生激波的兩個(gè)條件是:波源和彈性介質(zhì)。激波可視為由無窮多的微弱壓縮波疊加而成,數(shù)學(xué)家B.黎曼在分析管道中氣體非定常運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn),原來連續(xù)的流動(dòng)有可能形成不連續(xù)的間斷面。
在超聲速流動(dòng)、爆炸等過程中都會(huì)出現(xiàn)激波。爆炸時(shí)形成的激波又稱爆炸波。水管中閥門突然關(guān)閉形成的波也是一種激波。在固體介質(zhì)中,強(qiáng)烈的沖擊作用會(huì)形成激波(見固體中的激波),在等離子體中也會(huì)形成激波。
激波可視為由無窮多的微弱壓縮波疊加而成。數(shù)學(xué)家B.黎曼在分析管道中氣體非定常運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn),原來連續(xù)的流動(dòng)有可能形成不連續(xù)的間斷面。圖1說明管道內(nèi)非定常流動(dòng)中激波的形成過程。
激波又稱沖擊波,指超音速氣流受到壓縮、阻滯時(shí),或者當(dāng)物體(如高速飛行器)以跨音速或超音速在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí),流場(chǎng)中所產(chǎn)生的某些物理量突然跳躍的不連續(xù)面。是一種實(shí)際厚度絕少超過1μm的空氣壓縮薄層。
當(dāng)氣流速度超過聲速時(shí),會(huì)產(chǎn)生激波,這些激波會(huì)在管道內(nèi)反復(fù)折射,形成激波列,從而增加管道內(nèi)部的氣動(dòng)阻力,降低氣體的效率。
什么是激波,聲爆與超音速飛機(jī)有什么關(guān)系??
1、飛機(jī)音爆的產(chǎn)生原理是由于飛機(jī)在超過音速時(shí),會(huì)產(chǎn)生一個(gè)稱為“激波”的壓力波。首先需要知道聲音傳播的原理。聲音是由氣體、液體或固體中的震動(dòng)分子產(chǎn)生的機(jī)械波。
2、激波效應(yīng)。從理論上來講,飛行器速度達(dá)到臨近音速的速度時(shí),速度突破音速時(shí)會(huì)產(chǎn)生音爆的現(xiàn)象。音爆:突破音障時(shí)所產(chǎn)生的現(xiàn)象,同時(shí)產(chǎn)生的還有音爆云等現(xiàn)象,從理論上解釋音爆等現(xiàn)象產(chǎn)生很復(fù)雜。
3、飛機(jī)在超音速飛行時(shí)產(chǎn)生的打雷般響聲,實(shí)際上是因音爆現(xiàn)象。音爆是當(dāng)物體在空氣中以超過音速的速度移動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的沖擊波引起的巨大聲響。這種聲音通常被描述為晴天中突然響起的雷鳴,顯示出其響亮和強(qiáng)大的威力。