03.06 音障只有在音速临界点才会产生吗,超过音速后比如1.2马赫还会不会有音障?

C4for


只要理解了什么是“音障”,自然就会明白,音障在超音速情况下是不会继续存在的。

什么是“音障”呢,各位先想象一架正常飞行的战机,当战机速度低于0.8马赫(注意不是低于1马赫,专业上对“亚音速”的定义是低于0.8马赫)时,空气可以被前进的战机“推”向四周。

而当战机进一步加速时,空气的流动特性会逐渐变化,变得难以压缩、推离,直到速度1马赫时形成激波,飞行阻力大增,对战机造成严重破坏。

激波形成的科学原理,比较复杂,这里只解释一下为什么和“音速”有关。

声音在空气中传播,机械波的传播要依赖空气分子的运动、互相碰撞,而音速就是这一运动过程的“上限”,换句话说,空气分子能运动的多快呢,就是当前的音速,超音速飞行时,空气分子来不及运动到战机航迹以外,只能被外来的力量强行推走,这时候阻力会剧增,激波随之产生。

制造超音速战机,就要克服激波的不利影响,为此可以采取后掠翼、机头尖削、加大发动机推力等手段,跨越所谓的“音障”。

而一旦突破“音障”,进入超音速飞行阶段(“超音速”定义是在1.2马赫以上,并非1马赫),这时战机只需要维持超音速的飞行状态即可,”音障“已跨了过去,当然就不会继续存在了。

打一个不太恰当的比喻,房屋的门槛很高,但真正迈过去进到屋里,显然就不会还一直碰到门槛挡路,“音障”就是这样的一道门槛,它只出现在战机从亚音速到超音速的跨越过程中,迈过去就是迈过去了,不会再受影响。

最后提一下音爆云,并非跨音障时必然产生,不能用来作为战机跨越音障的判据。

——


炎黄军武




只要明白音障是怎样产生的,这个问题就好回答了。那么音障是怎样产生的呢?物体的震动使物体周围的空气也发生震动,这种空气的震动,是以空气连续压缩、膨胀的方式向周围传播的,这也就是声音的传播。

如果这个声源物体高速运动,接近音速的时候,物体震动使被压缩的空气,很快追上前方的声音。这样运动物体前方波动着的空气,便被层层叠叠压缩在一起。被压缩的空气是有弹力的,这个弹力对运动物体来说就形成了音障。

试想,如果物体的运动速度超过音速,会是什么情况?也就是说运动物体已经超过了前方层层被压缩的空气,这种压缩空气的弹力当然就不存在了,而只有相对静止的空气存在的阻力。也就是说,运动物体的速度超过音速后,音障已经不存在了。



运动物体超过被压缩的空气后,这层被压缩的空气就可以自由膨胀了,膨胀产生的负压,使空气中的水蒸气变成云雾,就是所谓的音爆云。我们从超音速飞机形成的音爆云也可以看出来,这层音障已经被飞机甩在身后了。


分享到:


相關文章: