第87章风雨兼程

第八十七章风雨兼程

“由于我们研究的项目已经超出了当前我们对大气物理性质的了解程度，当飞行速度超过一定程度的时候，我们相信一切都有所改变，而且我们必须对这些改变加以重视，否则无法实现超音速飞行，没有这样的飞行能力，研究喷气式飞机又有何用？所以我们在研究的开始，就非常重视飞行环境、飞行条件等方面的研究。”

大气的状态参数是指其压强、温度和密度，这些参数随着飞行高度的变化而变化，它们作用在飞机上的空气动力大小有影响，也对飞机喷气式发动机所产生推力大小有很大程度的影响。

每一个大气分子都有着自己的位置、速度和能量。

分子之间的联系非常微弱，且没有自己固定外形。

然而当飞行器在这种介质中运动时，其外形尺寸远远大于分子的自由行程，所以研究飞行器与大气之间的相对运动时，可将分子之间的距离看似为零，也就是说把气体看成连续的介质。

相邻大气层之间相互运动时所产生的牵扯作用力，叫做大气的内摩擦力，也叫做大气的粘着力。

这种大气的粘性是空气在流动中所表现出来的一种常见物理性质，而大气流过物体时所产生的摩擦阻力恰恰与大气粘性有关，像飞机这样在空气中快速运动的物体，空气粘性作用在飞机外表面的摩擦阻力就不再是一个可以忽略不计的小数字，必须加以重视和考虑。

气体的可压缩性是指气体的压强改变时，它的密度和体积改变的性质。

一般都认为**是不可压缩的，而气体对这种变化的反应很大，所以认为气体都是可压缩的。

当大气流过飞行器表面的时候，由于飞行器对大气的压缩作用，大气压强会产生变化，密度也随之产生波动。

当气流的速度较小时，压强的变化量不大，密度的变化也很小，所以研究大气低速流动有关问题时，可以不考虑大气的可压缩性。

而气流速度快的时候，则应该大加考虑了。

声速是指声波在物体中传播的速度，一个振动的声源在介质中传播时产生的疏密波，即压缩与膨胀相间的波。

人能听到空气中传来的各种声音，也就是因为空气被压缩和膨胀的结果。

飞机在空气中飞行时会把前进中所碰到的空气微团推开，并把这些微团压缩，物体继续向前运动，被推开、压紧的微团将膨胀开来，回到原来的位置。

所以飞机飞行时，围绕它的空气将一直产生振动的疏密波。

声速是考虑空气压缩程度的一个重要因素，声速越大空气就越来被压缩。

另一个因素就是飞行器的速度，运动速度越快，则施加给空气的压力越大，空气被压缩得救越厉害。

将这些因素综合起来，就是一个很特别的数学方程。

马赫数Ma等于飞行器在一定高度的速度除以该处的声速，马赫数越大则表示空气被压缩地越厉害。

当马赫数小于等于0.4的时候，空气压缩性影响并不大，即可认为空气是不可压缩的。

而当马赫数大于0.4之后，研究飞行器的动力大小就必须考虑到空气的可压缩性影响，尤其是在进入跨音速飞行之后，因为压缩性会产生一种称之为激波的独特流动现象，这将对飞行器的空气动力和外形设计带来重大影响。

“低速飞行，飞机与空气之间的相互影响是一个渐进的过程，视空气为不可压缩。

而高速飞行时，飞机突然来到跟前，空气无法让开，只能突然地遭到强烈的压缩，其压力、密度和温度都会陡然升高，相对于飞机的流速则突然降低。

这种从无变化到有变化的分界面，就叫做激波。”

“激波又分为正激波、斜激波、圆锥激波。

然而在超音速飞行时，气流因阻滞而产生激波，因膨胀而产生膨胀波。

激波可以说是超音速气流减速时通常产生的现象，膨胀波是其加速时所必然产生的现象。

激波使波前、波后参数发生突跃式变化，气流穿过，激波时受到突然的压缩，压强和密度温度都升高，速度和马赫数下降。