更严峻的是 , 激波能使流经机翼和机身表面的气流 , 变得非常紊乱 , 从而使飞机剧烈颤动 , 控制十分艰难 。同时 , 机翼会下沉、机头往下栽;如果这时飞机正在爬升 , 菜叶网 , 机身会蓦地自动上仰 。这些讨厌的症状 , 都可能导致飞机坠毁 。这就是所谓“音障”问题 。由于声波的传递速度是有限的 , 挪移中的声源便可追上自己发出的声波 。当物体速度增加到与音速相同时 , 声波开始在物体前面堆积 。如果这个物体有足够的加速度 , 便能突破这个不稳定的声波屏障 , 冲到声音的前面去 , 也就是冲破音障 。
【什么的出现突破了音障 音障是如何产生的】一个以超音速前进的物体 , 会持续在其前方产生稳定的压力波(弓形震波) 。当物体朝观察者前进时 , 观察者不会听到声音;物体通过后 , 所产生的波(马赫波)朝向地面传来 , 波间的压力差会形成可听见的效应 , 也就是音爆 。
当飞机的飞行速度比音速低时 , 同飞机接触的空气好像“通信员”似的 , 以传递声音的速度向前“通知”前面立即遭遇飞机的空气 , 使它们“让路” 。但当飞机的速度超过音速时 , 飞机前面的空气因来不及逃避而被密切地压缩在一起 , 堆聚成一层薄薄的波面——激波 , 激波后面 , 空气因被压缩 , 使压强蓦地升高 , 阻挠了飞机的进一步加速 , 并可能使机翼和尾翼剧烈振颤而发生爆炸 。
而音障不单单仅有声波 , 还有来自空气的阻力 , 当飞行物体要接近1马赫(声速单位)飞行时 , 前方急速冲来的空气不能够像日常一样通过机身扩散开 , 于是气体都堆积到了飞行体的周围 , 产生极大的压力 , 也会引发出一种看不见的空气旋涡 , 俗称“死亡漩涡” , 这也被叫做音障 , 如果机身不作特别加固处理 , 那么将会被瞬间摇成碎片 。
声障一词最早浮现于20世纪40年代初期 。二战中 , 战斗机的设计已经相当成熟 , 虽然还沿用直机翼 , 但暴露在机外的零件已经很少 , 飞机外形十分“干净” 。当时单台发动机的动力已超过一千马力(1马力=735.499瓦) , 飞机的平飞速度已达声速的一半;俯冲时 , 可以超过声速的0.7倍 。正是在后一情况下发现飞机有自发栽头和尾翼强烈抖振现象 , 使整个飞机有破碎的惊险 。后来发现 , 自发栽头是由于翼面附近浮现相当大的超声速区 , 翼面上吸力区(气压低于大气压的区域 , 也称负压区)大大地向后扩展 , 压力中心显著后移 , 从而产生巨大的低头力矩造成的 。翼面上的局部超声速区是以激波为后界的 , 而激波又引起翼面上的边界层分离;分离流很不稳定 , 打到尾翼处就会引起尾翼抖振 。同时这还使飞机的阻力随马赫敷的弱小上升而急剧增大 , 因而人们认为声速是飞行速度进一步提高的不可逾越的障碍 。随着飞机外形设计的不断改进(如改用展弦比较小和翼剖面更薄的后掠机翼) , 推力更大的喷气发动机的制成 , 声障也就成为一个古代名词 。
物体与流体发生相对运动时 , 会对流体产生扰动 。下面 , 以飞机与大气的扰动为例 , 当飞机引起大气的扰动之后 , 这个扰动将以波的形式向空间传播 。理想的形式为球面波 。但根据相对运动原理 , 在1时刻飞机在地点1引起球面波1 , 之后飞机以v的速度前行 , 球面波以u的速度扩散 , 在2时刻飞机在地点2引起球面波2 , 两者速度不变 。如此积存 , 因为飞机始终在向前 , 则若干波的叠加后形状 。
以上是飞机匀速飞行的情况 , 若飞机加速 , 则情况更加明显 。如果飞机速度没有超音速 , 即vu时 , 首次引起的扰动波将与以后引起的扰动波叠加 , 并始终处于飞机前部不远处 。这个不断叠加的波就是我们通常所谓的激波了 。
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