飞机原理与构造第四讲_高速空气动力学基础(优.选)
空气动力学基础
我把Introductiontoflight的第四章Basicaerodynamics略读了一遍，提炼了其中的重点要点，将其总结在一起分享给同学们，希望对大家空气动力学的学习有所帮助。
这个文档内容涉及的气流都是无黏的（书134—228页），没有包含黏性研究的部分。
因为领域导论书对黏性没怎么研究，基本都是只给结论，所以就不1、注意公式的限定条件，避免错误地加以应用。
2、大物书上的理想气体方程是Pv=RT，其中的R是普适气体常量（universalgasconstant），领域导论书上的P=ρRT是经过变换的等价形式，其中的R是个别气体常量(specificgasconstant)，等于普适气体常量R普适/M，大家变一下马上就懂了。
2、谈谈我的一个理解：本书中的研究好像不太强调质量和体积，可能是因为空气动力学研究没必要也不方便强调。
在一、基本方程——7、能量方程的推导中，v=1/ρ，这里的1应理1，不，同Pv=R1，并利用普适气体常量和个别气体常量的关系，即可3和和c p，（（（molarheatcapacityatconstantpressure）。
对比起来有（下式中R个指个别气体常量，R普指普适气体常量，i指分子自由度，γ指热容比）：比热摩尔热容c v=R个，c p=R个c v=R普，c p=R普c p-c v=R个c p-c v=R普γ==γ==4、小写v代表体积，大写V代表速度，注意区分，其他字母1、则即2、忽略重力和黏性，朝向x正方向的力为Pdydz压强的变化率为则朝向x负方向的力为(P+dx)dydz则合力F=Pdydz-(P+dx)dydz=-(dxdydz) 又a===V 由3、++即P+ρ在一条流线上是常量，其中用表示，对于不可压缩流，等于总压，我们在方程的应用中会再提及。
4、关于热力学第一定律系统的内能增量=外界传热+外界做功，即de=δq+δw其中δw=-Pdv(压缩，所以v减小，dv是负值，所以有负号) 则δq=de+Pdv定义焓h=e+Pv5、，即系统增加单位温度所吸收的热量等体过程的比热写作可得de=δq=c v dT从e=0和T=0积分得e=c v T我们在大物中学的是e=R普T，m还是要当做单位质量1，推出e=R个T=c v T。
民用机飞行原理——高速空气动力学基础
(一) 弱扰动是怎样传播的?
交替地以弱压缩波和弱膨胀波的形式向外 传播，也可能以单纯的弱压缩波或弱膨胀波的 形式向外传播。总之不论是哪一种弱扰动，都 是以波的形式向远离扰动源的空间传播的。
(二) 弱扰动的传播速度——音速
• 不论是哪一种弱扰动，其传播速度就是音速， 即音波的传播速度。
• 音速在空气中的快慢也取决于空气是否容易压 缩。
第十四章 高速空气动力 学基础
主要分析高速飞行时气流特性，高速飞行空气动力的 变化规律，高速飞机翼型和机翼的空气动力特性以及 高速飞机安定性和操纵性的特点等问题
第一节、高速气流特性
• 高速飞行中气流特性之所以会出现不同于低速 飞行气流特性的现象，其根本原因是空气具有 压缩性的缘故
一、空气的压缩性
•气流M数或局部M数：在高速气流 中，在飞机周围各点气流速度与当 地音速之比。
(四) 弱扰动在气流中的传播
三、空气的压力、密度和温度 随流速的变化
• 高速气流规律： • 流速加快，压力、密度、温度都同时降低；
流速减慢，压力、密度、温度都同时升高。 • 空气压缩性影响的伯努利方程从能量守恒定律的观点
中表述为：在同一流管的各切面上，空气的压力能、 内能和动能之和保持不变，即总能量为一个常数。
•由此可见，空气沿流管从一个切 面流到另切面，如果动能增加，则 压力能与内能之和必然减少；如果 动能减少，则压力能与内能之和必 然增加 。
四、流管切面面积随流速的变化
• 在亚音速气流中，流管切面面积随着流速的增 大而减小；
• 在超音速气流中，流管切面面积随着流速的增 大而增大。 ρVA=常数 式中ρ—流管某一切面处空气密度； V—流管某一切面处的气流速度； A—流管某一切面处的流管切面积。
空气动力学基础空气动力学课件PPT
（2）层流附面层和紊流附面层
前段附面层内层流附面层。 后段附面层紊流附面层。 附面层由层流状态转变为紊流状态叫转捩 转捩段 转换段是很窄的区域，可近似看成一点，称为“转捩
点”。
转捩原因
流动距离越长，附面层内的分层流动越不稳 机体表面对附面层施加扰动
在紊流附面层的底层，机体表面气流的阻滞作用要比 层流附面层大得多。
1. 气流在机体表面的流动状态
（1）附面层 （2）层流附面层和紊流附面层 （3）附面层的分离
（1）附面层
附面层
沿机体表面法向方向，流速由零逐渐增加到外界气流流速的 薄薄的一层空气层；机体表面到附面层边界(流速增大到外界 气流流速99% 处)的距离为附面层的厚度（δ）
附面层的厚度越来越厚
(2) 减小压差阻力的措施
①尽量减小飞机机体的迎风面积。 ②暴露在空气中的机体各部件外形应采用流线型。 ③飞行时，除了起气动作用的部件外，其他机体部件的铀钱
应尽量与气流方向平行。
4. 干扰阻力
（1）干扰阻力的产生
流过机体各部件的气流在部件结合处互相干扰而产生的阻力 干扰阻力与各部件组合时的相对位置有关，也和部件结合部
a平板翼型 b弯板翼型 c超临界翼型 d哥廷根398 e低亚音速翼型
f
g对称翼型，常用于尾翼 h i超音速菱形翼型
j超音速双弧形翼型
2.机翼平面形状和参数
机翼平面形状
机翼平面形状是飞机处于 水平状态时，机翼在水平 面上的投影形状
（a）矩形；（b）梯形； （c）椭圆形；
（d）后掠翼； （e）（f）和（g）为三角
在机翼的前缘有一点(A) ， 气流速度减小到零，正压达到最大 值，此点你为驻点。
机翼上表面有一点(B) ， 气流速度最大，负压达到最大值，称 为最低压力点。
飞机空气动力学 第四章 跨声速机翼绕流气动特性
验证了前面的结论2：小Cy（即小迎角）时，相对厚度 大则M∞临减少，相对厚度小则M∞临增大。
Folie 12
4.2 机翼几何参数对跨声速气动特性的影响
对于斜置翼，翼面压强仅与垂直于前缘的法向剖面绕
波音：B757、B767、B777、B787、MD-11、B737-800 空客：A310、320、330、340、350、380 俄罗斯：伊尔-96、图-204、SSJ-100 中国：C919、ARJ-21 运输机：C-17、AN-70、A400M
Folie 16
Folie 17
超临界翼型明显提高了亚声速运输机阻力发散Ma数。
上表面更平坦、弧度更小，进一步降低了激波强度，在设 计状态基本达到无激波
0.4
-1
0.2
-0.5
Y
Cp
0
0
-0.2
-0.4 0
0.2
0.4
0பைடு நூலகம்6
0.8
X
0.5
1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
X
Folie 36
超临界翼型压力分布的考虑
Folie 37
4.4 跨声速面积律
理论与风洞试验发现，飞机在跨声速飞行时，飞 机的零升波阻受其横截面积的纵向分布影响较大 ，而且与横截面积分布相同的旋成体的零升波阻 相同。 这就是说，飞机在纵向位置上的横截面积形状对 波阻无影响，有影响的是横截面积大小在纵向的 变化方式。
（驾驶舱）的限制要求，需要优化折中考虑。
Folie 40
蜂腰机身的提出
在实际应用中，通常 假设机翼和尾翼不变 ，只是通过修型机身 来改变飞机总的横截 面积的分布规律，这 样就提出了所谓的蜂 腰机身结构。这是 NASA惠特科姆（ Whitcomb）提出通过 修型机身减少零升波 阻的有效方法。
飞行原理复习题(选择答案) 2
第一章：飞机和大气的一般介绍一、飞机的一般介绍1. 翼型的中弧曲度越大表明A:翼型的厚度越大B:翼型的上下表面外凸程度差别越大C:翼型外凸程度越大D:翼型的弯度越大2. 低速飞机翼型前缘A:较尖B:较圆钝C:为楔形D:以上都不对3. 关于机翼的剖面形状（翼型），下面说法正确的是A:上下翼面的弯度相同B:机翼上表面的弯度大于下表面的弯度C:机翼上表面的弯度小于下表面的弯度D:机翼上下表面的弯度不可比较二、1. 国际标准大气规定的标准海平面气温是A:25℃B:10℃C:20℃D:15℃2. 按照国际标准大气的规定，在高度低于11000米的高度上，高度每增加1000米，气温随季节变化A:降低6.5℃B:升高6.5℃C:降低2℃D:降低2℃3. 在3000米的高度上的实际气温为10℃，则该高度层上的气温比标准大气规定的温度A:高12.5℃B:低5℃C:低25.5℃D:高14.5℃4. 在气温比标准大气温度低的天气飞行，飞机的真实高度与气压高度表指示的高度（基准相同）相比，飞机的真实高度A:偏高B:偏低C:相等D:不确定第二章：飞机低速空气动力学1. 空气流过一粗细不等的管子时，在管道变粗处，气流速度将A:变大B:变小C:不变D:不一定2. 空气流过一粗细不等的管子时，在管道变细处，气流压强将A:增大B:减小C:不变D:不一定3. 根据伯努利定律，同一管道中，气流速度减小的地方，压强将A:增大B:减小C:不变D:不一定4. 飞机相对气流的方向A:平行于机翼翼弦，与飞行速度反向B:平行于飞机纵轴，与飞行速度反向C:平行于飞行速度，与飞行速度反向D:平行于地平线5. 飞机下降时，相对气流A:平行于飞行速度，方向向上B:平行于飞行速度，方向向下C:平行于飞机纵轴，方向向上D:平行于地平线6. 飞机的迎角是A:飞机纵轴与水平面的夹角B:飞机翼弦与水平面的夹角C:飞机翼弦与相对气流的夹角D:飞机纵轴与相对气流的夹角7. 飞机的升力A:垂直于飞机纵轴B:垂直于相对气流C:垂直于机翼翼弦D:垂直于重力8. 飞机的升力主要由产生。
飞机的飞行原理--空气动力学基本知识 ppt课件
PPT课件
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国际标准大气的主要规定
1、以海平面的高度为零，在海平面上（H＝0）空气 的标准状态是： 气压 Po＝10.13牛顿/厘米2 气温to＝15℃（59 ℉ 、288 º K）
பைடு நூலகம்
密度ρo ＝1．225千克／米3 音速 ao = 341米/秒（1227公里/小时） 2、在11公里以下，高度每升高1000米，空气温度降低 6．5 ℃，从11公里起到25公里高，气温保持在一56．5℃； 高度每升高250米，音速降低1米/秒。 3、气压、空气密度、气温和音速随高度的变化如上图 所示。
PPT课件 11
2、空气的压缩性
一定质量的空气，当压力或温度改变时， 引起空气密度变化的性质，叫做空气的压缩性。 影响空气压缩性的主要因素： 1）气流的流动速度（v）。气流的流动速 度越大，空气密度的变化显著增大（或密度减 小的越多），空气易压缩（或空气的压缩性增 大）。 2） 空气的温度（t）。空气的温度越高， 空气的密度变化越小（或密度减小的越少） ， 空气不易压缩（或空气的压缩性减小）。
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3、中间层
中间层是在平流层之上，其顶端离地面的高度 大约为80～100公里。 中间层的特点： 1）随着高度的增加，空气的温度先升后降 中间层的气温，当高度增加到45公里时，由35 公里时的－56.5℃增加到40℃左右，再随着高度的 增加，到80公里时，温度降低到－65.5℃以下。 2）有大量臭氧存在。 3）有水平方向的风，且风速相当大。 4）空气质量很少，只占整个大气的三千分之一。 这层空气不利于飞机飞行，只有探空气球飞行。
9ppt课件二空气的物理性质?1空气的粘性10ppt课件?空气粘性的物理实质是空气分子作无规则运动的结果当相邻两层空气具有不同流速时流得快的那层空气分子的动量大它作无规则运动而进入小速度层通过分子间的掺和碰撞会增加该层分子的能量从而牵动该层空气加速
空气动力学基础及飞行原理
一章1、绝对温度的零度是(C)A、-273℉B、-273KC、-273℃D、32℉2、空气的组成为(C)A、78％氮，20％氢和2％其他气体B、90％氧，6％氮和4％其他气体C、78％氮，21％氧和1％其他气体D、21％氮，78％氧和1％其他气体3、流体的粘性系数与温度之间的关系是? (B)A、液体的粘性系数随温度的升高而增大。
B、气体的粘性系数随温度的升高而增大。
C、液体的粘性系数与温度无关。
D、气体的粘性系数随温度的升高而降低。
4、空气的物理性质主要包括(C)A、空气的粘性B、空气的压缩性C、空气的粘性和压缩性D、空气的可朔性5、下列不是影响空气粘性的因素是(A)A、空气的流动位置B、气流的流速C、空气的粘性系数D、与空气的接触面积6、气体的压力<P>、密度<ρ>、温度<T>三者之间的变化关系是(D)A、ρ=PRTB、T=PRρC、P=Rρ/ TD、P=RρT7、在大气层内，大气密度(C)A、在同温层内随高度增加保持不变。
B、随高度增加而增加。
C、随高度增加而减小。
D、随高度增加可能增加，也可能减小。
（压力和密度都是随高度降低，温度变化在不同的大气层不同）8、在大气层内，大气压强(B)A、随高度增加而增加。
B、随高度增加而减小。
C、在同温层内随高度增加保持不变。
D、随高度增加可能增加，也可能减小。
9、空气的密度(A)A、与压力成正比。
B、与压力成反比。
C、与压力无关。
D、与温度成正比。
10、影响空气粘性力的主要因素: (BC)A、空气清洁度B、速度剃度C、空气温度D、相对湿度11、对于空气密度如下说法正确的是(B)A、空气密度正比于压力和绝对温度B、空气密度正比于压力，反比于绝对温度C、空气密度反比于压力，正比于绝对温度D、空气密度反比于压力和绝对温度12、对于音速．如下说法正确的是: 23题(C)A、只要空气密度大，音速就大B、只要空气压力大，音速就大C、只要空气温度高．音速就大D、只要空气密度小．音速就大（同一个介质，音速只随温度的增大而增大）13、假设其他条件不变，空气湿度大16题(B)A、空气密度大，起飞滑跑距离长B、空气密度小，起飞滑跑距离长C、空气密度大，起飞滑跑距离短D、空气密度小，起飞滑跑距离短14、一定体积的容器中,空气压力(D)A、与空气密度和空气温度乘积成正比B、与空气密度和空气温度乘积成反比C、与空气密度和空气绝对湿度乘积成反比D、与空气密度和空气绝对温度乘积成正比15、一定体积的容器中．空气压力(D)A、与空气密度和摄氏温度乘积成正比B、与空气密度和华氏温度乘积成反比C、与空气密度和空气摄氏温度乘积成反比D、与空气密度和空气绝对温度乘积成正比16、对于露点温度如下说法正确的是: ( BC)A、温度升高，露点温度也升高（温度下降，露点温度也升高）B、相对湿度达到100％时的温度是露点温度C、露点温度下降，绝对湿度下降D、露点温度下降，绝对湿度升高17对于音速，如下说法正确的是(AB)A、音速是空气可压缩性的标志B、空气音速高，粘性就越大C、音速是空气压力大小的标志D、空气速度是空气可压缩性的标志18、国际标准大气的物理参数的相互关系是(B)A、温度不变时,压力与体积成正比B、体积不变时，压力和温度成正比C、压力不变时，体积和温度成反比D、密度不变时．压力和温度成反比19、国际标准大气规定海平面的大气参数是(B)A、P=1013 psi T=15℃ ρ=1、225kg／m3B、P=1013 hPA、T=15℃（288.15）ρ=1、225 kg／m3C、P=1013 psi T＝25℃ ρ=1、225 kg／m3D、P=1013 hPA、T＝25℃ ρ=0、6601 kg／m320、在温度不变情况下，空气的密度与压力的关系? (A)A、与压力成正比。
空气动力学基础04飞机的稳定性和操纵性
• 松杆：受扰动后，迎角发生改变，升降舵面也随风发生偏转，使平尾产生附加的纵向力矩，大小与迎 角成正比则此稳定性与握杆状态下不同。
• 升降舵随风偏转对飞机静稳定性的影响： • 当扰动使飞机抬头增加迎角时，升降舵会顺气流方向向上偏转，在平尾上产生的附加纵向力矩是正值， 使飞机抬头进一步偏离原飞行姿态的趋势，所以飞机的纵向静稳性减少。 • 与握杆飞行相比，松杆飞行时，全机焦点的位置前移。
1.飞机的纵向力矩和纵向平衡
• （1）飞机的纵向力矩 • 纵向力矩就是使飞机绕横轴OZt转动的俯仰力炬，用Mz表示。规定使 飞机抬头的Mz为正值，否则为负值。 • 飞机是由机翼、机身、尾翼以及动力装置等部件组成，每个部件上的气 动力及发动机推力都对飞机产生纵向力矩。 • 全机纵向力矩等于机翼、机身、尾翼等部件上的气动力及发动机推力产 生的纵向力矩之和。
• 迎角α • 空速向量在飞机对称面Oxy上的投影与机体坐标系纵轴Ox之间的夹角。 规定投影线在Ox轴下方时α角为正。
• 侧滑角β • 空速向量与飞机对称面Oxy之间的夹角。规定空速向量偏向右侧时β角 为正。
• 飞行中，空速向量一般都在飞机对称面内，侧滑角β=0 ，以防止增加阻力。
4.2 飞机稳定性和操纵性的基本概念
• 一般机翼的压力中心在飞机重心之后，机翼上的气动升力对飞机产生使 机头向下的俯仰力矩（- Mz）。
• 水平尾翼上的气动升力向下作用，对飞机产生使机头向上的俯仰力矩 （+ Mz）
• 当两个力矩互相抵消时，飞机保持纵向平衡。
• 为使水平尾翼的气动升力能产生抬头力矩，水平尾翼的安装角一般采取 负值
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高速气流的特性
空气压缩性与音速a的关系
a dp
d
a 39 t 273 海里/小时
a 20.1 t 273 公里/小时
音速与传输介质的可压缩性相关，在空 气中，音速大小唯一取决于空气的温度，温 度越低，空气越易压缩，音速越小。
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高速气流的特性
亚音速、等音速和超音速的扰动传播
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高速气流的特性
空气的压缩性与飞行速度的关系
在大速度情况下，气流速度变化引起空气密度的变
化显著增大，就会引起空气动力发生额外的变化，甚至 引起空气动力规律的改变，这就是高速气体特性所以区 别于低速气流根本点。
飞行速度
200 400 600 800 1000 1200
空气密度增加的百分比 1.3% 5.3% 12.2% 22.3% 45.8% 56.6%
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激波前后气流参数变化 28
激波与膨胀波 激波实例
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激波与膨胀波 激波实例
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激波与膨胀波
激波
由于激波前后压力差相当大(例如，飞行速度为每小 时1800公里，激波后面的压力会比激波所压力提高1.39大 气压每平方米，将增大139000牛顿的空气压力)。
压力减小 收缩的流管 流速增大 密度不变
温度不变
压力减小
压力增大
流速增大 密度减 流速减小 密度增大
小
温度降低
温度升高
压力增大 扩张的流管 流速减小 密度不变
温度不变
压力增大
压力减小
流速减小 密度增 流速增大 密度减小
大温度升高
温度降低
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高速气流的特性
超音速气流的获得
要想获得超音速气流，截面积应该先减后增。
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高速气流的特性
他研究物体在气体中高速运动时，发现了激波。确定 了以物速与声速的比值（即马赫数）为标准，来描述物体 的超声速运动。马赫效应、马赫波、马赫角等这些以马赫 命名的术语，在空气动力学中广泛使用，这是马赫在力学 上的历史性贡献。
20世纪物理学的两大杰出理论体系相对论和量子力学 的建立，都是受马赫的启发和影响而完成的。
飞机原理与构造 第四讲
第三章 高速空气动力学基础
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第三章 高速空气动力学基础
一、高速气流的特性 二、激波与膨胀波 三、高速气流中作用于翼型上的空气动力 四、后掠机翼
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高速气流的特性
当飞机由低速飞行进入高速飞 行，就会遇到某些激波、局部激波 等与低速飞行截然不同的现象。这 主要是高速飞行时，空气密度随飞 行速度的变化而变化，使飞机空气 动力发生了新的变化。这种变化， 又是由于高速飞行中气流特性发生 了显著变化所致。
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高速气流的特性
气流速度与流管截面积的关系
由连续性定理，在同一流管内
VA const 速度增加，空气密度减小。
在超音速时，密度的减小量大于速度的增加量， 故加速时要求截面积增大。
因此，M>1时，流管扩张，流速增加，流管收缩，流速减小。
在超音速气 流中,流管截面积 随流速的变化
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高速气流的特性
空气的压缩性与飞行速度的关系
高速气流之所以与低速气流有如此的差别，其根本 原因是空气具有压缩性的缘故。空气由于压力，温度等 条件改变而引起密度的变化叫做空气的压缩性。由于空 气的压缩性会引起一系列的问题：弱扰动的传播，高速 气流中压力和流速随流管截面积的变化，激波等。
2. 正激波（超声速气流 经过激波流动方向不变化）
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激波与膨胀波
激波的种类
3.脱体激波（超声速气流流过钝 头物体产生的激波）
激波实例： 美军超音速飞机
激波的流动不能作为 等熵流动处理。但是， 气流经过激波可以看作是绝热过程。
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激波与膨胀波 激波的种类
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v
Ma
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高速气流的特性
弱扰动波在气流中的传播
弱扰动在亚音速和超音速时的传播情况是不同的： 1、在亚音速时，在整个空间都能传播扰动；在超 音速时，被扰动范围只在扰动锥内，扰动锥以外的气流 不受扰动，M数越大，扰动锥锥角越小。 2、在亚音速时，扰动波可以逆气流向前传播，扰 动源一路前进，所遇到都是被它扰动过的空气，因此扰 动源不会和前面空气骤然相碰；在等音速或超音速气流 中，扰动波不能逆气流向前传播，而只能传播到扰动源 后边的一定范围，飞行速度越大，扰动波前进越困难。
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激波与膨胀波
激波的种类—正激波
波面与气流方向垂直的激波，叫正激波。 气流流过正激波，压力、密度和温度都突然引高， 流速由超音速降为亚音速，但气流方向不变．在同一M 数下，正激波是最强的激波。
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激波与膨胀波
激波的种类—正激波
正激波的形成过程： 见图9－7直圆管在活塞右侧是无限延
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激波与膨胀波
激波的种类
激波的形状往往与物体头部形状和飞行马赫数有 密度关系，不同物体形状头部激波不同。
物体头部是方楞的的或园钝的，则由于对气流的 阻滞作用很强，在物体前端通常产生脱体激波，产生 强烈的正激波范围较大。
头部尖的物体，由于对气流的阻滞作用较弱，在 其前缘常产生附体激波，前缘越尖，气流受阻越小， 激波变的越斜。
最终取决于空气温度。气温低时，空气容易压缩，不能快速挤压 周围空气，音速慢。
3) 音速的快慢，取决于高度的变化。 音速一般在10—11公里以下，高度升高，音速下降。
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高速气流的特性
音波、音速、马赫数
马赫数(M数)
全面衡量空气压缩量的大小，要同时考虑飞行 速度和音速两个因素，一般用气流速度和音速的比 值来综合表达对空气压缩性的影响，这个比值称为 马赫数(称M数)。
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高速气流的特性 音波、音速、马赫数
音速：扰动在空气中的传播速度就是音速。
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鼓音（音波）的传播 7
高速气流的特性
音波、音速、马赫数
音波—弱扰动波
由于空气具有可压缩的物理特性，当空气受扰动时会 使空气的压力和密度发生了变化，就产生压力一升一降， 密度一疏一密的扰动波，一个接着一个地向外传播，这种 扰动波是空气被压缩和膨胀交替变化的结果，因此，我们 把这种空气不断反复发生扰动的弱扰动波称为音波。
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激波与膨胀波
激波:
飞机以超音速飞行时，沿途的空气来不及让开，物体与 空气骤然相遇，空气突然遭受强烈压缩，形成一个强烈的扰 动。（事先无影响）
扰动锥前后即受扰动空气与尚未受到扰动的空气之间 有一个压力、密度、温度等参数都相差很大的分界面，这个 分界面叫激波。
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激波与膨胀波
分比
-0.96% -0.84% -0.64% -0.36%
0
0.44% 0.96% 1.65%
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高速气流的特性
超音速气流的加速性
低速气流的气流特性是：流速要加快，流管势必变细。 超音速气流的气流特性是：流速要加快，流管必须变粗。
流管形状 低速气流（不可压缩）亚音速气流（Ma<1） 超音速气流（Ma>1）
M=V/a
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高速气流的特性
恩斯特·马赫（Ernst Mach，1838－1916）
奥地利杰出的物理学家、心理学家和数学家，同时又是 一位伟大的哲学家。他促成了实证主义向逻辑经验主义的过
渡，形成了哲学史上著名的马赫主义哲学。
1855年马赫进维也纳大学学习物理和数学，于1860年获 得博士学位。以后他进行一系列物理学方面的实验研究，如 有关冲击波的研究。在心理学上他也取得了一些重大进展， 如“马赫带”的发现等。
激波
激波是受到强烈压缩的一 层薄薄的空气，其厚度仅有千分 之一到万分之一毫米，由于空气 受到强烈压缩，使激波前后空气 的物理特性发生突变， 气流通 过激波后，压力突然加大，密度、 温度也都突然升高，气流速度却 大为降低。
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激波与膨胀波 激波
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激波模拟 28
激波与膨胀波 激波
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激波与膨胀波
激波的种类—正激波
激波的传播速度：
（1）激波向右的传播速度，激波后气 体的运动速度则为活塞向右移动的 速度 ,见图(a)。
（2）当把坐标系建立在激波面上时， 激波前的气体以速度向左流向激波， 经过激波后气体速为,见图 (b)。
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激波与膨胀波
激波的种类—斜激波
当飞机以超音速的速度掠空而过时，机头和机翼都会 产生激波，使激波后面的空气压力增大很多，在激波经过 瞬间，地面将所到象炸弹爆炸般的震动声，这就是通常所 说的超音速“爆音”。
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激波与膨胀波 激波
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战斗机超音速声爆 32
激波与膨胀波
激波的种类
1. 斜激波（超声速气流 经过激波流动方向变化）
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高速气流的特性
音波、音速、马赫数
音速（a）：弱扰动在静止空气中传播的速度叫做音速
音速约等于每小时1227公里或每秒341米。音速大小用字母a 来表示。
1) 音速的快慢，取决于传播的介质。 介质越难压缩，音速就越大。