空气的可压缩性和飞行马赫数_第1页
空气的可压缩性和飞行马赫数_第2页
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文档简介

1、 空气的可压缩性和飞行马赫数1、空气的可压缩性 空气是可压缩的流体。所谓的可压缩性是指一定量的空气在压力或温度变化时，其体积和密度发生变化的特性。在第1章1.1节中已经介绍过不同的介质具有不同的可压缩性，并且可以把小扰动在介质中传播的速度音速的大小看成是介质可压缩性大小的一个指标。音速越大，表明介质的可压缩性越小。对于同一种介质来说，音速只和介质的温度有关。大气层中，空气的温度随时间、地点而变化，音速也随之改变，这就表示在大气层中各处空气的可压缩性是不一样的。在前面讲述低速飞行的空气动力时，把空气看成是不可压缩的，从而将连续方程简化，并结合伯努利方程解释了空气动力的产生过程。这是因为低速飞行时

2、，由于速度变化带来的压力变化很小，空气的可压缩性表现得不明显。为了简化起见，可以认为空气是不可压缩的，即=常数。随着飞行速度的不断提高，空气的压缩性逐渐明显地表现出来，特别是高速飞行时，空气的可压缩性引起了空气流动规律的一些本质性的变化，这时就不得不考虑空气的可压缩性了。由此可见，空气的可压缩性是造成高速飞行不同于低速飞行的主要原因。2.飞机飞行的马赫数因为大气层中各处空气的可压缩性并不相同，而可压缩性的大小又通过当地空气音速的变化表现出来，所以，在飞机飞行中，空气所表现出来的可压缩程度就不仅仅取决于飞机的飞行速度（空速），与飞机飞行当地的音速大小也有关系。飞行速度大小表明飞机飞行时，造成空气

3、局部压力变化的大小，而音速的大小则表示了飞行当地空气被压缩的难易程度。为此我们引入了飞行马赫数这个概念。飞机飞行的马赫数等于前方来流的速度v（即飞机相对气流的速度）与当地音速a之比。即，是一个无量纲的量。飞机飞行的马赫数Ma既反映了飞机飞行对空气施加的压力变化量的大小（v），也反映了空气可压缩性的大小（a）。Ma数越大说明飞行的速度越大或音速越小，空气局部的压力变化越大或空气越容易被压缩。这样，空气的可压缩性表现得越明显，对飞行的影响就越大。所以，计算飞机空气动力时是否考虑空气压缩性的影响就要以飞机飞行马赫数的大小来确定。当Ma<0.4时，空气的可压缩性对飞机空气动力的影响可以忽略不计，但当0.4<Ma<1.0时，空气的可压缩性对飞机空气动力的影响就不可忽略了，必须对利用低速空气动力学计算

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