亚音速
低于声音的传播速度
亚音速是指低于声音的传播速度,小于340米每秒。音速就是指声音的速度,标准速度是在15℃(气温)的海平面测试声音在空气中传播的速度(在水中或其他介质中速度不同)。
计算方法
马赫是表示速度的量词。一马赫即一倍音速(音波可以在固体、液体或是气体介质中传播,介质密度愈大,则音速愈快,所以马赫的大小不是固定的):马赫数小于1者为亚音速,马赫数大于5左右为超高音速;马赫数是飞行的速度和当时飞行的音速之比值,小于1表示比音速慢,同理,大于1是比音速快。
其中Ma为马赫数,V为飞行速度,a为飞行器所在位置的音速。故,当Ma<1时为亚音速。
应用
亚音速飞行对飞行器飞行具有不可替代的重要作用。纵然超音速飞行是对飞行器性能的重要要求,但在超音速飞行器中亚音速巡航依然是必不可少的环节,超音速客机只有协和超音速客机及俄罗斯图-144,其它客机均为亚音速飞机,由此可见亚音速飞行对于飞行器的重要性。
相较于超音速飞行,亚音速飞行具有省油、噪音小及对飞行器结构强度要求小等特点。在研究飞机的运动规律时,通常也把低于临界速度的飞行速度称为亚音速,实际指0.6~0.8倍音速以下速度,此时,流过飞机表面各点的局部气流速度都低于各该点的音速。
飞行器在作亚音速飞行时无激波产生,这时影响其空气动力特性的主要因素是粘性和气流分离。当马赫数大于 0.3时,必须考虑空气压缩性的影响,在M=0.3~0.8的飞行区内,雷诺数和马赫数都影响飞机的空气动力特性,因此需要作压缩性修正。飞机作小迎角飞行时,表面摩擦阻力是飞机阻力的主要部分,为了减小阻力,希望翼面上的气流保持层流流动。作大迎角飞行时,则要求延迟气流的分离和防止失速。亚音速飞机的最大飞行速度一般以临界马赫数(飞机表面最大流速达到当地音速的来流M数)为限。对飞机性能的主要要求是升阻比大,最大升力系数高。在高亚音速(M=0.8~0.9)飞行时,降低最小阻力系数的要求就更加突出。超音速飞机进行亚音速飞行时,除某些动作受到性能限制外,主要是为了省油,并可用于起飞、爬升、巡航、待机、下滑返航、着陆、编队和某些特技飞行等。
参考资料
最新修订时间:2024-02-20 21:47
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计算方法
应用
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