空气压缩性

空气压缩性（ compressibility of air ），空气在压强作用下的可压缩程度，用弹性模量E（即压强变化量与单位质量空气体积的相对变化量之比）度量。E与空气中声音的传播速度a(称声速或音速)有直接联系，因此音速是一个基本参数。a越大表示越不易压缩。在可压缩流中，只有将流动速度与音速进行比较才能表明压缩性是大或是小。马赫数(M)是衡量空气压缩性影响的最重要参数。在流场中，不同点的气流速度和当地音速都可能不同，因而M数也经常不同。在绝热流动中，速度增大，M数也随着增大。在绕飞行器的流动分析中，是否一定考虑空气的压缩性要看流动过程中产生的压强变化是否能引起显著的密度变化。M数小于0.3时密度变化不到5％，一般可以把这种流动近似地看作是不可压缩的；只有当M数大于0.3时才考虑压缩性影响。压缩性不同流动特性就不同，对空气动力的影响也不同。对于绕飞行器的流动问题，通常按远前方未经扰动的来流马赫数M∞进行划分。当M∞小于0.3时，与不可压缩流动近似，称为低速流动；当M∞在0.3～0.8之间，为亚音速流动，这时压缩性对空气动力特性的影响可通过对低速流动中的结果进行压缩性修正(见卡门-钱学森公式、格泰特法则)。当M∞在0.8～1.2之间时，为跨音速流动，这时流场中会有局部超音速或局部亚音速区，一般会出现激波。在这个范围内，随着 M∞的增大空气动力系数会有很大变化，当 M∞在1.2～5之间时，为超音速流动。当M∞超过5时，为高超音速流动。