马赫波

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马赫波( Mach wave ),一个位置固定的微弱扰源所发出的一系列扰动在超声(音)速气流中传播的波阵面。这是奥地利物理学家、哲学家E.马赫在19世纪80年代末期90年代初期做超声速弹丸实验时发现的。无论气体静止还是运动,微弱扰动的传播速度相对于气体而言必是声速。位置固定的扰源在速度超过声速(v>c)的气流中所发出的一个个扰动所能波及的区域必限于图中圆锥区域以内,这圆锥是一系列扰动球面的包络面,称为马赫锥。圆锥的半顶角μ=arc sin(1/Ma),称为马赫角;Ma=v/c,称为马赫数。

马赫锥.jpg

马赫锥(t为时间)

在超声速气流中,马赫锥是划分受扰区和未扰区的界限。马赫锥以内是受扰区,以外是未扰区。超声速飞机的空气动力性能用小扰动的线化近似理论处理时,机翼或机身上的任何一点产生的扰动所能达到的地方,是以该点为顶点向后伸的马赫锥以内的区域。反过来说,在流场上任意一点所能接受到的扰动,其源也只限于一个圆锥以内。它是以该点为顶点向前伸的马赫锥,锥的轴线平行于来流。这个马赫锥称为该点的前马赫锥。锥内的区域称为该点的依赖区。