激波是怎样形成的

问题描述

精选答案

激波是运动气体中的强压缩波。

气体中微弱扰动是以当地音速向四周传播的。

物体以亚音速运动时，扰动传播速度比物体运动速度大，所以扰动集中不起来，这时整个流场上流动参数（包括流速、压强等）的分布是连续的。

而当物体以超音速运动时，扰动来不及传到物体的前面去，结果前面的气体受到运动物体突跃式的压缩，形成集中的强扰动，这时出现一个压缩过程的界面，称为激波。

经过激波，气体的压强、密度、温度都会突然升高，流速则突然下降。

压强的跃升产生可闻的爆响。

如飞机在较低的空域中作超音速飞行时，地面上的人可以听见这种响声，即所谓音爆。

利用经过激波气体密度突变的特性，可以用光学仪器把激波拍摄下来（见风洞测量方法）。

理想气体的激波没有厚度，是数学意义的不连续面。

实际气体有粘性和传热性，这种物理性质使激波成为连续式的，不过其过程仍十分急骤。

因此，实际激波是有厚度的，但数值十分微小，只有气体分子自由程的某个倍数，波前的相对超音速马赫数越大，厚度值越小。

在激波内部有气体与气体之间的摩擦存在，使一部分机械能转变为热能。

所以激波的出现意味着机械能的损失和波阻力的产生。

因此在设计飞行器时，一般应避免激波的出现或减弱激波强度。

激波就其形状来分有正激波、斜激波、离体激波、圆锥激波等。