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马赫

指数 马赫

赫(Mach number)是表示速度的量词,又叫馬赫數。一马赫即一倍音速:馬赫數小於1者為次音速,馬赫數大於5左右為超高音速;馬赫數是飛行的速度和當時飛行的音速之比值,大於1表示比音速快,同理,小於1是比音速慢。 其中U為流速,C為音速。音速為壓力波(聲波)在流體中傳遞的速度。馬赫數的命名是為了紀念奧地利學者恩斯特·马赫(Ernst Mach, 1838-1916)。 马赫一般用于飞机、火箭等航空航天飞行器。由于声音在空气中的传播速度随着不同的条件而不同,因此马赫也只是一个相对的单位,每“一马赫”的具体速度并不固定。在低温下声音的传播速度低些,一马赫对应的具体速度也就低一些。因此相对来说,在高空比在低空更容易达到较高的马赫数。 1947年10月14日,耶格尔驾驶X-1试验飞机在加州南部上空脱离B-29母机,上升到一万二千公尺高空,并在此高度上达到每小时1078公里的速度,首次突破音障,超过了一马赫。 當馬赫數Ma1.0,稱為超音速流(Supersonic flow),此類流況在航空動力學中才會遇到。 任何超過音速移動的物體會從頭部向後產生錐狀的能量震波(速度越高錐角越小),其力量可能會破壞接觸物體,而且會摩擦製造高溫,因此其體型設計必須盡量限制在錐狀震波的範圍內,同時要採用高抗熱性的材料。 在地表的速度換算相當於一馬赫≈1225km/h,767mph,1125ft/s。飛行物在相同的速度下,其馬赫會因所在高度空氣的音速不同而有差異;高度越高,音速越低,而使得馬赫越高,因此高空飛行的速度會降低以免產生衝擊。.

13 关系: 加利福尼亚州不可壓縮流B-29超級堡壘轟炸機空气动力学音障音速超音速超高音速跨音速航天航空X-1試驗機恩斯特·马赫

加利福尼亚州

加利福尼亚州(State of California),簡稱加州,是美国西部太平洋沿岸的一个州。面積位列美國第三;人口為3,930萬,位列美國各州第一。州首府是沙加緬度。在地理、地貌、物產、人口構成方面都具有多样化的特點。加州有一别名叫做“金州”(The Golden State),邮政缩写是CA,此外尚有英文昵称为Cali。 大洛杉矶地区及舊金山灣區分別為美國第二及第五大都會區,人口分別為1,870萬及880萬人。洛杉矶為加利福尼亞州,且為美國第二大城市,僅次於纽约。洛杉矶县為;聖貝納迪諾縣為美國面積最大的縣。 加利福尼亞州地區生產總額達$2.67兆美元,居各州第一位。與國家相比,加利福尼亞州位居世界第五大經濟體,人口居世界第36位。大洛杉矶地区及舊金山灣區為美國第二及第三大都會區經濟體。舊金山灣區為美國人均生產總額最高的地區,世界市值前十大公司有4家總部位於此地區,世界前十大富豪有4位亦居住於此地區。.

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不可壓縮流

在連續介質力學裏,不可壓縮流是流速的散度等於零的流動,更精確地稱為等容流。這理想流動可以用來簡化理論分析。實際而言,所有的物質多多少少都是可壓縮的。請注意「等容」這術語指的是流動性質,不是物質性質;意思是說,在某種狀況,一個可壓縮流體會有不可壓縮流的動作。由於做了不可壓縮這假設,物質流動的主導方程式能夠極大地簡化。 不可壓縮流遵守以下方程式: 其中,\mathbf\,\! 是物質流動的速度。 根據連續方程式, 其中,\rho\,\! 是物質密度。 以隨體導數(material derivative)表達, 由於 \rho > 0\,\! ,一個流動是不可壓縮流,若且唯若 也就是說,隨著物質元素的移動,質量密度是常數。.

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B-29超級堡壘轟炸機

B-29超級堡壘轟炸機(B-29 Super fortress),亦稱B-29超級空中堡壘,是美國波音公司設計生產的四引擎重型螺旋槳战略轟炸機。主要在美軍內服役的B-29,是美國陸軍航空軍於第二次世界大戰以及韓戰等亞洲戰場的主力戰略轟炸機,其命名延續先前有名的B-17飛行堡壘式战略轰炸机。 B-29不單是二次大戰時各國空軍中最大型的飛機,同時亦是當時集各種新科技的最先進的武器之一。B-29的嶄新設計包括有:加壓機艙,中央火控、遙控機槍等等。原先B-29的設計構想是作為日間高空精確轟炸機,但在戰場使用時B-29卻多數在夜間出動,在低空進行燃燒轟炸。B-29是二次大戰末期美軍對日本城市進行焦土空襲的主力。--日本廣島及長崎投擲原子彈的任務亦是由B-29完成。B-29在日本因此有“地獄火鳥”之稱。二次大戰結束以後,B-29仍然服役了一段頗長的時間,最後在1960年代方--完全退役。B-29的總生產量為3,900架左右。 它設計的架構後來繼續延伸,發展成美國空軍的B-50。而蘇聯用逆向工程複製了B-29成為圖波列夫Tu-4。.

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空气动力学

氣動力學 (Aerodynamics),是流體力學的一個分支,主要研究物體在空氣或其它氣體中運動時所產生的各種力。.

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音障

音障(Sound barrier),是一種物理現象。當物體(通常是航空器)的速度接近音速時,將會逐漸追上自己發出的聲波。此时,由于机身对空气的压缩无法迅速传播,将逐渐在飞机的迎风面及其附近区域积累,最终形成空气中压强、温度、速度、密度等物理性质的一个突变面——激波(Shock Wave,又译冲击波、骇波或--)面。激波的形成是超音速飞行的典型特征。激波面将增加空气对飛行器的阻力,這種因為音速造成提升速度的障礙被俗稱為音障。另外,在早期飞机的设计中,由于对跨音速空气动力学了解尚少,所以曾多次发生飞机试图超越音速时解体或者失控坠毁的严重事故,有人把这一时期困扰飞机制造业的难题也称为“音障”。。 飞行器進入超音速飞行形成的激波面,是声学能量的高度集中面,所以又称音錐。音锥在听觉上是一声短暂而极其强烈(可能超越人耳听力上限的)的爆炸声,故稱為「音爆」或「聲爆」。強烈的音爆不僅會對地面建築物產生損害,也会给飛行器本身跨越衝擊面的部分造成巨大的压力,所以各国一般都禁止超音速飞机在住宅区上空突破音速。 除此之外,跨音速飞行常常伴随的一个效应称为普朗特-格劳厄脱凝结云(Prandtl-Glauert condensation clouds),其特徵是一個以飞机為中心軸、从机翼前段开始向四周均勻擴散的圓錐狀雲團。这是由於机翼引起气流加速,空气内能转化为动能,导致温度的降低,進而引起水气凝结导致。水气凝結變成微小的水珠後,肉眼看來就像是雲霧般的狀態。這個高速区會隨著離機身的距離增加而迅速消失。值得一提的是,普朗特-格劳厄脱凝结云并非只能在跨音速飞行中看到,与激波也没有必然的联系,它仅仅表徵了空气具有一定的可压缩性。在合适的条件下,尚未接近音速的飞机也能在自己周围产生普朗特-格劳厄脱凝结云。.

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音速

声速,又称“音速”(每秒340 米,每小時1236公里),顧名思義即是聲音的速度,定義為單位時間內振動波傳遞的距離。音速(波傳遞的速度)與傳遞介質的材質狀況(密度、溫度、壓力…)有絕對關係,而與發聲者(波源)本身的速度無關,而發聲者(波源)與聽者(觀察者)間若有相對運動關係,就形成了都卜勒效應;由此觀點,我們可以知道,超音速時的諸多物理現象(震波、音爆、音...),其實與聲音無關,而是壓縮波密集累積所產生的物理現象。聲音的傳播速度在固體最快,其次液體,而氣體的音速最慢。通常音速是指在空氣中的音速,为343.2米/秒(1,236公里/小时)。音速又會依空氣之狀態(如濕度、温度、密度)不同而有不同數值。如攝氏零度之海平面音速约为331.5米/秒(1193公里/小時);一萬米高空之音速約為295米/秒(1062公里/小時);另外每升高1攝氏度,音速就增加0.607米/秒。 在固體中有兩種可能的聲波,其中一種是與流體相同的縱波,另一種是流體沒有的橫波,兩種不同的聲波可以有不同的傳播速度(例如地震波)。縱波形式的音速取決於介質的壓縮率和密度,而固體中橫波形式的音速取決於介質的剛度和密度。 在超流體中也存在兩種不同的「聲波」,第一種聲波是與平常流體相同的密度波,另一種是超流體特有的第二聲波。.

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超音速

超音速()簡單說,是指超過環境中音速的速度。在海平面高度,氣溫攝氏空氣中,音速大約是343米/秒(約等於1,125呎/秒、768英里/小時或1,235千米/小時),換算驗證,如。 音速,基本單位定義為1馬赫(Mach),因此,超音速常以音速倍數——馬赫數為量度單位。超過5馬赫的速度有時候稱為超高音速()。物體--有一些部份(例如轉子葉片的末梢)其周遭空氣是超過音速的情形稱為穿音速();出現這種情況,常見的物體速度值是介於0.8馬赫與1.2馬赫之間。單位換算,如。 聲音是在彈性介質中行進的振動(壓力波)。在氣體中,聲波是一種縱波,以不同速度行進,其中最相關的影響因素是氣體的分子量與溫度(氣體壓力影響較小)。既然氣體溫度與組成隨著海拔改變甚鉅,飛行器的馬赫數可以在空速未有改變下有所變動。在室溫的水中,速度超過可被視為超音速。在固體中,聲波可以是縱波或橫波,而且傳播速度更快。.

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超高音速

#重定向 高超音速.

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跨音速

跨音速(Transonic),或稱--,是一個空氣動力學名詞,指的是一個正好在音速上下的速度範圍(約0.8–1.2馬赫)。其定義為臨界馬赫數(通常是0.8馬赫附近)與一個更高速度(通常是1.2馬赫)之間的速度範圍,在這之間的速度範圍,氣流有些是超音速,也有些是亞音速。當飛行器速度超過臨界馬赫數,此時飛行器周遭的空氣流開始有部分是超音速流,空氣力學上開始出現急遽的變化,例如震波的出現;而當飛行器速度達1.2馬赫時,此時所有氣流皆為超音速,周遭氣流變得穩定。 多數現代噴射飛機以可觀的時間處在跨音速飛行。因為一個常出現在這樣速度範圍,稱為波阻(wave drag)的效應而使這樣的飛行狀態顯得重要。試圖抵抗波阻效應的變革可在所有高速飛行器上見到;最顯著的是後掠翼(swept wing)的設計,但另一個常見的形式是黃蜂腰形的機身(wasp-waist fuselage,亦稱可樂瓶機身),作為Whitcomb面積律的副產品。.

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航天

航天指与研究和探索外层空间有关的领域,航天器在太空的航行活动。科学界一般把太阳系内的航行活动称为“航天”,而把太阳系外的航行活动称为“航宇”。 按航天器探索、开发和利用的对象划分,航天包括环绕地球的运行、飞往月球的航行、飞往行星及其卫星的航行、星际航行(行星际航行、恒星际航行)。按航天器与探索、开发和利用对象的关系或位置划分,航天飞行方式包括飞越(从天体近旁飞过)、绕飞(环绕天体飞行)、着陆(降落在天体上面)、返回(脱离天体、重返地球)。 执行军事任务(具有军事目的)的航天活动,称为军用航天;执行科学研究、经济开发、工业生产等民用任务(具有非军事目的)的航天活动,称为民用航天;执行商业合同任务(以营利为目的)的航天活动,成为商业航天。有人驾驶航天器的航天活动,称为载人航天;没有人驾驶航天器的航天活动,称为不载人航天。 航天的主要目的是太空探索,其商业用途主要是卫星通讯,也有近来兴起的太空旅游。其他非商用的用途包括星空观测,间谍卫星和地球观测。.

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航空

航空(Aviation)狭义上则指的是载人或非载人的飞行器在大气层中的航行活动,广义上航空一词也指进行航空活动所必须的科学,同时也泛指研究开发航空器所涉及的各种技术。人类自古以来便有像鸟儿一样翱翔天空的愿望,但直到18世纪后期载人热气球在欧洲升空后才首度实现。20世纪初随着工业革命带来的科技进步,人类的航空事业得以迅速发展。1903年12月17日,美国人莱特兄弟成功试飞人类第一架重于空气、带有动力、受控并可持续滞空的飞机,开启了现代航空的新纪元。航空是21世纪最活跃和最具影响力的科学技术领域,该领域取得的重要成就标志着人类文明的发展水平,也体现着一个国家的综合国力及科学技术的水平。.

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X-1試驗機

贝尔X-1,原编号XS-1,是第一款有人驾驶的超音速飞机,由NACA和美国陆军航空队共同研制。它是所谓“X”系列试验机中的第一架。“X”系列试验机是美国用于测试尖端技术的试验机计划,对外高度保密。.

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恩斯特·马赫

恩斯特·马赫(Ernst Mach,),奥地利-捷克实验物理学家和哲学家。马赫的物理学研究课题主要包括光的传播规律和超音速现象,马赫数和因其得名。马赫大力强调了经验主义和实证主义在科学研究中的重要性,为科学哲学的发展奠定了基础。马赫的思想在哲学界和科学界都有很大影响力。后来出现的逻辑实证主义借鉴并发展了马赫的科学哲学。 列宁曾批评“马赫主义”夸大了经验对于人类认识世界时所起的作用。但不可否认,马赫的思想确实推动了半个多世纪内科学研究最前沿的发展,对当时物理学界所发生的最深刻的两场理论革命来说功不可没。相对论和量子物理学的出现颠覆了专家们的许多常识,马赫的实证理论有助于一些物理学家们大胆接纳符合实验事实的新物理原理,适应巨大的思维变革。虽然马赫本人的物理学研究成果局限于实验物理学,但受他影响较大的物理学家不乏相对论和量子物理学理论研究的领军人物,如爱因斯坦、沃尔夫冈·泡利和理查·费曼。这些人为人类认识神奇的弯曲时空和怪异的微观世界作出了巨大的贡献。.

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