聲障的困惑：
1740年,羅賓斯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),炮彈的時(shí)速超過(guò)820英里.即大于空氣中的聲波傳播速度(約每小時(shí)760英里),在實(shí)驗(yàn)中他發(fā)現(xiàn)牛頓的平方阻力公式只適用于運(yùn)動(dòng)速度較低的情況.當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度比較高時(shí),阻力的增加遠(yuǎn)較此公式所給出的為快.有時(shí)甚至高達(dá)3-4倍,特別是在運(yùn)動(dòng)速度到達(dá)聲速之前,阻力出現(xiàn)一個(gè)非常突然的增加,過(guò)了聲速以后,阻力又開(kāi)始下降,逐漸趨向正常值,這種阻力在聲速附近突然上升的現(xiàn)象就是所謂的”聲障”現(xiàn)象。
對(duì)這一現(xiàn)象羅賓斯作了解釋 ,他認(rèn)為空氣是由許多無(wú)窮小和作定常運(yùn)河的指點(diǎn)組成,它們之間有很大的距離,是一種稀薄介質(zhì).能被一快速運(yùn)動(dòng)的物體所壓縮,例如在炮彈的前方空氣被壓縮時(shí),炮彈自身會(huì)直接感受到一種全新的力 ,即空氣彈性力,歐拉對(duì)這一現(xiàn)象也解釋說(shuō)”當(dāng)速度增加時(shí),從某一速度開(kāi)始,流體質(zhì)點(diǎn)被壓縮,而且越來(lái)越厲害,質(zhì)點(diǎn)之間的距離減小,物體的正前方,流體的壓強(qiáng)增高,而它的后方則正好相反,這樣,在高速時(shí)物體所受的阻力大一些,低速時(shí)小一些”。
羅賓斯之后,1775年赫頓與1840年底戴恩也用圓彈頭做過(guò)同樣的實(shí)驗(yàn),獲得相同的效果,1865年與1870年間R.F.巴什弗斯又用尖彈頭作過(guò)實(shí)驗(yàn),但他不用彈道擺而用自己發(fā)明的電計(jì)時(shí)器,他讓彈頭穿過(guò)一系列屏幕,很準(zhǔn)確地確定彈頭穿過(guò)屏幕的時(shí)間,然后找出沿彈道的速度,最后求出阻力規(guī)律,并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)彈頭列出阻力表,其速度范圍約在每小時(shí)70-2000英里之間。
中文名 聲障
發(fā)現(xiàn)人 羅賓斯
目錄
1對(duì)聲障的認(rèn)識(shí)
2定義
3解決方法
1 對(duì)聲障的認(rèn)識(shí)
在一定條件下,空氣能夠形成堅(jiān)固的＂墻壁＂。據(jù)航空史記載,空氣壁曾經(jīng)把堅(jiān)硬的飛機(jī)撞得粉碎。一切物體,包括飛機(jī)在內(nèi),在空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)都會(huì)給前面的空氣一定的壓力,結(jié)果使那部分氣體壓縮,形成一個(gè)密度很大的壓縮氣體層,好像一座空氣墻壁。物體運(yùn)動(dòng)速度越大,空氣墻的硬度就越大?？諝鈮偸且月曀傧蚯斑\(yùn)動(dòng)著,只要物體運(yùn)動(dòng)速度小于聲速,就不會(huì)碰上它。如過(guò)物體以超聲速飛,就要碰上空氣墻壁了。
2 定義
自從萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)以后，人們?yōu)樘岣唢w機(jī)的飛行速度不斷努力。但是當(dāng)飛行速度接近聲速時(shí)，爆炸事故不斷發(fā)生，原因就是由于碰到了空氣墻壁。這類(lèi)事故總是發(fā)生在飛機(jī)速度接近聲速時(shí)，人們又把空氣墻形成的飛行障礙叫做聲障。音障是一種物理現(xiàn)象，當(dāng)物體（通常是航空器）的速度接近音速時(shí)，將會(huì)逐漸追上自己發(fā)出的聲波。聲波疊合累積的結(jié)果，會(huì)造成震波(Shock Wave)的產(chǎn)生，進(jìn)而對(duì)飛行器的加速產(chǎn)生障礙，而這種因?yàn)橐羲僭斐商嵘俣鹊恼系K稱(chēng)為音障。
3 解決方法
20世紀(jì)50年代,航空航天進(jìn)入了超聲速時(shí)代,人類(lèi)再一次遇上了聲障問(wèn)題,在工程師們的多方努力和精心安排下已順利地克服了這一困難。為了提高飛機(jī)的速度，必須沖破空氣墻設(shè)置的障礙。為此，科學(xué)家改進(jìn)飛機(jī)的外形，將機(jī)翼做成薄的菱形或三角形，同時(shí)將機(jī)身和機(jī)翼前緣做成尖形，并使機(jī)翼后掠，整個(gè)飛機(jī)變成箭頭形。通過(guò)一系列改進(jìn)，飛機(jī)終于順利地穿過(guò)空氣墻。1947年人類(lèi)首次實(shí)現(xiàn)超聲速飛行。現(xiàn)在已有超聲速飛機(jī)、超聲速汽車(chē)。一些先進(jìn)的噴氣式飛機(jī)，速度已經(jīng)是聲速的兩倍甚至三倍。
擴(kuò)展閱讀： 1.百度知道 2.http://course.nedu.edu.cn/0502/li-9.php
