超音速导弹飞行时,前方不会有任何气流吗?

来源：学生作业帮编辑：拍题作业网作业帮分类：物理作业时间：2024/05/22 23:46:06

飞行器在空气中飞行时,产生的扰动除了声波之外,最重要的就是压强梯度.
我们挥手时,手掌会压缩空气,使得手掌前方空气的压强比更远处的空气压强更大,因此空气就在这种压强差的推动下向前运动,这就是气流.
在亚音速飞机的飞行过程中有一个明显的现象：由于机翼上表面的压强会比下表面小,这种压强梯度会以音速向前传播,使得机翼前方几米的地方也会出现下方压强大,上方压强小的现象.于是在机翼前方的空气在压强梯度的作用下就会出现从下方往上方运动的现象,这也叫做机翼前缘气流的“上洗”.
总而言之,由于压强梯度是以音速传播的,因此在亚音速飞机飞到某一地点之前,它在空气中产生的扰动会超越飞机本身,在飞机的前方造成压强梯度,并且推动空气运动,形成气流.这就相当于飞机前方的空气提前“感知”到飞机的到来,并提前发生了运动.
但是对于超音速飞机来说,就会产生另一个问题,那就是超音速飞机能够追上自己产生的声波和扰动.
超音速飞行的物体会产生激波,激波是一种随着飞行器一起运动的界限波,激波是由后方的所有扰动叠加而成的,也就是说飞机产生的所有压强梯度和声音最后都会追上激波,并且变成激波的一部分,而无法超越它.
在超音速飞行器产生的激波面前方的空气一定是安静的,不存在任何由飞行器产生的声音和压强梯度,自然也就不存在什么气流.

再问：还是这个问题，我想知道是导弹先产生了气流然后本身超过了，还是说突破了音障就不产生气流了？如果是产生了气流然后再超过，那么应该在导弹前方永远有一小段新鲜的气流才对啊~
再答：是有一小段，注意看第一个图。扰动是先向前传播，追上激波后停止。剩下两个图是理想状态。实际上从微观来说都是第一种状态。这个间距很小，也就是几毫米到几厘米。前端越尖锐，间距越小，所以一般是忽略不计的。激波后方的音速比激波本身速度快，而激波的速度又比前方的音速快。所以导弹产生的扰动会追上激波面。

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