Свръхзвукова скорост

Свръхзвукова скорост - скоростта на частиците на веществото е по-висока от скоростта на звука за дадено вещество или скоростта на тялото, движещо се в вещество с по-висока скорост от скоростта на звука за дадена среда.

Съдържание

В аеродинамиката скоростта често се характеризира с числото на Мах, което се определя по следния начин: където u е скоростта на потока или тялото, е скоростта на звука в средата. Скоростта на звука се определя като, където е адиабатният индекс на средата (за идеален n-атомен газ, молекулата на който има степени на свобода, е равна). Тук е общият брой степени на свобода на молекулата. Освен това броят на транслационните степени на свобода. За линейна молекула броят на ротационните степени на свобода, броят на вибрационните степени на свобода (ако има такива). За всички останали молекули, .

Когато се движи в среда със свръхзвукова скорост, тялото задължително създава звукова вълна зад себе си. При равномерно праволинейно движение фронтът на звуковата вълна има конична форма, с върха си в движещо се тяло. Излъчването на звукова вълна причинява допълнителна загуба на енергия от движещо се тяло (в допълнение към загубата на енергия поради триене и други сили).

Подобни ефекти на излъчването на вълни от движещи се тела са характерни за всички физически явления с вълнова природа, например: Черенков радиация, вълна, създадена от кораби на водната повърхност.

Класификация на скоростите в атмосферата

При нормални условия в атмосферата скоростта на звука е приблизително 331 m/s. По-високите скорости понякога се изразяват в числа на Мах и съответстват на свръхзвукови скорости, като хиперзвуковите скорости са част от този диапазон. НАСА определя "бърз" хиперзвук в диапазона от 10-25 скорости М, където горната граница съответства на първата космическа скорост. По-високите скорости се считат не за хиперзвукови скорости, а "норма на възвръщаемост»Космически кораб към Земята.