Понятие звука При полете с большими скоростями
жүктеу/скачать 1.63 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- звуковыми волнами
- Следовательно, скорость звука в газе (воздухе) является характеристикой сжимаемости газа.
- числа Маха
|
Понятие звука При полете с большими скоростями сжимаемость воздуха оказывает значительное влияние на аэродинамические характеристики самолета. Со свойством сжимаемости воздуха и газов тесно связано явление распространения звука в газах. Чем ближе скорость самолета к скорости распространения звука, тем больше должна быть мощность двигателей для достижения этой скорости. При полете с около – и сверхзвуковыми скоростями в характере воздушного потока происходят качественные изменения. Скорость распространения звука тесно связана с явлением сжимаемости воздуха. Колеблющиеся частицы то приближаются друг к другу, то удаляются. В результате этого создаются периодические местные сгущения и разрежения частиц, т.е. малые изменения плотности и давления газа. Эти малые возмущения распространяются в виде сферической волны по всему окружающему пространству. Ухо человека воспринимает небольшие периодические повышения плотности и давления, как звук. Под звуковыми волнами понимают всякие малые возмущения давления и плотности, распространяющиеся в среде (например, в воздухе). Под скоростью звука понимается скорость распространения малых возмущений в пространстве. При больших частотах звуковых колебаний сжатие газа в звуковой волне происходит адиабатически, т.е. без теплообмена с окружающей средой. В этом случае скорость звука определяется по формуле Лапласа: , где - показатель адиабаты; и - удельные теплоемкости газа соответственно при постоянном давлении и объеме. Из формулы следует, что скорость распространения звука зависит от отношения давления газа к его плотности. Это отношение характеризуется упругостью газа и его сжимаемостью. Чем большей упругостью обладает газ, тем труднее он сжимается и наоборот. Следовательно, скорость звука в газе (воздухе) является характеристикой сжимаемости газа. Формулу можно записать в несколько ином виде, если вместо давления р подставить его выражение, определяемое уравнением состояния газа: . Тогда: . где g – ускорение силы земного притяжения (g=9,81 м/сек2); k- показатель адиабаты. Для воздуха k=1,41; R-газовая постоянная. Для воздуха . Из формулы видно, что скорость звука в газе зависит от его температуры. Чем выше температура, тем больше скорость звука, т.е. газ менее чувствителен к сжатию. Если температура станет равной абсолютному нулю (t°=-273° С), то и скорость звука станет равной нулю. В пустоте звук не распространяется, так как нет молекул, передающих колебания. В пределах тропосферы температура воздуха с высотой, а с ней и скорость звука уменьшаются. Скорость воздуха в воздушной среде на уровне моря составляет . Понятие скорости звука имеет большое значение в аэродинамике и газовой динамике. Характер любого вида движения газа изменяется в зависимости от соотношения между скоростью газа и скоростью звука (числа Маха). жүктеу/скачать 1.63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|