发动机 发动机喷出的光环是怎么形成的?他与发动机性能,好坏有关系吗
空气在不同的流动速度下,他的脾气秉性它是不一样的,举一个例子来说,比如说打台球的时候,如果说咱们想让这个球顺着球台边上去溜的话,那么这个球速肯定就要比较慢,打到那个球台边上,然后他就可以溜过去了。如果说速度很快的话,这个球就会被弹开。空气也是一样的,低速的空气它比较顺从,有点像一个橡皮泥球,它受到阻挡的时候它是滚开或者说是流开的。但如果是高速气体,特别是超声速气体的话就会比较Q弹,在遇到阻挡的时候它是弹开的。火箭一般喷出来的它都是超声速气体,而战斗机在开加力的时候,喷出来的很多时候也是超声速气体。那于是这时候就有三种可能,一种是这种Q弹的燃气,它的气压刚好和外部的这些大气压一样,这个外部大气压既不会让它扩张,也不会让它收缩,井水不犯河水。
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喷管刚喷出来的这些燃气的气压,要么么比外界的气压高一点,要么低一点。那这团燃气会发生什么变化呢,它就会收缩或者扩张对吧,那最后会变得更跟外界的气压一样。于是我们就可以看到战斗机或者说火箭的喷口,它喷出来的燃气就是收缩扩张,一节一节的。那每一节就不代表这些燃气从喷口喷出来的时候,被收缩又扩张了一次。而燃气在不同压强下,它的亮度和颜色是不一样的,于是有这样一节一节的现象就会被我们观察到,这个就叫做马赫环。马赫是这个奥地利物理学家恩斯特马赫,他当年的论文,而里面就讨论了许多跟这个声速和激波有关的现象。所以说后来人们用他的名字命名了很多跟超声速飞行,还有超声的气体相关的东西。除了马赫环之外,还有什么马赫数,马赫锥,马赫角,等等。
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【 发动机|发动机喷出的光环是怎么形成的?他与发动机性能,好坏有关系吗】当这些膨胀波和激波就会叠加,就会形成一节一节的助波,那也就是我们看到的这个马赫环。通过马赫环的形成,我们可以总结出来,有马赫环只能证明两件事,第一它喷出了超声速气体。第二这个气压,跟外界的大气压它不一样,所以它跟飞行器本身是不是在超声速,飞行其实是没啥关系的。发动机地面试车的时候它也会有,这个马马赫环能不能反映发动机的性能呢,能喷出超声速气体,就能够有马赫环。那各种带加力的,涡喷涡扇发动机,它都能喷出超声速气体。
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通过观察马赫环能不能看出来发动机性能高低呢,事实上通过看马赫环的间距,再结合飞行高度的话,是有可能反算出来发动机尾喷口的气流速度和压强的。但是这个比较复杂,并不是说目视就能够看出来的,而且即便是咱们把它算出来了,也只有这两个数据的话,也不能完全看得出来发动机的性能。事实上发动机尾气在飞机后面收缩扩张的次数是非常多的,理论上讲马克还在飞机后面会有很多很多,只不过因为越往后这个火苗子就越暗了,所以我们就看不到了。也就是说,你能数出几个马赫环跟当时的光照条件,天气温湿度,飞行高度,燃油情况燃烧情况都有关系。
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