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馬赫錐

鎖定
波源運動速度高於波速時,波面包絡面圓錐狀,稱為馬赫錐。
中文名
馬赫錐
外文名
mach cone
適用領域
物理學
所屬學科
物理學
動力學
聲學
當一個微弱的點擾源(如尖頭彈丸的頂尖)以超聲速在大氣中運動或位於超聲速勻直流中時,存在一個以點擾源為頂點、把空間分為擾動區和未擾動區的錐面,稱為馬赫錐,錐的半頂角稱為馬赫角。它是奧地利物理學家E.馬赫於1887年在分析彈丸擾動的傳播圖形時首先提出的,因而得名。
馬赫錐 馬赫錐
微弱擾動使氣體的速度、壓強、密度和温度等發生微小的變化,並以聲速相對於氣體而傳播。馬赫錐的形成可用點擾源的運動來説明 。若點擾源以超聲速v在空氣中作等速直線運動,則一秒鐘後,擾源由A點(經B、C點)到達D點,走過的距離等於v。這時,在A點產生的擾動擴展到以A點為中心、速度c為半徑的球面上。由於v大於c,故D點在以A為中心的圓外。擾源於B、C等點產生的擾動,也分別擴展到相應的球面上。馬赫錐就是以直線DE為母線的錐面,這個錐面就是那些球面的包絡面。錐面的半頂角為馬赫角(μ=arc sin
)。隨着擾源向前運動,馬赫錐也作為一個波面往前傳播,故有時也稱馬赫波。若取隨擾源運動的相對座標系,則成為定常超聲速流中的馬赫錐。對於二維平面流動,馬赫錐退化為兩條直線,稱為馬赫線。若擾源以亞聲速運動,則產生的擾動可傳到擾源之前,因而不形成馬赫錐。