超音速

超音速

高超音速

当一架飞机或其他物体的速度达到5马赫以上时,就会达到高超音速。大多数商用飞机的马赫数为0.8-0.9,低于音速或跨音速。当飞机开始在马赫数1以上飞行时,流体流动的行为开始出现差异,冲击波的形成是这些物理变化的最明显表现。当以高超音速飞行时,这些差异会更大。在高超音速下,可能会出现许多需要检查的挑战,而且由于世界上能够测试这些高超音速原型的风洞太少,飞行测试极其昂贵和漫长,模拟提供了观察这种飞行状态的最佳和最具成本效益的方法。仿真工具可用于检查以高超音速飞行时可能面临的所有挑战,例如:

非常强烈的冲击-这些非常强烈的冲击会导致冲击波上不连续的温度、压力和密度。这些强大的压缩效应将导致极端的热负荷,可能损坏车辆的结构。

化学和热力学不平衡-随着马赫数的增加,会出现诸如空气的振动激发、离解和电离等现象。

等离子体-上述现象将产生等离子体层,降低无线电通信,并最终将产生所谓的“停电”效应。

烧蚀-这是固体材料转化为气体,由于高温下的热解和表面反应。

结构变形-高超音速流场产生的极端温度和热通量将使飞行器结构变形,改变其性能,并危及其结构完整性。