2016年環(huán)保師基礎(chǔ)知識(shí)音速計(jì)算

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　　音速計(jì)算（環(huán)球網(wǎng)校環(huán)保工程師頻道提供音速計(jì)算復(fù)習(xí)資料）

　　在平流層下部，氣溫不隨高度而變，音速也不變，為295.2米/秒。空氣流動(dòng)的規(guī)律和飛機(jī)的空氣動(dòng)力特性，在飛行速度小于音速和大于音速的情況下，具有質(zhì)的差別，因此，研究航空器在大氣中的運(yùn)動(dòng)，音速是一個(gè)非常重要的基準(zhǔn)值。

　　音速不是一個(gè)固定的值。在干燥空氣中，音速的經(jīng)驗(yàn)公式是：

　　音速u=331.3+(0.606c)m/s(c=攝氏氣溫)

　　常溫下(15℃)，音速為u=331.3+(0.606x15)= 340.4m/s，這就是為什么都說音速是340m/s(1225km/h)的緣故。潮濕空氣的音速略有增加，但是幅度不到0.5%，大多數(shù)場(chǎng)合可以忽略不計(jì)。對(duì)于華氏氣溫，可以用公式換算：F=9C/5+32(C=攝氏氣溫)。

　　國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣ISA規(guī)定：在對(duì)流層中(0~11000m)，海平面的氣溫為15℃，氣壓101325Pa，空氣密度1.226kg/m3;海拔每升高1000m，氣溫下降6.5℃。

　　利用上面的公式計(jì)算不同海拔的氣溫，再綜合前面的音速經(jīng)驗(yàn)公式，就可以推算不同海拔的音速了。

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　　在11000~20000m的高空(屬平流層，氣溫基本沒有變化，所以又叫“同溫層”)，溫度下降到零下57℃(15-11x6.5= -56.5℃)，這里的音速是u= 331.3+[0.606x(-57)]= 296.7m/s(約1068km/h)。噴氣式飛機(jī)都喜歡在1萬米左右的高空巡航，因?yàn)檫@里是平流層的底部，可以避開對(duì)流層因?qū)α骰顒?dòng)而產(chǎn)生的氣流。在11000~20000m的同溫層內(nèi)，音速的標(biāo)準(zhǔn)值是1062km/h，而且基本穩(wěn)定。

　　噴氣式飛機(jī)都用馬赫數(shù)Ma來表示速度，而不用對(duì)地速度。這是因?yàn)槲矬w在空氣中飛行時(shí)，前端會(huì)壓縮空氣形成波動(dòng)，這個(gè)波動(dòng)是以音速傳播的(因?yàn)槁暡ㄒ彩遣▌?dòng)的一種)。如果物體的飛行速度超過音速，那么這些波動(dòng)無法從前端傳播，而在物體前端堆積，壓力增大，最終形成激波。激波是超音速飛行的主要阻力源。

　　物體飛行速度一旦超過音速，必然產(chǎn)生激波。激波會(huì)極大地增加飛行阻力，影響到整個(gè)飛行狀態(tài)以及燃料的消耗。在不同的空氣環(huán)境中，盡管飛行器的Ma數(shù)相同，但他們的對(duì)地速度是不相等的;不過，他們受到的阻力卻大致相當(dāng)。所以，飛行器都是用當(dāng)?shù)氐囊羲?，來衡量?dāng)前速度的。

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