
高速飛行では、低速航空力学で使用された空気の非圧縮性の仮定は適用されなくなります。亜音速航空力学では、揚力の理論は、物体とそれが浸されている移動するガス (空気) に発生する力に基づいています。約 260 kn (480 km/h、130 m/s、300 mph) 未満の対気速度では、航空機に関して空気は非圧縮性であると考えることができます。つまり、一定の高度では、圧力は変化しますが、密度はほぼ一定のままです。この仮定の下では、空気は水と同じように機能し、流体として分類されます。
亜音速空気力学理論では、粘性(流体のある部分が他の部分に対して運動するのを妨げる傾向がある流体の特性)の影響も無視できると想定し、連続性、ベルヌーイの定理、循環などの理想流体空気力学の原理に従って、空気を理想流体として分類します。実際には、空気は圧縮性と粘性を備えています。これらの特性の影響は低速では無視できますが、特に圧縮性の影響は、対気速度が増加するにつれてますます重要になります。圧縮性(および程度は低くなりますが粘性も)は、音速に近づく速度で極めて重要です。これらの遷音速範囲では、圧縮性によって飛行機の周囲の空気の密度が変わります。
飛行中、翼は上面上の気流を加速して揚力を生み出します。飛行機自体は亜音速 (マッハ数< 1.0)で飛行している場合でも、この加速された空気は超音速に達する可能性があり、実際に超音速に達します。一部の飛行機では、極端な迎え角では、翼上面の空気の速度が飛行機の対気速度の 2 倍になることがあります。したがって、飛行機上で超音速と亜音速の両方の気流が同時に発生する可能性は十分にあります。飛行機のある場所 (翼の最大キャンバー領域など) で流速が音速に達すると、さらに加速すると、衝撃波の形成、抗力の増加、バフェッティング、安定性、制御の困難さなどの圧縮性の影響が現れ始めます。亜音速流の原理は、この点を超えるすべての速度では無効です。
参照
参考文献
出典
- パイロットの航空知識ハンドブック。米国政府印刷局、ワシントン DC:米国連邦航空局。2003 年。3 ~ 35 ページ。FAA-8083-25。
この記事には、米国政府の『Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge』のパブリック ドメイン マテリアルが組み込まれています。
