Скачки давления и уплотнения воздуха

Если тело, которое летит со сверхзвуковой скоростью, имеет значительное поперечное сечение (крыло, фюзеляж), то оно создает сильное возмущение воздуха.

Вызываемые телом волны сносятся потоком, отстают от тела и не могут предупредить находящийся впереди воздух о приближении тела. Поэтому оно с огромной скоростью врезается в совершенно невозмущенный воздух. В этом случае передняя, головная, часть волнового конуса образуется резким и сильным повышением давления, плотности и температуры воздуха или скачком давления, плотности и температуры.

Основной особенностью скачка уплотнения является то, что толщина воздушного слоя в нем очень мала (всего около 10^-5 мм), в связи с чем происходит резкое ударное возрастание давления, плотности и температуры воздуха. Поэтому головную волну называют также ударной волной. Она движется вместе с крылом самолета и мы ее слышим как хлопок.

В зависимости от ориентировки поверхности скачка уплотнения по отношению к направлению скорости набегающего потока, скачки давления бывают прямые и косые. На рисунке (стр.84) показан характер обтекания тела при дозвуковой (a) и сверхзвуковой (б) скоростях, а также эпюры изменения скорости и давления воздуха при обтекании им тела.