单选题
下列关于高速飞行的说法正确的是( )。
A
当飞机的飞行速度超过临界马赫数时,机翼上就会出现“局部激波”
B
通常机翼下表面首先产生局部激波
C
“激波分离”现象是由于附面层内的飞流由前向后快速流动造成
D
当速度进一步增加时,局部激波将向后缘移动,激波的强度随之减小
答案解析
正确答案:A
解析:
这道题考查的是空气动力学中关于**跨音速飞行**和**激波形成**的基本原理。以下是对各个选项的详细解析:
### 正确答案:A
### 详细解析:
**1. 选项 A 分析(正确):**
* **原理**:临界马赫数(Critical Mach Number, $M_{cr}$)是指飞机表面某点的气流速度首次达到当地音速(即局部马赫数等于 1)时的自由流马赫数。
* **现象**:当飞机的飞行速度超过临界马赫数时,机翼上表面某些区域的气流速度会超过音速,形成超音速区。在超音速区向亚音速区过渡的地方,气流参数(压力、温度、密度等)会发生突变,从而产生**局部激波**。
* **结论**:因此,当飞行速度超过临界马赫数时,机翼上确实会出现局部激波。该说法正确。
**2. 选项 B 分析(错误):**
* **原理**:根据伯努利原理和机翼的气动特性,在产生升力时,机翼**上表面**的气流流速通常高于下表面。
* **现象**:由于上表面流速更快,它会比下表面更早地达到音速。因此,局部激波通常首先出现在机翼的**上表面**,而不是下表面。
* **结论**:该说法错误。
**3. 选项 C 分析(错误):**
* **原理**:“激波分离”(Shock-induced Separation)是指激波后的高压逆压梯度导致附面层(边界层)内的气流无法克服压力增加而脱离机翼表面的现象。
* **现象**:激波后压力急剧升高,形成强烈的**逆压梯度**。附面层内的气流本身能量较低(受粘性影响),在逆压梯度的作用下,流速减慢甚至发生倒流,从而导致气流分离。这并不是因为气流“由前向后快速流动”造成的,恰恰相反,是因为气流在逆压下“停滞”或“反向”导致的。
* **结论**:该说法对成因的描述错误。
**4. 选项 D 分析(错误):**
* **原理**:随着飞行马赫数的进一步增加,机翼上的超音速区域会扩大。
* **现象**:
1. **位置移动**:局部激波确实会向机翼**后缘**移动。
2. **强度变化**:激波的强度取决于激波前后的马赫数差。随着飞行速度增加,激波前的局部马赫数增大,导致激波前后的压力跃变更大,因此激波的强度是随之**增强**(变大),而不是减小。更强的激波会导致更大的波阻和更严重的气流分离。
* **结论**:该说法中关于激波强度变化的描述错误。
### 总结
* **A**:正确描述了超过临界马赫数后的物理现象。
* **B**:错误,激波首先出现在上表面。
* **C**:错误,分离是由于逆压梯度导致附面层气流停滞或倒流。
* **D**:错误,激波强度随速度增加而增强。
故本题选 **A**。
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