超音速飛行での衝撃波について

質問

先端が鋭角の飛行体が超音速で飛行したときに生じる衝撃波についてですが、衝撃波が生じる仕組みを数式で導出できるならその過程をなるべくわかりやすく解説していただけると助かります。

回答No.1

Lady_osaka · ベストアンサー

数式って程の事じゃないのですが、音速をM
飛行体の速度をVとすると進行方向と
衝撃波面のなす角度は、COSθ＝M/Vとなります。
まずVで飛ぶ飛行体が常に音を出していると考えてください
図を書きながらだと分かりやすいですよ。
いま簡単のため音速を1cm/s、速度1.5cm/sとします
紙に向かって右に飛んでるとします。
紙の右端付近に点A0を書いてください
そこから、左に直線を引いて1.5cmごとに×を付けます。
それぞれ名前はA1,A2,A3・・・です
A1を中心に、半径1cmの円を書きますこれはA1にいるときに出した音が
今届いている位置を示しています。次にA2を中心に2cmの円を
A3を中心に3cmの円をと順に書いてくださいそしてA0からそれぞれの円に
接線を引くと、すべての円に接することがわかりますね。
この接線が衝撃波面と呼ばれるものです。

高速を超える物体が空気中を飛ぶときに発生する空気の動きが
円錐になって伝わるのです。

お礼

初歩的な質問失礼しました。
ありがとうございます！
たびたび航空工学の衝撃波の分野で質問する機会があると思いますので、
またよろしければお願いします。

回答No.2

NemurinekoNya

これはまた何とも・・・。

とりあえず、
Wikipediaにある「ランキン・ユゴニオの式」という記事をご覧になってください。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A9%E3%83%B3%E3%82%AD%E3%83%B3%E3%83%BB%E3%83%A6%E3%82%B4%E3%83%8B%E3%82%AA%E3%81%AE%E5%BC%8F

衝撃波については、
http://kotobank.jp/word/%E8%A1%9D%E6%92%83%E6%B3%A2
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%A1%9D%E6%92%83%E6%B3%A2

などをご覧になってください。

これ以上の説明となりますと、
流体力学などについてイチから説明しなければならなくなってしまいます。