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초음속(supersonic speed)

작성일 2010-08-23

음속보다 빠른속도. 똑같은 흐름 속에 물체를 고정한 경우, 베르누이의 정리가 표시하듯이 흐름의 속도변화에 따라 압력은 변화한다.

압력변화 dp에 대해 유체의 밀도는 dρ만 변화하고 압력변화는 음속 c = 의 빠르기로 유체 속으로 전파된다.

15℃의 마른 공기의 음속은 초속 340m이다.

유체의 속도를 v라 하면 압력변화는 상류 쪽으로 c-v, 하류쪽으로 c+v의 빠르기로 전파된다.

유체의 속도와 음속의 비(比)인 마하수(M=v/c)가 1이 넘을 때의 흐름을 초음속 흐름이라 하며, 이 때 아음속(음속 이하)의 흐름의 경우와 달리 충격파가 발생한다.

초음속의상류 쪽 흐름은 충격파를 통과해 밀도 · 속도 · 온도가 불연속으로 변화하며, 아음속 흐름으로 변화한다.

제트 여객기는 마하수 0.7~0.8 정도의 속도이지만, 콩코드나 팬텀은 마하수 1 이상의 초음속으로 비행한다.

실험실 안에서 초음속 흐름을 만드는 데는 나발관(管)이 쓰인다.

가늘게 좁힌 관에 아음속의 기체(氣體)를 유입했을 때 기류는 단면적이 작아지는 부분에서 가속되어 초음속 흐름이 된다.

다시 관이 굵어지는 부분에서는 밀도의 감소가 커지며, 따라서 압력이 계속 감소하기 때문에 기체는 점점 더 가속된다.


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