圖 & ’( ’)/機翼的極曲線
在分析機翼氣動性能時還會用到升阻比的概念。升阻比表示同一個迎角下升力與阻力之比，即
0 12 "%（& ’( ’&+）
由坐標原點作極曲線的切線，則切點處對應的升阻比即為機翼的最大升阻比 0,*%。
前面已經談到，機翼的升力即為整架飛機的升力，但飛機的阻力卻不然。不但機翼會產生阻力，飛機暴露在氣流中的其他部分如起落架、機身、尾翼等同樣會產生阻力。現代飛機在巡航飛行時，機翼的阻力大約占全機阻力的 ()3 4 5)3，因此，不能以機翼的阻力來代替全機的阻力。
飛機上除了有摩擦阻力、壓差阻力和誘導阻力以外，還有一種干擾阻力，值得注意。所謂干擾阻力，就是飛機各部分之間由于氣流相互干擾而產生的一種額外阻力。
以上我們把低速飛機所產生的 6種阻力— ——摩擦阻力、壓差阻力、誘導阻力和干擾阻力，都簡單地介紹了。這是從產生阻力的原因的觀點來談的。至于超音速飛機，還有激波阻力（波阻）。關于波阻，將在第三章中討論。
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第三章 高速空氣動力學
第一節 高速氣流的特性
一、空氣的壓縮性與飛行速度的關系
高速氣流之所以與低速氣流有如此質的差別，其根本原因是空氣具有壓縮性的緣故。由于空氣的壓縮性會引起一系列問題：弱擾動的傳播，高速氣流中壓力和流速隨流管截面積的變化，激波等。
上一章我們講過空氣的壓縮性。例如，用力壓皮球，就可以把皮球壓癟；將皮球烤熱，會使它膨脹。一定量的空氣，其體積改變了，密度也自然發生了變化。
不論是低速或高速飛行，空氣流過機翼各處的速度和壓力發生了改變，都會引起空氣密度的變化。那么，為什么在研究高速氣流的特性時要特別提出空氣的壓縮性，也就是說要特別考慮空氣密度的變化呢？這是因為，空氣的密度在這種情況下變化的程度與低速時不一樣。
表 " "空氣密度隨飛行速度變化的關系
飛行速度 %& ’ ( )** +** ,** -** " *** " )**
空氣密度增加的百分比（ " "） ". / 0. / "). )/ )). / +0. -/ 0,. ,/
空氣刻度變化的程度，可以用空氣密度變化的百分比 " ’ "表示， "是空氣密度的變化量， "是空氣原來的密度。表 " "列出了在標準大氣條件下，不同飛行速度時，機翼前緣駐點空氣密度增加的百分比。
從表中可以清楚地看出，在速度不超過 ,* 1+** %& ’(的低速飛行時，空氣密度的變化程度是很微小的，其變化可以忽略不計。可是在高速飛行中，空氣密度的變化很大，因此，必須考慮空氣壓縮性的影響。
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二、弱擾動的傳播，音速，馬赫數
"擾動傳播、音速
在流場中，任一點的流動參數與自由流（即遠前方來流）中對應流動參數之差；稱為擾動。如流場中某點的密度、壓強、速度分別為 ，，，而遠前方來流的密度、壓強、速度分別為 %，%，%，因此流場上該點的流動參數可表示為 &’% ( " ’，’&’% ( " ’，&% ( "，式中 "，"’，"分別稱為該點對流場的擾動密度、擾動壓強、擾動速度。"，"’，"值很小時，即 "%)，"’%)，"%)時，這種擾動稱為弱擾動。反之，稱為強擾動。如飛機在空中飛行時，它對周圍的空氣產生作用，使空氣的密度、壓強、速度等氣流參數發生變化，也就是說飛機對空氣產生了擾動。空氣是可壓縮的彈性介質，一處受到擾動，這個擾動便通過空氣一層一層相互作用，向四面八方傳播。這個過程和我們耳朵聽到敲鑼打鼓的聲音是一樣的。鑼鼓的振動傳給空氣，空氣又一層一層相互作用，把它傳給我們的耳膜，因此我們聽到了鑼鼓聲。鑼鼓的振動，對空氣來說是一種擾動，因為這種振動引起空氣壓強變化很微弱，所以是一種弱擾動。我們知道在空氣中傳播這種擾動，即聲音，需要一定的時間，就是說，有一定的傳播速度，這個速度就是音速。
理論上可以推知，音速的大小為
+’
*&
+’（ ,-,）
該式表明，音速 *取決于 +’. +，即單位密度改變所需的壓力改變。此壓力越小，音速 +越小，說明氣體是容易壓縮的，即壓縮性較大；反之，音速。越大，氣體不容易壓縮，即壓縮性較小。因此，音速 +可以作為壓縮性的指標。進一步可以推出，在絕熱過程中，空氣中的音速為
* &/)
0（ ,-,/） /"馬赫數 1*流場中任一點處流速或飛行速度與當地音速之比，定義為馬赫數 1*，即
1*& *（ ,-,-）
式中23—
—流速或飛行速度；
*———當地音速。
1* 4，稱為亞音速；1* 5，稱為超音速；1* 4)"-，一般稱為低速。有時更詳細地劃分，把 1*數在 附近的，稱為跨音速；1*小于 但接近于 的（譬如 1*數在 )" 6 7)"8范圍內），稱為高亞音速。
1*數的大小不僅可以說明飛機周圍擾動的傳播情況，而且還可以作為空氣密度 •/6•
變化程度或者壓縮性大小的衡量標志。 "數越大，則表示空氣密度的變化以及壓縮性的影響也越大；反之，飛行 "數小，則密度變化和壓縮性的影響也小。
在低速飛行中，一架飛機的速度、高度可以不同，但是，只要迎角相同，機翼壓力分布和飛機的氣動特性（如升力系數、阻力系數等）都是一樣的。但在高速飛行中，除了迎角相同，還要飛行 "數相同。否則，機翼表面各點擾動傳播情況就不相同，空氣密度 變化的情況也不相同，因而機翼上面的壓力分布以及空氣動力特性也就會發生變化。可見， "數是研究高速飛行時的一個極重要的概念。
%弱擾動的傳播，馬赫錐弱擾動以音速向四面八方傳播。根據擾動源運動的速度，我們分 &種情況討論弱擾動的傳播。
（’）擾動源靜止（ ()*）：如圖 ’ ’所示。擾動源 +點引起的擾動， ’,后，波面達到半徑為。的球面 ’；-,后，波面達到半徑為 -.的球面 -；依次類推。經過時間越久，擾動傳得越遠。
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