物體在流體中運動,形狀決定了其阻力系數(Dc)的大小。
簡單的說下常見的幾個形狀的Dc數值:
如果是一個圓形,在流體中的Dc數值大約是0.47,而一個方形物體在流體中運動的時候,其Dc數值大甚至會超過1。主要是由於高速運動的時候後面的空間壓力減小所造成的負壓力所致。因此如果在流體中最好的運動形狀就是流線型(水滴)在上圖我們可以看到Dc值低到了0.04。
在圖片中我們還可以發現,相對於正方形形狀,長方形形狀的Dc數值明顯要低了狠多,從1.05直接降低到了0.82,這是由於流體流經更長的距離後壓力被釋放到外部所致。
因此我們不難理解為什麼魚雷在水中是方頭或者圓頭的形狀了 。其實就是為了更大程度的降低低速執行時候的水阻力。
但,至於魚雷在水中的執行具體狀態目前實際上是一個“迷”要考慮的因素實際上比在空氣中執行的導彈還要複雜。如果大家有興趣的話,可以找一本叫做《魚雷航行力學》的書來看一下。這本書的電子檔在搜尋引擎中還是可以搜尋到的。
如果從簡單的角度說圓頭或者鈍頭魚雷在水中航行更加穩定一些,同時由於魚雷的速度遠遠的沒有超過水中音速因此也不存在激波阻力。這樣反而是更加節省燃料的一種方法。
相反,如果在水中速度極高的空泡魚雷,則是設計成了尖頭的樣式:
這種尖頭實際上是魚雷頭部產生的空泡迅速的劃過魚雷在尾部會和的設計
如果咱們說導彈,其實導彈也並不完全是尖頭的。
大部分低速飛行的導彈例如巡航導彈和反坦克導彈的頭部也是圓形的。
理由上也是很簡單的,這些導彈目前都是在亞音速飛行的,也根本用不到尖頭。
那麼問題來了,為什麼有的導彈是尖頭的?
有一些導彈會在飛行過程中超越音速
當航空器在大氣層內超過音速的時候都會產生超音速激波。這個激波就是一個無形的阻力牆。
當飛行器的一部分處在這個阻力牆的線路上的時候,那麼會產生巨大的誘導阻力,於是在設計過程中就會將頭部設計成了尖尖的樣子以避開激波牆的影響。
因此至於是尖頭還是圓頭的問題主要在於——速度。
物體在流體中運動,形狀決定了其阻力系數(Dc)的大小。
簡單的說下常見的幾個形狀的Dc數值:
如果是一個圓形,在流體中的Dc數值大約是0.47,而一個方形物體在流體中運動的時候,其Dc數值大甚至會超過1。主要是由於高速運動的時候後面的空間壓力減小所造成的負壓力所致。因此如果在流體中最好的運動形狀就是流線型(水滴)在上圖我們可以看到Dc值低到了0.04。
在圖片中我們還可以發現,相對於正方形形狀,長方形形狀的Dc數值明顯要低了狠多,從1.05直接降低到了0.82,這是由於流體流經更長的距離後壓力被釋放到外部所致。
因此我們不難理解為什麼魚雷在水中是方頭或者圓頭的形狀了 。其實就是為了更大程度的降低低速執行時候的水阻力。
但,至於魚雷在水中的執行具體狀態目前實際上是一個“迷”要考慮的因素實際上比在空氣中執行的導彈還要複雜。如果大家有興趣的話,可以找一本叫做《魚雷航行力學》的書來看一下。這本書的電子檔在搜尋引擎中還是可以搜尋到的。
如果從簡單的角度說圓頭或者鈍頭魚雷在水中航行更加穩定一些,同時由於魚雷的速度遠遠的沒有超過水中音速因此也不存在激波阻力。這樣反而是更加節省燃料的一種方法。
相反,如果在水中速度極高的空泡魚雷,則是設計成了尖頭的樣式:
這種尖頭實際上是魚雷頭部產生的空泡迅速的劃過魚雷在尾部會和的設計
如果咱們說導彈,其實導彈也並不完全是尖頭的。
大部分低速飛行的導彈例如巡航導彈和反坦克導彈的頭部也是圓形的。
理由上也是很簡單的,這些導彈目前都是在亞音速飛行的,也根本用不到尖頭。
那麼問題來了,為什麼有的導彈是尖頭的?
有一些導彈會在飛行過程中超越音速
當航空器在大氣層內超過音速的時候都會產生超音速激波。這個激波就是一個無形的阻力牆。
當飛行器的一部分處在這個阻力牆的線路上的時候,那麼會產生巨大的誘導阻力,於是在設計過程中就會將頭部設計成了尖尖的樣子以避開激波牆的影響。
因此至於是尖頭還是圓頭的問題主要在於——速度。