En chockvåg är en chockvåg som uppstår när en vätska eller gas strömmar runt en kropp, vars front behåller sin position i förhållande till denna kropp [1] .
Om någon kropp börjar accelerera i luften (eller annat liknande medium), skapar den en komprimeringsvåg framför den, som börjar fortplanta sig med ljudets hastighet . Om i slutet av accelerationen kroppens hastighet inte överstiger ljudhastigheten i det givna mediet, så rör sig fronten av kompressionsvågen bort från kroppen hela tiden, vilket resulterar i att vågen förblir svag. Om kroppen accelererar till överljudshastighet, tvingas kompressionsvågens framsida att röra sig tillsammans med kroppen [2] .
Stötvågsfronten kan behålla sin position i förhållande till den rörliga kroppen på två sätt:
I det första fallet är vågutbredningsfronten vinkelrät mot kroppens rörelseriktning, och en sådan stötvåg kallas direkt .
I det andra fallet kallas chocken sned [3] .
Stötvågen, som har uppstått en bit framför kroppen i ett flöde, kallas frånkopplad [4] [5] . Framsidan av den fristående stöten har en krökt form: den är rak i mitten, och när den rör sig bort från mitten övergår den till en sned stöt med en allt större lutningsvinkel [6] . Frånkopplade stötvågor uppstår när de strömmar runt kroppar med trubbigt huvud [7] eller kilar och koner med stora öppningsvinklar [8] .
I överljudsflöde runt starkt spetsiga kroppar uppträder en fäst chockvåg på deras skarpa framkant [4] [5] . Dessutom uppstår en vidhängande stöt på svansdelen av kroppar som flygs runt av ett överljudsflöde ( svanschock ).
Eftersom chockvågen är en slags chockvåg, när den passerar genom dess front, sker en abrupt ökning av tryck , temperatur och gasdensitet [ 9] . Ökningen i tryck och densitet är större för en högre utbredningshastighet av vågfronten [10] . Eftersom utbredningshastigheten för den främre stötfronten är lika med kroppens hastighet, och utbredningshastigheten för den sneda stötfronten är mindre, kommer den största ökningen av tryck och densitet (den högsta intensiteten) att ske för den direkta stöten Vinka. Intensiteten av en sned chock kommer alltid att vara mindre än intensiteten för en direkt [11] .
Bakom fronten av stötvågen, såväl som bakom fronten av stötvågen, finns en rörelse av gas, samriktad med frontens rörelse [12] . Hastigheten för denna rörelse är mindre än hastigheten på vågfronten [12] med en mängd mindre än ljudets hastighet i det givna mediet [1] . När gasflödet som strömmar runt kroppen passerar genom stötfronten adderas flödeshastighetsvektorn (relativt kroppen) till hastighetsvektorn som induceras av stötvågen.
För en direkt stöt är vektorn för den stötinducerade hastigheten riktad mot flödet, så flödeshastigheten ändrar inte riktning, utan dess värde minskar med den stötinducerade hastigheten. Oavsett hastigheten på det ostörda flödet är alltså flödeshastigheten bakom den direkta stöten alltid subsonisk [13] .
I fallet med en sned stöt adderas kompressionsvektorerna för flödeshastigheten och hastigheten inducerad av stöten enligt triangelregeln , så flödet avviker mot stötfronten, och dess hastighet kan förbli supersonisk [14] .
När den passerar genom stötvågen förloras en del av den kinetiska energin hos flödet (eller omvänt, den rörliga kroppen) irreversibelt och förvandlas till värme. Värdet av denna förlust är ju större, desto intensivare är chockvågen. Därför, för att minska det aerodynamiska motståndet hos en strömlinjeformad kropp, är det önskvärt att ge den en sådan form att, när den flödar runt den, bildas fästa sneda stötvågor. Dessutom är förlusten av kinetisk energi under inbromsningen av flödet vid flera stötar med låg intensitet mindre än vid inbromsning på en direkt stöt. Sådana hoppsystem implementeras ofta i supersoniska luftintag [11] .
Framsidan av den sneda stötvågen förlängs i det oändliga. Som ett resultat känns passagen av stötvågor som uppstår när de flyter runt en kropp som rör sig i atmosfären med överljudshastighet (ett flygplan, en ballistisk missil, en meteorit etc.) på flera kilometers avstånd som ljudet av en explosion [6] .
Flödar runt kroppen ändrar gasflödet sin hastighet: vid vissa punkter accelererar det, och vid vissa saktar det ner. Således kan ett flöde med en tillräckligt hög subsonisk hastighet, som flyter runt en viss kropp, bli överljud nära några av dess punkter. Machtalet för det ostörda flödet vid vilket ett sådant fenomen inträffar kallas det kritiska Machtalet . Eftersom flödet bakom kroppen förblir subsoniskt måste det oundvikligen bromsa in vid någon annan punkt nära kroppen. Således uppstår en eller flera stötvågor nära kroppen. Om gränsskiktet nära kroppen är turbulent överallt , inträffar retardationen av det lokala överljudsflödet på en direkt stötvåg. Om övergångspunkten för flödet från subljud till överljud är övergångspunkten för det laminära gränsskiktet till det turbulenta, så kommer det vid denna punkt att finnas en sned stötvåg, som kan följas av en rät linje [15] .
Eftersom området för överljudsflöde endast existerar direkt nära kroppen, är fronten av stötvågorna som uppstår i den begränsad och skapar inte en ljudchock på marken.