馬赫環又稱馬赫盤,是當氣流以超音速和低於外部大氣的壓強離開噴嘴時發生的壹種氣體現象,呈現等間距圓環的形狀,常見於火箭發動機或噴氣發動機的排氣羽流中。
原理:當氣體過膨脹時,與外部大氣相比,排氣中的氣體壓強較低,導致排氣被壓縮或向內擠壓。這種壓縮會增加排氣壓強。然而,由於流量可能被壓縮得太多,以致其壓強超過大氣壓強。此時,氣流再次向外擴張以降低壓強。
這壹過程也可能持續很久,導致羽流內部壓強再次低於環境壓強。隨著時間的推移,壓縮和膨脹過程不斷重復,排氣中的氣體壓強和外部大氣壓強之間的差異逐漸減小,直到排氣壓強與環境大氣壓強相同。
產生條件
超音速氣流由於壓力低於環境,會形成壹道激波並被劇烈壓縮。在這道激波壓縮後,壓力反而又高於了環境壓力,會再形成膨脹波。然後再被壓縮,再膨脹。循環下去,所以人能看到壹道規律的鉆石狀馬赫環。
也就是說只要噴出的超音速流體只要壓力不等於環境壓力,就會形成「膨脹-壓縮-膨脹-壓縮」的循環現象,唯壹的區別是,第壹道波是激波壓縮還是直接膨脹。所以不管是哪種情況,看起來都差不多。
當尾流壓力增加時,密度提高,速度變慢,總溫不變而靜溫提高。也就是壓力大的地方氣就熱了,且這時高溫會更促使加力燃燒室噴出的未完全燃燒燃油再次燃燒,且本來氣體溫度的變化也會影響顏色。