在流體力學中，流體隨壓強的增大而體積縮小的性質，稱為流體的壓縮性。
超聲速超空泡射彈發射後在水下依靠慣性無動力飛行，其速度從超聲速逐漸減至亞聲速，期間需要經歷壓縮性效應顯著的跨聲速階段。另外，超空泡射彈還需在變水深條件下運動，水深變化引起的重力效應（環境壓力和空泡數的變化）也不容忽視。
基本介紹
- 中文名：壓縮性效應
- 外文名：compressibility effect
- 一級學科：航空航天
- 二級學科：空氣動力學
- 類型：飛行術語
- 壓縮性：隨壓強的增大而體積縮小的性質
定義與原理,套用場合,
定義與原理
在流體力學中，流體隨壓強的增大而體積縮小的性質，稱為流體的壓縮性。
流體的可壓縮性是指流體受壓，體積縮小，密度增大，除去外力後能恢復原狀的性質。可壓縮性實際上是流體的彈性。液體在通常的壓力或溫度下，壓縮性很小。例如水在100個大氣壓下（1大氣壓=101 325帕），容積縮小0.5%；溫度從20℃變化到100℃，容積降低4%。但在某些特殊問題中（例如水下爆炸或水擊），則必須把液體看作是可壓縮的。
氣體的壓縮性比液體大很多，所以在一般情形下應當作可壓縮流體處理，但如果壓力差較小，運動速度較小，且無很大的溫度差，也可近似地將氣體視為不可壓縮的。
氣體流速變化時，會引起氣體的壓強和密度發生變化。在低速氣流中，由於氣流速度變化而引起的氣體密度的相對變化量很小，可以把氣體看作不可壓縮流體來處理；高速氣流壓縮性的影響不能忽略，必須按可壓流體來處理。
套用場合
細長體大迎角壓縮性效應
現代空戰攻防對抗對飛行武器大迎角機動性和敏捷性的要求越來越高。大迎角情況下，具有細長前體構型的模型將產生明顯的非對稱渦系流動。然而大迎角流動十分複雜，對各種影響因素都極其敏感，這種非對稱渦可出現於低速和高速(有壓縮性影響)範圍。由於在低速範圍非對稱渦產生的非對稱側力係數和偏航力矩係數顯得比較大，再加上低速研究條件比較充足一些，所需研究成本也低一些，因此，以前研究大多數集中於低速。目前在國內尚未看到針對“壓縮性對非對稱渦影響”這個研究題目在高速風洞中的試驗研究成果，僅進行了一些數值計算。但是，以前有限的亞音速研究結果表明高速非對稱渦現象比低速複雜的多。且飛行武器也常常在高速飛行時碰到這種非對稱渦的問題，尤其是戰術飛彈等飛行器大部分機動飛行先出現在高速範圍。因此，空氣動力學科的發展和現代化飛行器的研製都急需進行高速非對稱渦現象研究，系統研究大迎角流動特性的壓縮性影響，對我國獨立自主研發先進高機動飛行武器具有重要戰略意義和價值。
賀中介紹了在中國空氣動力研究與發展中心高速所0. 6m亞跨超聲速風洞中進行的細長旋成體大迎角壓縮性效應研究試驗，該研究是根據“大迎角非線性非定常氣動力與高速風洞試驗技術研究”課題的研究計畫安排而提出的。
得到以下結論：
（1）高速時的細長旋成體的大迎角背風渦結構可能仍然類似於低速情況下的非對稱多渦繫結構；
（2）壓縮性效應對大迎角流動非對稱性的產生和發展過程不產生本質影響，只影響非對稱的強弱和發展速度；
（3）以Mc= 0.4為臨界點，可以把壓縮性對細長體大迎角非對稱流動的影響分成兩個區間；
（4）壓縮性效應和Re數效應均對流動非對稱性產生影響，研究壓縮性效應必須考慮Re數效應。
高速射彈超空泡現象
利用超空泡現象可以大幅度減小水下運動物體的摩擦阻力，從而大大提高其航行速度。基於超空泡原理的高速射彈，利用其彈道末端的剩餘動能可攔截魚雷、擊毀水雷和破除水下障礙等。20世紀末，在美國，機載快速滅雷系統（RAMICS）已經裝備部隊，超空泡射彈水下速度超過 1000 m/s。Y.D.Vlasenko、Y.N.Savchenko、I.N.Kirschner開 展 的 超 空 泡 射 彈 實 驗 水 下 運 動 速 度 分 別 達 到1300、1350和1549m/s，已超過了水中聲速1450m/s。目前，超空泡射彈還在進一步向高速方向發展。在不考慮流體的壓縮性效應時，Y.S.Chou、S.S.Kulkarni等、K.Ohtani等對射彈超空泡流動和彈體運動特性進行了計算。由於射彈高速衝擊導致的流體壓縮性效應不容忽視，A.N.Vargh－ese等、A.D.Vasin、V.V.Serebryakov等基於細長體理論和漸近匹配展開法對超空泡形態影響的可壓縮效應進行了理論研究，張志宏等進一步拓展得到了亞、超聲速條件下細長錐形射彈的超空泡形態二階近似解，金永剛等、張志宏等建立了高速射彈超空泡流場的數值計算方法。
超聲速超空泡射彈發射後在水下依靠慣性無動力飛行，其速度從超聲速逐漸減至亞聲速，期間需要經歷壓縮性效應顯著的跨聲速階段。另外，超空泡射彈還需在變水深條件下運動，水深變化引起的重力效應（環境壓力和空泡數的變化）也不容忽視。因而，需要綜合分析流體壓縮性和重力效應對高速射彈超空泡形態和流體動力特性的影響。孟慶昌針對高速細長錐形超空泡射彈的實際套用背景，綜合計及流體的重力和壓縮性效應影響，統一建立亞、超聲速條件下超空泡流動的理論模型和數值計算方法，系統完整地解決高速射彈的超空泡形態、射彈表面壓力分布和壓差阻力係數等計算問題，擬為下一步超空泡射彈的彈型最佳化設計和水下彈道預報提供理論基礎。
