導讀1、我們經(jīng)常能夠看到戰(zhàn)斗機加力起飛中，尾噴管回噴出一節(jié)一節(jié)的漂亮鉆石型尾焰，在夜間尤為清晰，比如圖中這架蘇-30戰(zhàn)斗機。其實除了戰(zhàn)斗機之外，火箭在夜間發(fā)射時....

1、我們經(jīng)常能夠看到戰(zhàn)斗機加力起飛中，尾噴管回噴出一節(jié)一節(jié)的漂亮鉆石型尾焰，在夜間尤為清晰，比如圖中這架蘇-30戰(zhàn)斗機。其實除了戰(zhàn)斗機之外，火箭在夜間發(fā)射時，也能觀察到這種尾焰。

2、這種尾焰就是戰(zhàn)斗機開加力時，超音速噴流獨特的“馬赫環(huán)”（Mach disk）現(xiàn)象，得名來自著名物理學家恩斯特·馬赫。由于其一節(jié)節(jié)的鉆石型火焰，該尾焰也被稱為鉆石型激波（Shock diamond）。

3、馬赫環(huán)的形成原因細說起來有些復雜，但基本可以理解為因尾焰噴流內復雜超音速流場，于是在激波作用下，局部噴流的密度和壓力產(chǎn)生了規(guī)律突變所致。

4、當發(fā)動機超音速噴流離開尾噴管后，由于噴流靜壓小于環(huán)境氣壓，所以噴流會略微膨脹，噴流壓力則隨著氣體壓力而降低。當噴流壓力降低到低于環(huán)境氣壓時就會受到周圍大氣的壓縮收攏，使壓力再度變高。于是噴流壓力就這樣反復震蕩變化，自動重復這膨脹與壓縮循環(huán)，直到最后噴流壓力與環(huán)境氣壓完全相同為止。

5、在這個膨脹與壓縮過程中，超音速噴流內會產(chǎn)生一系列復雜的斜激波和正激波，以及普朗特-邁耶膨脹波和普朗特-邁耶壓縮波。這一系列復雜激波會導致噴流在膨脹和壓縮段交界處溫度急劇升高，高到足以再次點燃噴流中任何殘存燃料，使其燃燒發(fā)光。正式這些燃燒著的剩余燃料，形成了一節(jié)一節(jié)的菱形火焰圖案，使馬赫環(huán)在噴流中閃閃發(fā)光。

6、除了戰(zhàn)斗機發(fā)動機的加力尾焰外，在大氣層內工作的火箭發(fā)動機、沖壓發(fā)動機或超音速燃燒沖壓發(fā)動機都會產(chǎn)生馬赫環(huán)。在外太空工作的火箭發(fā)動機則無法看到馬赫環(huán)，因為這里沒有大氣，噴流無法進行膨脹與壓縮循環(huán)，無法產(chǎn)生激波點燃噴流中的剩余燃料。

7、所以發(fā)動機馬赫環(huán)的形成需要三要素：超音速噴流、大氣層內飛行、噴流中的剩余燃料。