الماس‌های ضربه‌ای

الماس‌های ضربه‌ای (به انگلیسی: Shock Diamonds) یا دیسک‌های ماخ (به انگلیسی: Mach Disks) نام پدیده‌ای در علم فیزیک است که معمولاً در هنگام خروج گاز از موتور جت‌ها و موشک‌ها در هنگام برخاستن دیده می‌شود. الماس‌های شوک ساختاری از الگوهای موج ایستاده هستند که در جریان خروجی فراصوت یک سیستم پیشرانه هوافضایی مانند یک موتور جت، راکت، رم‌جت یا اسکرم‌جت فراصوت، هنگامی که در جو کار می‌کند، ظاهر می‌شوند. این «الماس‌ها» در واقع یک میدان جریان پیچیده هستند که به دلیل تغییرات ناگهانی در چگالی و فشار محلی در هنگام عبور جریان خروجی از یک سری امواج شوک ایستاده و بادبزن‌های انبساطی (expansion fans) قابل مشاهده می‌شوند. فیزیکدان ارنست ماخ اولین کسی بود که یک شوک قوی عمود بر جهت جریان سیال را توصیف کرد، که وجود آن باعث ایجاد الگوی الماس می‌شود.

الماس‌های شوک هنگامی تشکیل می‌شوند که جریان خروجی فراصوت از یک نازل پیشرانه کمی بیش از حد منبسط (over-expanded) شده باشد، به این معنی که فشار استاتیک گازهای خروجی از نازل کمتر از فشار هوای محیط است. فشار محیط بالاتر جریان را فشرده می‌کند، و از آنجا که افزایش فشار حاصل در جریان گاز خروجی آدیاباتیک است، کاهش در سرعت باعث می‌شود دمای استاتیک آن به‌طور قابل توجهی افزایش یابد. جریان خروجی معمولاً در ارتفاعات پایین که فشار هوا بالاتر است، بیش از حد منبسط می‌شود.

هنگامی که جریان از نازل خارج می‌شود، فشار هوای محیط، جریان را فشرده خواهد کرد. تراکم خارجی توسط امواج شوک مایل (oblique shock waves) که با زاویه‌ای نسبت به جریان متمایل هستند، ایجاد می‌شود. جریان فشرده شده به‌طور متناوب توسط بادبزن‌های انبساطی پرانتل-مایر (Prandtl-Meyer expansion fans) منبسط می‌شود و هر الماس با جفت شدن یک شوک مایل با یک بادبزن انبساطی تشکیل می‌شود.

هنگامی که جریان فشرده شده موازی با خط مرکزی می‌شود، یک موج شوک عمود بر جریان به نام موج شوک نرمال یا دیسک ماخ شکل می‌گیرد. این مکان اولین الماس شوک را تعیین می‌کند و فضای بین آن و نازل منطقه سکوت (zone of silence) نامیده می‌شود.