我們經(jīng)常可以看到這樣一個(gè)物理單位：“馬赫” ， 一般用來形容航天飛機(jī)的速度 ， 比如說某個(gè)戰(zhàn)斗機(jī)的最高速度達(dá)到了多少多少馬赫 ， 那么馬赫到底是什么呢？一個(gè)時(shí)速10馬赫的飛行器 ， 一個(gè)小時(shí)能飛出多少米？
首先 ， 馬赫是一個(gè)物理學(xué)單位 ， 它的含義是“馬赫數(shù)是速度與音速的比值” ， 馬赫數(shù)1指的就是一倍音速 ， 不過音速本身并不是固定的 ， 聲音的傳遞需要介質(zhì) ， 介質(zhì)本身也會(huì)存在不同的性質(zhì)和狀態(tài) ， 不同的大氣壓和溫度都會(huì)對(duì)音速造成一定的影響 。
溫度越高 ， 音速就越快 ， 這是因?yàn)榉肿舆\(yùn)動(dòng)的快慢和溫度有關(guān) ， 空氣的溫度越高代表空氣的氣體分子運(yùn)動(dòng)的速度越快 ， 傳遞震動(dòng)的速度就越快 ， 聲音上一種波 ， 人類可以識(shí)別的聲音頻率在20 Hz~20000 Hz之間 ， 物體的振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生聲音 ， 音速指的就是在不同介質(zhì)中的傳播速度 。
既然馬赫數(shù)1指的就是一倍音速 ， 是不是馬赫就等于音速呢？
在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和15℃的情況下 ， 音速大約是340m/s ， 1馬赫指的是飛行器在運(yùn)動(dòng)時(shí)速度與音速比值是1 ， 雖然1馬赫和音速一致 ， 并不是馬赫就等于音速了 ， 馬赫指的是該物體的運(yùn)動(dòng)速度 ， 馬赫數(shù)2可以被視為680m/s ， 這就超過了的音速 ， 在同一介質(zhì)中聲音的傳遞速度是固定的 ， 但是物體的運(yùn)動(dòng)速度是不固定的 ， 因此馬赫并不等于音速 。
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馬赫的命名是為了紀(jì)念物理學(xué)家恩斯特·馬赫 ， 他一生都專注于實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的研究 ， 為人類物理學(xué)的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn) ， 不只是馬赫數(shù) ， 在空氣動(dòng)力學(xué)中還有馬赫效應(yīng)、馬赫波、馬赫角等等 ， 由此可見馬赫對(duì)人類力學(xué)的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn) 。
馬赫數(shù)和音速有直接的關(guān)系 ， 而音速在不同狀態(tài)下速度會(huì)發(fā)生變化 ， 所以馬赫數(shù)和音速都不是固定值 ， 每一馬赫的速度都不一樣 ， 這也就代表我們?cè)谑褂民R赫作為速度單位的時(shí)候 ， 還必須給出飛行高度和大氣條件 ， 有了這些數(shù)值后 ， 我們才能判斷馬赫的具體數(shù)值 。
我們說一個(gè)飛行器的速度達(dá)到了馬赫數(shù)2 ， 指的就是這個(gè)飛行器達(dá)到了當(dāng)?shù)匾羲俚?倍 ， 在運(yùn)動(dòng)時(shí)馬赫數(shù)也會(huì)變化 ， 只不過這些微弱的變化都被我們忽略掉了 ， 我們就用標(biāo)準(zhǔn)的音速來計(jì)算一下 ， 時(shí)速10馬赫的飛行器 ， 一個(gè)小時(shí)能飛出多少米 。10馬赫的飛行器每秒運(yùn)動(dòng)3400/秒 ， 換算一下10馬赫=12250.8千米/時(shí) ， 也就是說一個(gè)速度10馬赫的飛行器 ， 在一個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)能飛出12250.8千米！
在高空中會(huì)更容易達(dá)到比較高的馬赫數(shù) ， 這是因?yàn)楦呖窄h(huán)境中空氣稀薄 ， 且只有水平方向氣流 ， 基本沒有天氣的變化 ， 能見度也比較高 ， 可以給飛行器足夠的加速條件 ， 影響飛行器運(yùn)動(dòng)的因素也會(huì)變少 ， 畢竟超音速飛行時(shí)出現(xiàn)任何意外都會(huì)趙成十分嚴(yán)重的下場 。指的注意的是 ， 在超音速飛行的情況下后方會(huì)產(chǎn)生超高溫氣流 ， 這就對(duì)飛行器的材料有比較嚴(yán)格的要求 。
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