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马赫是什么意思?1马赫速度到底有多快?相当于每小时多少公里?

作者:新鲜旅行事呀发布时间:2024-08-20

大家都知道,飞机的速度可以用“马赫”来表示,但是具体“1马赫”又代表什么呢?

飞机飞到高空中后,速度的表现方式就会变得非常特殊,这样是不是就有人研究出了新的速度单位呢?

一、马赫是什么?

我们知道音速是一种能量,是声音在空气中传播的速度,但是它按照物理学的定义可以说是一种运动的速度,所以它就继承了速度可以被计算出来的特性。

但是宇航飞行器和飞机的速度可以远远超过音速,我们知道音速是342m/s,也就是1235.4千米/小时,而很多现代飞机的速度最起码要达到音速的两倍以上。

这样,如果要用音速来表示飞机的速度,那么就需要把音速的342m/s作为基准,听起来是一件非常麻烦的事情。

所以为了让大家不要记速度这件事就变成了非常复杂的事情,科学家们就设计出了让物体在飞行速度达到多少的时候,它的速度将被称之为“几马”——而这里的“几马”就是飞行器的速度除以音速得到的结果。

也就是说,马赫数值为多少就是飞行器的气动参数表现是音速的多少倍,而1马赫就等于音速的342m/s。

而且也正是因为有了这个“马赫数”这个指标,航空学家们才能够真正的开始研究飞行器在超音速状态下的性能,这有力的推动了飞机性能的进步。

因为飞行器的速度不断提升之后,飞机的设计和材料也必须随之不断的进行革新,所以这个问题也并不是简单地超过音速之后就不用想了。

反而正是超越这一挑战的时候,各个飞机工程师们才能够更好的应用自己的技能,为飞机性能的进步贡献力量。

而任何事物都有它可以直接量化的指标,我们都知道,但是能够这样直接量化就已经非常了不得了了,人类能够这样的掌握宇宙万物,是非常少有的。

所以马赫这一指数能够刻画飞行在超音速之后所能够在空气中感受到的各种力学特性,这是非常不得不感慨的。

二、美国首破音障。

有了马赫,飞行速度的探索工作才正式开始,同时,人们也能够更好的将飞机的数据表现为速度的倍数,便于查看和对比。

自然,作为飞机性能的重要指标之一,人们最重视的就是能否从飞行的速度中首先突破音速,冲出“音障”,这对飞行器的操作性非常重要。

因为飞机是由气流向后推动的,所以当飞机的速度达到了音速之后,飞机前方就会有高密度的气流发生阻碍,形成一个瞬间的“气墙”,飞在前面的飞机就会撞上这个气墙。

这样的话,飞机的外形就会突然变化,飞行器的气动性能也会瞬间跟着变化,这就导致了飞行器的稳定性遇到了前所未有的挑战。

同时,驾驶飞行器的飞行员也要承受强烈的振动,无法保证操纵飞机的体位,对于选择时机和飞行路径的灵活性大大降低了。

所以首先必须将速度保持在音速以下,这就是为什么一架新飞机首飞的时候,飞得最慢;同时也是为什么一架战机或者民用飞机里面无论做什么实验都会先从低速开始。

而美国国内的航空制造商也是非常重视提前探索飞行器在超音速的状态下的空气动力学性能的,所以当战争要求超音速战机的时候,美国就已经在此方面进行了大量工作。

1947年10月14日,美军少校基特·耶格首次冲破音障,在4号柯蒂斯-瓦特X-1实验机上驾驶飞机仅用6分钟时间,飞行27000英尺,速度一度达到了981km/h,创下了飞行速度的新纪录。

三、马赫代表的是什么?

当然,飞行速度并不是死的,不是说比音速快了就没有后续了,人们也一直在探索可以超越音速的飞机。

事实上,超过音速的状态称之为“超音速”,那么超过超音速的飞行状态就叫“高超音速”,它的加速度不同于超音速。

超音速只是相对于音速来说的速度范围,而超音速飞行器的加速度本质上是在不断加速的,只是飞机的效率逐渐降低,而不是飞机加速度的表现。

而飞行器的速度越高,对空气的摩擦就越大,飞机身上吸收的热量也就越多,所以高超音速是非常困难的。

高超音速的最大意义就是可以更快的实现对战场的转移,各种情况的响应速度更快,而且,要知道,很多东西都是需要一定时间才能够走完的。

例如人类前往月球、人类前往火星,当然还有地球上各地之间在空中的旅行,这些都是非常漫长的距离,速度的提升可以直接决定这一系列事情的时间问题。

这也就意味着,超越音速是非常有意义的,并且人们一直是围绕着这一指标进行研究的,科技的发展可以带来更多的可能,所以可以预见,未来也许我们就会坐在这里想象,什么样的飞行速度能够满足我们的需要呢?

结语

事实上,速度不仅是一个人的风向的快慢,我们还可以探讨更多的问题,例如驾驶这些飞行器的飞行员是如何进行驾驶的,这一点就涉及到飞行员的训练问题,但是现在,这些飞行员都是由人工智能执掌的,他们所感受到的速度又是一种怎样的感觉呢?

所以科技的发展不仅仅是技术发展的问题,它可以催生出许多其他的问题,这都是科学家们将要为之付出苦努力的地方。


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