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一马赫速度有多快?换算成公里每小时是多少?

从某种意义上来说,马赫是表示物体运动速度的物理量,但它是一个相对数值。它是由物体的飞行速度除以声速得到的数值,因此说1马赫可以代表声速。但我们知道声速跟很多因素有关,例如在空气中标准大气压下温度15摄氏度的时候声音传播的速度就是340m/s,那也就是说一马赫在标准大气压下15摄氏度的时候是340m/s,如果换算成公里每小时那就是1224公里每小时。

在我们日常生活中的交通工具速度很少用到马赫来表示,它的应用主要是在航空航天以及军事领域,例如航天飞机的速度、战斗机的速度甚至是导弹的速度等等。

“马赫”的现实意义

我们可以知道马赫是由两个速度相除得来的,物体的飞行速度以及特定的音速,在这里音速是变化的,和很多条件都挂钩。其实这也很好理解,我们都知道在宇宙探索的时候,由于宇宙的空间尺度很大,长度单位米、公里等等来表示,前边的数值太大了,因此科学家就设定了新的概念用来表示距离,例如地球和太阳之间的平均距离是1.5亿公里,科学家就把这个日地距离表示成为一个天文单位。

但是这还不足以对整个宇宙的大小进行表示,因此就出现了光年,表示光飞行一年的距离,除此之外还有秒差距、千秒差距等等,它们都是距离单位,只有在宇宙学领域应用的较多,在日常生活中根本用不到。

其实马赫大概也是相同的意义,以声速为基本“单位”,物体的运动速度比较快的时候就用几马赫来表示,也就是几倍的声速,只不过这个时候要确定声音的速度是多少,标准状况下可以取值340m/s。但如果火箭已经远离地球表面,大气变的非常稀薄,温度以及压强等纷纷变化,那么声音的速度自然也就变化了。

但是通过马赫这个表示速度的方式,我们可以很好的理解一个物体的真实运动速度,例如超过1马赫就表示超音速飞行了,如果大于等于5马赫就意味着超高音速飞行,但是现在人类飞行器达到这个速度的很少,洲际导弹算其中之一。

“马赫”的由来

恩斯特・马赫实际上是奥地利一位科学家的名字,他一生涉猎广泛,他是著名的物理学家、科学哲学家、科学史家。他的影响力在很多学科领域都有体现,尤其是20世纪的物理学,恩斯特・马赫贡献很大,爱因斯坦都曾以学生自居,我们知道爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论,是划时代开创性的物理学家。

而普朗克年轻的时候也是恩斯特・马赫的狂热信奉者,要知道20世纪物理学的两大支柱相对论和量子力学就是从爱因斯坦以及普朗克开始的,而这两位科学家都以恩斯特・马赫的学生自居。当然后期意见不统一,普朗克和马赫之间曾有过数年的论战。

同样在爱因斯坦和马赫之间也是如此,爱因斯坦多次公开表示“马赫是广义相对论的先驱,他对牛顿水桶实验的理解和看法对我影响很大”,但是马赫却拒绝承认爱因斯坦的说道,他认为相对论变得越来越教条。

马赫的伟大之处在于他坚不可摧的怀疑态度以及永久的独立性,这在那个科学蓬勃发展的时期有这着至关重要的作用。马赫率先使用并且引入了这个单位,因此就以他的名字来命名。

马赫数的应用

这个速度单位并不是日常生活中能用到的,但是随着人类科技的发展,飞行器的速度也越来越快,尤其是在航空航天以及军事领域,马赫数至关重要。

它所表示的是速度和音速的比值,是一个不确定的数,因此应用马赫数的时候必须要强调飞行器的飞行高度以及大气的条件,这样可以清楚的知道那个环境下声音的速度,之后才可以确定出飞行器真正的飞行速度。

当飞行速度小于1马赫,尤其是在0.6-0.8马赫,一般把它称之为亚音速飞行,当飞行速度超过1马赫但是小于5马赫,把它称之为超音速飞行,当飞行速度超过5马赫就是超高音速飞行,目前飞行器超高音速飞行并不普遍。

说在最后

实际上马赫的应用至关重要,尤其是在一些高速飞行的战斗机上,要知道飞行器接近声速飞行会产生共振,在那一瞬间流经机翼和机身表面的气流变得非常紊乱,这会导致飞机的操控性难度上升,飞机也会发生剧烈的抖动。

如果我们用正常的速度单位m/s或者km/h来表示速度,那么驾驶员就不能准确地掌握音爆、音障的到来时机,无法提前准备。因为在不同的飞行高度以及飞行条件下,声速是变化的。

如果应用马赫数来表示飞行速度,那么无论声速怎么变化,我们只要知道飞行器速度接近1马赫的时候就要超音速飞行了,因此很多飞行器上都有“马赫”表。让我们准确掌握超音速那个时机。

文/科学黑洞,图片来源网络侵删。