“马赫”到底是啥意思?15马赫的速度飞一小时,能飞多少公里
“马赫”到底是啥意思?15马赫的速度飞一小时,能飞多少公里
从1947年贝尔X-1首次突破音障,到太阳神2号创造25马赫的飞行纪录,人类对速度的追求从未止步。本文将带你深入了解马赫数的前世今生,揭秘超音速飞行的奥秘。
一、马赫数是什么?
马赫数这一概念源自于奥地利物理学家恩斯特·马赫,他在飞行领域做出了重大贡献。马赫数是用来计量飞行速度的量词,其定义是一个飞机的速度除以当地的音速。飞机的速度是其前进距离除以飞行所用的时间,而音速则是空气中声音传播的速度。因此,马赫数是一个无量纲的数,用于比较飞行速度。
值得注意的是,马赫数并不是表示一个固定的速度值,它是一个相对的概念,用来表示飞机的飞行速度是当地声速的倍数。越大的马赫数,飞机的速度就越快。
马赫数的计算标准是在特定条件下:当飞行员处于地面海拔0千米、温度15摄氏度、大气压强1.0132*10^5千帕时,声速为1205千米/小时。在这种条件下,飞机的速度达到马赫1,也就是和音速相等。当飞机的速度高于音速时,就进入超音速阶段,这时的马赫数就大于1。而当飞机的速度高于5倍音速时,就叫作高超音速。
在飞行多年的发展里,关于马赫数的研究有很多,其中最重要的两个概念就是“马赫锥”和“马赫角”。马赫锥实际上是空气的一个激波,当飞机的速度超过音速时,就会产生这样的激波。马赫角则是飞机的一项重要性能指标,它是飞机的最大可靠速度。
二、超音速飞行的历史里程碑
超音速飞行对于世界来说,是一个重大的历史时刻。1947年10月14日,美国空军的贝尔X-1飞机首次飞越音障,创造了人类超音速飞行的历史纪录。此后的几十年中,随着科技的进步,超音速飞机层出不穷,马赫数也被不断刷新。
1988年,美国研制的太阳神2号飞机创造了人类史上最快的速度纪录,驾驶员开启了增稳火箭,体验了2万多公里/小时的速度,马赫数高达约25。
三、飞机的马赫数和速度
贝尔X-1飞机首次飞越音障的马赫数是1.06,按照标准的音速计算,这架飞机的速度大约是今天飞机最大速度的三分之一左右。这说明飞机的速度发展可谓日新月异。
当今世界,美国F-15战斗机的马赫数最高达2.5,是目前世界上速度最快的战斗机。它不仅能够飞得快,还能够做到超音速巡航,性能非常稳定。
美国自从发明了第一架超音速飞机贝尔X-1之后,又陆续研制出了许多马赫数更高的飞机,比如马赫数可以达到五六的轰炸机、能够达到十几的飞机、马赫数能达到25的太阳神2的,以及导弹等。
四、15马赫飞行多少公里?
对于马赫数15的飞机,意味着它的速度是15倍音速,即120515千米/小时。将这个速度乘以一小时,即可求出它的飞行距离:120515=18075千米。这便是15马赫飞机一小时飞行的距离。
五、超音速飞行在地下和水下的应用
超音速飞行技术对人类的影响不仅仅是在航空航天领域,而且在无数领域都有着重要作用,其中就包括地下和水下交通。在二十世纪,随着世界各国政治和经济发展的需要,人们逐渐发现,传统的地下和水下交通方式有着种种不足,为了提高交通的效率,许多国家开始研究如何利用超音速飞行技术发展地下和水下交通,探寻新的交通方式。
据研究指出,在地下和水下环境中,超音速飞行技术所带来的空气动力学原理也能发挥出应有的作用,因此,开发地下和水下超音速交通的前景非常广阔,他将为未来交通运输带来革命性的改变。