1马赫能有多快？为什么飞行器要用马赫来描述速度？

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1马赫能有多快？为什么飞行器要用马赫来描述速度？

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http://www.360doc.com/content/24/0321/17/31918354_1117913106.shtml

在我们的日常生活中，我们习惯用千米每小时或者节来计算速度，这些单位都是基于距离和时间的比值。然而，在航空航天领域，有一种特殊的速度单位，它是基于声速的比值，它就是马赫（Mach）。马赫数可以用来表示飞机、火箭、导弹等飞行器的速度，它反映了物体相对于声波传播速度的快慢。那么，1马赫到底有多快？为什么飞行器要用马赫来描述速度？本文将为你揭开这些问题的答案。

1马赫相当于每小时1224公里

马赫数是以奥地利物理学家恩斯特·马赫的名字命名的，它是物体运动速度与介质中的声速的比值。声速是指声波在某种介质中传播的速度，它受到介质的密度和弹性等因素的影响。在标准大气压和15摄氏度的条件下，空气中的声速约为344米每秒，或者1236公里每小时。因此，1马赫就相当于这个速度，即每小时1224公里。这个速度已经远远超过了陆地上的任何交通工具的速度，甚至超过了地球的自转速度，也就是说，以1马赫的速度飞行，可以在一小时内绕地球赤道飞行近三分之一的圈。

当物体的速度达到或超过声速时，就称为超音速飞行，此时马赫数大于或等于1。超音速飞行的物体会产生一种特殊的现象，就是音爆。音爆是由于物体的高速运动使得空气无法及时分流，而在物体前方形成一个锥形的压缩波，这个压缩波会随着物体的运动而传播，当它到达人耳时，就会听到一声巨响，这就是音爆。音爆的声音非常响亮，可以达到140分贝以上，相当于一架喷气式飞机的噪音，对人类的听力和心理都有一定的危害。因此，超音速飞行一般只在高空或者偏远地区进行，以减少对人类和环境的影响。

随着科技的发展，人类创造了越来越快的飞行器，其中有些飞行器的速度已经超过了5马赫，甚至达到了10马赫以上，这种速度被称为高超音速。高超音速飞行的物体会产生更强的激波和更高的温度，对飞行器的设计和材料提出了更高的要求。高超音速飞行的优点是可以大大缩短飞行时间和提高飞行安全性，但缺点是需要消耗更多的能源和造成更大的环境污染。目前，高超音速飞行还处于实验阶段，尚未广泛应用于民用或军用领域。

飞行器用马赫描述速度是为了方便和准确

在我们的日常生活中，我们一般用千米每小时或者节来描述速度，这些单位都是基于距离和时间的比值，它们可以直观地反映出物体的运动状态。然而，在航空航天领域，这些单位就显得不够方便和准确了，因为飞行器的速度与空气的密度和声速有着密切的关系，而这些因素会随着高度和温度的变化而变化。因此，飞行器用马赫来描述速度，是为了更好地适应空气动力学的规律，更准确地反映出飞行器的性能和特性。

马赫数是与飞行器周围流场性质直接相关的一个重要参数，它可以影响飞行器的气动力、稳定性、控制性、热力学等方面。当飞行器的速度接近或超过声速时，空气的压缩和激波会产生剧烈的变化，导致飞行器受到的空气阻力和温度升高，同时也会影响飞行器的升力和控制力。因此，飞行器的设计和操作需要根据不同的马赫数来进行调整和优化，以保证飞行器的安全和效率。通过使用马赫数，飞行员和工程师可以更清楚地了解飞行器在不同速度下的飞行状态和飞行特点，从而做出合理的决策和改进。

马赫数也是制定飞行计划和飞行操作的重要参考指标，不同的飞行阶段和飞行任务对马赫数有不同的要求。例如，起飞和着陆阶段需要低速飞行，以保证飞行器的稳定性和安全性，此时马赫数一般小于0.3；巡航和高空飞行阶段则需要高速飞行，以提高飞行效率和飞行性能，此时马赫数一般在0.8到2之间；而一些特殊的飞行任务，如侦察、突防、拦截等，则需要更高的马赫数，以增加飞行器的机动性和隐蔽性，此时马赫数可以达到3以上。通过合理地选择马赫数，并结合飞行器的性能和任务需求，可以实现飞行安全和效率的最大化。