马赫,这个名字听起来像是个人名,但实际上它是一个速度单位,通常用来描述飞行器的速度,包括飞机、火箭等空中飞行器的速度。
它的命名是为了纪念奥地利的一位学者马赫,就像我们用牛顿来衡量力的大小一样。那么,马赫究竟意味着什么?1马赫速度相当于多少公里每小时?它究竟有多快?
马赫速度的含义:
马赫速度并不是一个固定的数值,而是速度与音速的比值,因此在不同的情况下,马赫速度的值是不一样的,会随着条件的变化而变化。
音速即声音传播的速度,而声音的传播速度会受到温度、压强等因素的影响,因此在不同的条件下音速也会不同。比如说,在高温时音速会比低温时更快,在空气密度大的情况下音速也会增加。因此,马赫速度是一个不固定的值。
想要知道1马赫速度有多快,并不能简单地将其转换为时速来理解,因为这样会显得过于粗略,应该结合具体的条件来理解。
在标准大气压、15℃的温度下,音速约为344m/s,这被定义为标准音速。在这种情况下,1马赫速度相当于时速1224公里,代表了1倍音速。
马赫速度小于1时称为亚音速,当马赫速度大于5时就达到了超高音速的状态。对于很多人来说,也许会好奇为什么不直接使用时速来描述速度,而要使用马赫。下面我们来看看其中的原因。
为什么使用马赫速度?
当飞行器在空中飞行时,会造成空气在其前方被压缩的现象。如果飞行速度较慢,那么前方空气会被挤压、复原、再被弹开,这个过程需要一定的时间。
然而,如果飞行器的速度接近音速,那么空气被挤压后可能就无法迅速复原、被弹开,导致越来越多的压缩空气被堆积在飞行器前方,形成一个激波面,增加了飞行器前行时所受到的阻力,这就是所谓的音障。
当然,如果飞行器的速度超过了音速,虽然空气依然被压缩,但此时压缩的空气比飞行器的速度慢,因此不会形成大量的空气堆积,也就不会形成相应的阻力。
因此,要想避免音障的影响,超音速飞行器就显得十分重要了。
为什么要避免音障呢?因为它会影响飞机的操纵性和稳定性,增加了不安全因素,飞行员需要时刻了解飞行速度和音速的关系,以便提前做好防范准备。
当飞机遭遇严重的音障时,可能导致机身发生严重的抖动甚至失控,甚至可能发生解体,这时马赫速度的值就显得尤为重要。