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1马赫等于多少公里每秒 飞行速度常用马赫为单位

作者:李莹莹 更新:2024-03-12 15:26:28 来源:领啦网
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1马赫等于多少公里每秒

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1马赫相当于每小时多少公里?为什么飞行速度常用马赫为单位?

在描述飞行速度的时候,人们经常会使用马赫(Mach number)为单位,这个马赫是什么意思呢?简单来讲,马赫其实就是速度与音速的比值。

1马赫等于多少公里每秒

由于音速不是固定值,不同的条件下(如介质、温度、压强等等)的音速具有不同的数值。

因此如果要问1马赫速度到底有多快,我们并不能直接说1马赫相当于每小时多少公里,而应该在此之前加上确定的条件。

例如在地球大气层中,当气压为一个标准大气压、温度为15摄氏度的时候,空气中的音速约为每秒钟340米,在这种条件的空气中的飞行速度,1马赫就相当于每小时大约1224公里。

可以看到,用马赫来描述飞行速度并不直观,所以问题来了,既然如此,那为什么飞行速度常用马赫为单位呢?直接用每小时多少公里不是更方便吗?下面我们就来讲一下。

当一个物体在空气中飞行的时候,位于它前方的空气就会受到挤压,如果这个物体速度相对较慢,那么位于它前方的那团空气就会经历“压缩”、“复原”然后再“弹开”这样一个过程。

1马赫等于多少公里每秒

由于上述过程需要一定的时间,因此当一个物体在空气中的飞行速度达到一个特定值的时候,位于它前方的那团空气在被“压缩”之后就刚好无法“复原”、也无法“弹开”。

于是这团被“压缩”的空气就会一直停留在物体前方,而随着物体的持续飞行,更前方的空气也会经历同样的过程,进而造成越来越多的“压缩空气”堆积在物体前方。

那么问题来了,这个“特定值”到底是多少呢?答案就是音速。

从本质上讲,声音其实就是由物体振动产生的一种波,在空气中的声波其实是一种“纵波”。

1马赫等于多少公里每秒

上图显示了声波在空气中的传播方式,可以看到,声波其实就是通过空气分子的“压缩”和“复原”来传播的。

换句话来讲就是,空气的“压缩”和“复原”的速度,其实就是声音在空气中的传播速度,也就是音速。

也就是说,当一个物体以音速在空气中飞行时,其前方就会迅速堆积起大量的“压缩空气”,在这种情况下,物体遇到的空气阻力就会骤然升高,这种现象其实就是我们常听到的“音障”。

另一方面来讲,当飞行器在空气中的飞行速度超过音速时,尽管其前方的空气也会被“压缩”,然而在这种情况下,这些“压缩空气”的速度比飞行器的飞行速度慢。

因此它们就无法在物体前方大量堆积,也就不会对物体形成强大的阻力。