当前位置:首页 > 投稿 > 正文内容

1马赫速度到底有多快?相当于每小时多少公里?

福瑞号2023-02-01 14:56:09投稿118

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马赫速度到底有多快?相当于每小时多少公里?-图1

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马赫速度到底有多快?相当于每小时多少公里?-图2

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马赫速度到底有多快?相当于每小时多少公里?-图3

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,因此它们就无法在飞行器的前方大量堆积,也就不会对飞行器形成强大的阻力。

1马赫速度到底有多快?相当于每小时多少公里?-图4

所以对于人类的飞行器而言,想要进行超音速飞行,就必须要突破“音障”,而“音障”的出现就意味着飞行器的操纵性能和稳定性会突然变坏,因此飞行员就有必要及时地了解当前速度与音速的即时关系,这样就可以提前做好准备,进而大幅提高飞行的安全性。

由于不同的条件下的音速具有不同的数值,飞行员根据“每小时多少公里”是无法直观地掌握飞行器的当前速度与音速的即时关系的,所以那些速度较快的飞行器,通常都会配有一个专门显示马赫数的仪表,简单来讲,这种仪表能够根据当前区域的各种条件(如空气密度、压强、温度等等),计算出当前区域的音速,然后再将其当前的飞行速度进行对比,进而计算出马赫数。

1马赫速度到底有多快?相当于每小时多少公里?-图5

需要注意的是,“音障”只是“飞行速度常用马赫为单位”的原因之一,实际上,马赫数的使用还有一个重要的意义,那就是利用它能够准确地描述飞行器的空气动力学特性。

由于地球大气的空气密度、温度以及大气压会因为高度的不同而出现明显的变化,因此当飞行器在空气中高速飞行时,其当前状态的受力情况会随着所在区域的变化而出现较大的差异,并不能简单地根据“每小时多少公里”来进行计算。

1马赫速度到底有多快?相当于每小时多少公里?-图6

严格意义来讲,当飞行器在空气中飞行时,其马赫数就是它在空气中的飞行速度与当前区域空气中的音速的比值。

因为音速与空气密度、温度以及大气压等指标存在着确定的对应关系,所以飞行器的马赫数就可以当作衡量空气压缩程度的理想指标,通过马赫数就能够准确地描述飞行器在当前情况下的空气动力学特性。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。

(本文部分图片来自网络,如有侵权请与作者联系删除)

扫描二维码推送至手机访问。

版权声明:本文由福瑞号发布,如需转载请注明出处。

本文链接:https://www.furui.com.cn/56136.html

“1马赫速度到底有多快?相当于每小时多少公里?” 的相关文章

华为mate50系列是不是5g的(华为Mate)

华为mate50系列是不是5g的(华为Mate)

一:华为Mate 50不是5G手机 华为Mate 50搭载高通骁龙8+ 4G处理器,不支持5G基带,无法使用5G网络。 二:华为Mate 50网络制式及双卡使用说明 华为Mate 50仅支持联通4G+/4G/3G/2G,移动/电信 4G+/4G/2G网络制式。不支持移动3G和电信3G。 卡槽1、2...

恐怖宠物店漫画(日漫中的中国人有多厉害)

恐怖宠物店漫画(日漫中的中国人有多厉害)

说起动漫中的中国人,想必大家能说出很多, 但无一例外的是,日漫中的中国人都是非常牛逼的存在, 不管是做菜,还是打球—— 但你能想到,就算是养个宠物, 我们都是不走寻常路的,比如说下面这个—— 什么?竟然有人订老虎。在我们普通人为了吸个猫还要上网求萌照的时候,土豪已经去往了更高的境界, 猫哪够...

推荐几部h动漫(B站有史以来尺度最大的四部动漫)

推荐几部h动漫(B站有史以来尺度最大的四部动漫)

曾经B站年少轻狂,上架过许许多多的动画作品,其中就包含过哪些尺度很大的作品。毕竟B站除了官方引进的动漫之外,还有很多UP主也会自主上传一些作品,下面绅士君就来和各位说说“B站有史以来尺度最大”的五部动漫,现在有三部已经被下架,存货的也只不过是两部尔。《僧侣》 这部作品的全名就不说了,可以说这部作...

阳宅风水八卦图怎么画(易经中八卦图的正确画法)

阳宅风水八卦图怎么画(易经中八卦图的正确画法)

易经中八卦图的正确画法,看似简单却很容易出错 文|晓生 对于易经中的八卦图,很多人觉得简单,不就是一个先天八卦图,一个后天八卦图吗?说的没错,就是一个先天图一个后天图,可是这两张图的画法,很多人都搞错了。 对于两个图的八卦的置,大家一般都不会搞错。 先天八卦图又称伏羲八卦图,相传为伏羲所创,他的...

成都周边农家乐推荐(成都周边6个巴适的农家乐)

成都周边农家乐推荐(成都周边6个巴适的农家乐)

农家乐除了打麻将、吃饭,肯定也想挑一些更有意思一点的去玩,火棘哥在成都千万家农家乐里精选了几家,不仅环境优美,而且也非常好耍,绝对是你真正的放松身心好去处~ 1、安隅小院 安隅小院是成都三环附近一家超洋盘的农家乐,四个姑娘用心的杰作,玻璃房、小树屋、花草瓜果....每一处细节都...