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111

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:http://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

520的由来(520节日的由来、历史上的浪漫爱情故事)

520的由来(520节日的由来、历史上的浪漫爱情故事)

今天是5月20号 一天都被朋友圈刷爆,小编就给大家讲讲520的由来,以及历史上为了爱情舍弃一切的爱情故事。520的由来:520其实并不是传统的情人节。中国情人节是7月7日,国外情人节是2月14日。甚至可以说520不是假期,那为什么现在叫520呢?情人节怎么过? 首先,520最早是因为范晓萱的一首歌...

四川2015年高考录取分数线(泸州考生赶紧收藏丨汇总帖)

四川2015年高考录取分数线(泸州考生赶紧收藏丨汇总帖)

四川省2020年普通高校招生考试 各类别录取控制分数线已出炉 01 今年,藏彝文一类模式高考录取(本科)控制分数线为: 藏文专业文科300分,理科313分; 彝文专业文科325分,理科315分。 02 在对口招生类中,职教师资班(本科)对口招生录取控制分数线划定如下: 农林牧渔类578分; 土木水...

101忠狗电影(《101忠狗》衍生真人电影《库伊拉》发布首张海报)

101忠狗电影(《101忠狗》衍生真人电影《库伊拉》发布首张海报)

小伙伴们都看过经典动画《101忠狗》吗?它的真人电影就要来了哦,会不会是你喜欢的类型呢? 《101忠狗》衍生真人电影《库伊拉》发布了首张海报!石头姐艾玛·斯通你有没有认出来呢? 图片来源于网络 经典动画《101忠狗》大反派库伊拉的单人电影,石头姐艾玛·斯通饰演的是年轻版库伊拉,艾玛·汤普森、保...

vikki胶原蛋白(皮肤松弛下垂)

vikki胶原蛋白(皮肤松弛下垂)

这篇是口服胶原蛋白的测评(很多皇后都在后台问,宠粉的娘娘当然要满足大家的需求!) 很多皇后都在问我胶原蛋白到底选哪家? 其实不仅应该看含量,还要看它到底是大分子的胶原蛋白,还是小分子的胶原蛋白肽 吃猪蹄补充胶原蛋白最大的问题是,这种食补类的来源,首先讲究烹饪方式。 比如炖猪蹄,那么就至少要炖成胶...

ccc认证是什么(CCC认证是什么)

ccc认证是什么(CCC认证是什么)

钜特检测 一、CCC认证简介 CCC认证即3C认证 。3C认证的全称为“强制性产品认证制度”,它是各国政府为保护消费者人身安全和国家安全、加强产品质量管理、依照法律法规实施的一种产品合格评定制度。所谓3C认证,就是中国强制性产品认证制度,英文名称China Compulsor...

花中君子是什么花(花中君子指的是什么)

花中君子是什么花(花中君子指的是什么)

兰花是有价值的观赏植物。根据不完全统计,世界范围内有七百多个属,二万多种,每年都发现并培育了不少新品种。根据生态习性,兰花分为三种类型,分别是气生兰、腐生兰。因为地生兰的许多品种原产于中国,所以地生兰也被称为中国兰,并列在中国十大名花之首。中国兰花主要以春兰、蕙兰、建兰、寒兰、墨兰等五类为主,园艺品...