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  1. 一马赫速度有多快?换算成千米每小时是多少?

马赫速度有多快?换算成千米每小时是多少

在表述物体的运动速度时,除了常用的千米/小时、米/秒、千米/秒等之外,在国际上有的场景下还会用到马赫这个物理量,特别是在表述飞机、战斗机、导弹的飞行速度时,这个词的出镜率更高。那么,一马赫的速度到底有多快呢?

其实,马赫量纲的命名,是根据创造这个名词的科学家来定义的。马赫的全名叫恩斯特·马赫,奥地利物理学家兼哲学家,一生共发表百余篇物理学领域的科学论文,其中在声学、力学和光学方面更为突出。

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(图片来源网络,侵删)

他在研究物体在空气进行高速运动时,发现了激波,也就是在物体运动速度超过音速时形成的压缩波,并拍下了关于激波的清晰照片。随后,他在研究报告中,提出了物体运动超过音速时,压缩波会以物体的前端顶点为界产生一个圆锥形的包络体,包络体的斜边与物体运动之间的夹角正弦值,与音速和物体运动速度的比值相一致。

后来,物体的运动速度与音速的比值,被物理界定义为“马赫”,以此来纪念他在空气动力学方面的突出贡献。像马赫效应、马赫波、马赫角等以“马赫”为基础命名的物理现象或者指标,都与马赫本人的贡献有关,在以后的空气动力学研究和实践方面都得到了广泛应用。

刚才提到了,马赫这个单位,代表的是物体的运动速度与音速的比值,而我们知道在常温常压下,声波在空气中的传播速度为340米/秒,那么1马赫代表的速度也就是这个数值。

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但是,和其它类型的波一样,声波的传播也需要媒介,在不同的介质下其传播速度是不一样的,比如在水中的传播速度就比空气中的高出将近4倍,而在金属中的传播速度会更快。即使是在空气中,不同的温度压力之下,空气的密度也会不同,那么声波的传播速度也会发生变化,当温度提高、压力变大时,声波传播速度就会越快,而在高海拔地区,声音的传播则相对较慢。

简单来说,马赫表示飞行器的速度与音速的比值,所以1马赫相当于声音在空气中的传播速度,取值为340.29米/秒。

不过,声音在空气中的传播速度不一定是精确的1马赫,因为音速与大气压力和温度有关。在1个标准大气压和15摄氏度的情况下,声音在空气中的传播速度才是大约340米/秒。而在1个标准大气压和0摄氏度的情况下,音速只有331米/秒。如果是在1个标准大气压和25摄氏度的情况下,音速则为346米/秒。

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一般情况下,低于1马赫的飞行速度称为亚音速,介于1马赫至5马赫的速度称为超音速,高于5马赫的速度称为超高音速。此外,当飞行器(比如战斗机、火箭)的飞行速度超过音速时,将会出现音爆现象,发出十分巨大的响声,并且可能会在飞行器周围形成锥状音爆云,这是飞行器在突破音障时所会出现的特殊现象。

马赫是表示速度的量词。1马赫即一倍音速,约合每秒340米,每分钟20千米,每小时1200千米。比我们常见的汽车、高铁速度都快得多,所以一般用于表示飞机、导弹、火箭的速度。

首先说明一下,音波可以在固体、液体或是气体介质中传播,介质密度愈大,音速愈快,所以马赫的大小不是固定的,海平面约为 1193 千米/小时;一万米高空的音速约为 1062 千米/小时。

飞行速度超过马赫一的飞机就是超音速飞机。民用超音速客机的代表是英法联合研制的协和超音速飞机以及苏联的图-144,美国即将服役的Boom客机。

Boom是史上最快的超音速客机!不仅外观酷炫,其设计速度是普通客机的2.6倍,达2335公里/小时。使用了通用电气生产发动机,霍尼韦尔生产的航电设备,腾卡特生产的碳纤维外壳和蓝力制造的复合材料骨架。
高超声速技术在未来的军事、政治和经济中将发挥重要的战略作用。近年来,世界航空航天大国纷纷以高超声速天地往返系统、高超声速导弹和高超声速飞机为目标,开展了一系列的研究,形成了热潮,成为各国抢占空中和空间战略优势的利器。当前最快的高超音速无人飞机是美国的X-43A,飞行速度可达到每小时8000公里,约为7马赫,未来目标是达到10马赫。

美国航天飞机的最高时速可达2.8万公里,有24马赫。

速度单位是千米每小时,什么每千米每小时?

一马赫指的是一倍音速,音速大约是340m/s,1m/s=3.6km/h,所以一倍音速=340m/s=340*3.6km/h=1224km/h。

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