「马赫」到底是什么意思?战机以5马赫速度,1小时可飞行多少公里
你了解不同马赫数的声音特点吗?
这动听的音律让人感到十分愉悦,然而那惊人的速度却令人毛骨悚然。
马赫速度究竟有多惊人呢?
1马赫的战斗机掠过时,地面上只能瞥见它瞬间划过的影像。
在1马赫至5马赫的范围内,称之为超音速。
上世纪60年代的SR71侦察机,最高速度可达3.2马赫,那时它是全球最快的有人驾驶超音速飞机。
那架飞机从我们头顶快速飞过,几乎只听到一声轰鸣,连它的影子都无法看见。它已经消失在远方!
超高音速是指速度超过5马赫的飞行状态,俄罗斯的米格41战机则达到了这个惊人的速度,成为全球唯一一架超高音速战斗机。
因为速度过于迅猛,当飞行器达到极限速度时,周围的空气会迅速聚集形成云彩,展现出迷人的音爆云。
在特定条件下,战机的尾部会留下阵阵音爆云,场面十分壮观。
在这一点上,可能会有人疑惑,马赫究竟代表什么?它仅仅是一个基本的速度单位吗?
其实从严格意义上讲,马赫并非一种速度单位,而是一种比率。
在特定条件下,光速是已知的最快速度。在真空中,光速大约为299,792,458米每秒,这意味着它在一秒钟内能绕地球两圈。
在其他情况下,光速依然是一个令人惊讶的速度,但当时马赫是为了研究飞机的飞行速度而提出这一概念,因此科学家们更倾向于使用音速作为标准。
在标准大气压下,声速为341米每秒,相当于1224公里每小时。这个速度十分惊人,以至于肉眼根本无法察觉。
马赫用来表示一个物体的运动速度与其所处介质中声速之间的比例,即物体速度与音速的比率。
19世纪末,奥地利的物理学家弗里德鲁希·马赫首次提出了马赫的定义。
他认为,物体在介质中运动的速度越快,就会越来越接近该介质中的音速。当速度恰好等于音速时,速度与音速的比值为1,他将这种状态称作1马赫。
换句话说,马赫数是速度与音速的比例。当这个值小于1时,表示速度尚未达到音速,此时被称为亚音速。
当这个比值为1时,表明当时的速度达到了音速,这也被称为一倍音速。可想而知,此时的速度是多么迅猛。
在1马赫与5马赫之间的速度被称为超音速,此时的速度已经是音速的几倍,快到让人难以想象。
当速度超过5马赫时,便被称为超高音速,此时的速度能够达到音速的十倍甚至更多,可以说是相当惊人的速度。
根据马赫的定义,我们可以清楚地识别当前速度处于哪个阶段,即是低于音速、等于音速还是高于音速。
马赫数越高,意味着速度越快。不同的马赫区间会展现出截然不同的场景。
如果你仍然无法体会到这速度的惊人之处,那么接下来请跟着小编一同感受从1马赫到30马赫的速度之旅吧。
可以观察到,当速度达到1马赫时,你会感觉周围的物体迅速向后退去。而当速度提升至10马赫时,每秒钟能前进3400米,几秒间便可横跨一座大城市。
当速度达到20马赫时,已经快得让人难以置信,周围的景象几乎变得不可辨认;而到了30马赫,视野完全模糊,只能感受到身体在极速前进。
如果真有这样速度的飞船,坐在里面的人恐怕会吓得不轻。
因此,目前速度最快的战斗机只能达到5马赫,其每小时飞行距离可达6000公里!未来可能会出现更快的飞机,但要实现30马赫的速度几乎是不现实的。
马赫直观地显示了速度与音速之间的关系,使人们更能切身体验速度的快慢,因此现今在飞机和科学研究中,马赫这一概念被广泛使用。
当飞行器的速度超过1马赫时,意味着它已经突破了音速,这种状态我们称为超音速飞行。通常所说的超音速飞机,其速度都是在1马赫以上。
我们常提到的超音速客机,实际上是指其速度已经超过了1马赫。
然而,在实际应用中,常会出现许多特殊情况,因此马赫并不能作为飞机飞行速度的唯一衡量单位。
当飞机的设计速度设定为1马赫时,它可能无法持续保持这一速度,因为现实中存在着阻力。
当飞机的飞行速度超过音速时,空气流动会发生改变,从而产生类似于船只在水面上激起水花的现象,这种现象在航空领域被称为音障。
可以理解为,当飞机的速度过于迅猛时,会产生显著的阻力,这不仅会影响其飞行速度,还可能对飞机造成损害。机体有可能因无法承受如此重量而被撕裂。
为了保持恒定的飞行速度,飞机必须不断加速以克服阻力。因此,即便飞机的飞行速度达到1马赫,也仍需持续提速,否则其速度只会因阻力而逐渐减缓。
瑞典的科学家曾通过人为手段,设计出一架微型飞机成功突破音障。然而,这项研究投入了大量时间和精力,却难以在实际生活中得到实现。因此,在测量飞机飞行速度时,音障是一个必须考虑的重要因素。
总的来说,目前全球的飞行环境中,大部分顶级战斗机的速度范围在1马赫到5马赫之间,最快也不会超过5马赫。
虽然5马赫听起来不算高,但实际上它的速度非常惊人,每秒钟可以行进1700米,相当于瞬间爬升至650层楼的高度,这样的速率让人难以置信。这种加速度产生的重力g,对于一般人来说是无法承受的!
能够达到5马赫的战斗机,实在是非常惊人。只有身处这样的飞行器上,你才能真正体会到什么叫做超高速。