导语
当我们在看科技动画片的时候,总会出现一些飞行器在太空中进行飞行。
而在飞行的时候呢,还会出现一些小型飞行器能够在太空中达到1马赫的速度,要知道此时的速度有多快,那在地面上具体能飞多少公里呢?
并不是只有1马赫的速度值,还有像2马赫、3马赫等等,那么这种状况下飞行器使用马赫来描述这种速度是为了进行什么呢?
这和我们地球上普通飞机的速度有何不同?
在太空中1马赫速度又有多快呢?
马赫的定义。
马赫是用来表示的相对速度,可以理解为物体相对于声速的速度,所以这个速度并不能直接量化,而是一个比值的形式。
马赫的定义就是物体的速度除以空气的声速,这样所得的这个数值就被称为这个物体的马赫数,用M来表示。
那么什么是空气的声速呢?
在地球上,物体在空气中行走,那么我们在物体前进的过程中,所产生的机械波会引起空气分子的变化,这些分子之间会相互碰撞产生压缩,使得这些分子之间的距离减小,空气的密度增大。
同时,这种压缩效应会使得分子之间的速度增大,所以当物体在空间中前行的时候,就会产生这样的效应,所以我们在物体前进的时候会听到物体的声音。
声速就是指空气中机械波传播所需要的最小时间,通过大量的实验,科学家所得到的空气声速是在室温20℃的时候,且大气压是101325帕,那么此时空气声速就是343.6米/秒。
那么什么叫马赫,马赫其实是奥地利的物理学家,根据声音在空气中的速度和一切大气因素,计算出来的速度。
可以用Mach来表示,所以马赫的定义就是速度和声速之间的比值,可以用下面的公式进行表示:
M = V/343.6。
其中M表示马赫数,V表示的就是物体的速度,343.6则是地球上的声速,那么通过这个公式可以计算出飞行器在太空中假如是1马赫速度的话,相对于地面上就能飞多少公里。
太空中1马赫有多快。
按照我们常见的客机在飞行的时候,飞行速度一般在800千米每小时左右,根据这个公式可以计算出1马赫大约是343.6米/秒,原则上1马赫就是地球上声音的速度。
而火箭上驶向太空,其速度一般会从几千米到几万米每秒,因此地球上的火箭有时可以称之为短途导弹。
M28A5比较典型的一枚常规巡航导弹,飞行速度为马赫28,那么这种情况下计算出来,1马赫就能飞8330米。
但是在太空中,就没有大气层的存在,所以空气传播的机械波,也就没有了相应的介质,自然也就不会有声速,那么相对于太空中1马赫速度就是每秒1000米。
那么1马赫的速度在太空中就是1000米,那么1马赫在太空中就是多少公里呢?
1千米等于1000米,所以1马赫在太空中可以飞1000千米即1000公里,那么我们要是用飞机来进行计算,那么1马赫在太空中的飞行速度是多少?
1马赫=1225千米每小时。
马赫数和音速之间的关系。
飞机的速度越快,所对应的马赫数就越大,地面上我们用千米每小时,在飞机上升空飞行的时候,为了方便描述事物的速度,所以越来越多的采用马赫,毕竟马赫是一种无量纲的描述速度的方式。
这样可以更好的反映飞行速度的快慢,在进入下一个阶段后,所需要的飞行速度也会越来越大,这也是为什么飞行器上的速度用马赫来进行描述。
因为飞机的速度越来越快,可以做到1.5马赫的飞行速度。
而当我们的飞机飞到很高的高度时,飞机上的马赫数就能做到4或者5马赫,所以我们在看到影视作品时,总会出现导弹进行拦截,拦截导弹,当我们看到导弹被拦截的时候,总会有一些让飞机向导弹飞去。
由于导弹的发射速度一般在马赫数的范围内,所以飞机进行拦截导弹的时候,可以根据导弹的飞行速度和跑道上飞机的速度进行比较。
有相当大的机会进行拦截,但是如果是反舰导弹,其速度往往在3马赫左右,也就是在飞机的速度上升空飞行过程中,我们的马赫数不断上升,那么如今的战斗机,其最大飞行速度也可以做到2马赫左右。
但是在其它高空飞行器上,如无人机,其飞行速度最大也有1.9马赫,其实无人机的飞行速度也不低,只不过是因为飞机中存在人员,马赫数相对要小一些,但是两者的最大速度上是有一定差距的。
结语
所以我们现在已经可以通过马赫数很好地计算出飞机的最大速度。
就因为马赫数的无量纲特性,才能更好的进行计算,对飞机的速度进行描述,从而更好的适应现在人类更大的飞行需求。
用户评论
哇,我一直都知道飞机的速度很快,但是这个马赫的概念我真不太了解!原来不是直接用公里/时来算的啊,感觉好像很高深的学问的样子。
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马赫确实很有意思,听起来像科幻片的名字一样!一马赫就是声速,飞机跑这么快,真的超级让人惊叹!
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我一直觉得公里/时比较直观,换个单位看好像感觉更加神秘,这种说法确实更适合描述高速飞行吧。以前没想这么多,真是涨姿势了!
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马赫这个概念的应用真的很特别啊,原来航空器速度是以声速为参照标准的?现在想想这个解释很合理。
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一马赫等于每小时1200多公里,确实超高速啊!我以前就觉得飞机的速度很快了,用馬赫来描述真是太直观了,感觉速度更加震撼人心的!
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飞机跑这么快,是不是很危险?看来需要一些特殊的技术和设备才能保证安全飞行。それにしても马赫的概念还是很有深度的!
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文章写的不错,解释得也很简单易懂,我以前对这种专业术语不太了解,现在终于清楚了!
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其实飞机除了速度的问题,安全性也是一个非常重要的因素。速度太快的话,一旦发生意外后果将会更加严重。
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我觉得这个马赫的速度单位更适合描述高空飞行器,因为地球上没有地方可以达到这么高的速度!
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文章的标题写的很有吸引力,让我忍不住点击进来看一看。内容也介绍得很全面,涵盖了馬赫的概念、计算方法以及应用场景,非常实用。
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我觉得用公里/小时来描述飞机的速度更直观易懂,而马赫这个单位听起来有点抽象,而且不容易让人记住。
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一马赫等于每小时1200多公里,这个速度听起来确实令人难以置信!难怪航空公司会在安全指示中强调乘客请不要尝试在飞机上超速飞行。
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文章内容很有深度,让我对马赫的速度单位有了更深入的了解,同时也更加理解了飞机飞行中的各种限制因素。
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飞机速度这么快,会不会对大气层造成影响?
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马赫这个概念真是太酷了!想象一下穿梭于云端之间,速度竟能突破音速!真是令人心驰神往啊!
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我以前觉得一两个小时就能抵达目的地就非常快了,现在看来飞机的速度确实是超乎想象的!
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文章写的挺详细,但我觉得一些图示或动画会更有说服力,这样更容易让人理解马赫的概念。
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希望以后有机会坐上真的超音速飞机,体验一下这种速度带来的震撼感受!现在想想就兴奋不已了。
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