一马赫是多少(一马赫每秒是多少米)

在远古时期,人类基本上依靠着双腿走路,如果距离较远,可能还要走上好几个月甚至一年的时间。

为了加快行走的速度,同时解放双脚,毕竟长时间的行走会使得人产生疲惫,双脚也会因此而受到磨损,因此,坐骑应运而生,人类开始驯服马、牛等能够在驱使下进行远途路程的动物。
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在后来,人们甚至发明了马车、牛车等同样需要靠着坐骑的工具,然而动物也是需要休息的,同时也要进行吃饭和饮水,速度也有限,如果需要前往遥远的地方,往往也需要花上十天半个月的时间。
到了近现代,随着工业革命的发展,早期的马车已经不再适应西方城市的发展,于是缆车开始出现。最早的缆车其实是出现在1830年,它更多的是作为矿井里运输矿车的功能,直到1873年才被运用到城市当中,时速达到了10到20千米每小时。
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它与现代的电力观光缆车不一样的是,近代的缆车下面有两道如同铁轨一样的运行轨道,依靠蒸汽来提供动力,形成可以来回移动的线缆,并且可以停车,让游客下车。
然而缆车一旦发生故障,就会导致整条线路都不得不停运检修,期间会耽搁几个小时的时间,不仅耽误了来往的客人行程,还会造成金钱上的损失。
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为了出行方便,后来人们发明出了火车、汽车、飞机等等一直被人类应用到现在的交通工具,这些伟大的发现方便了人们的日常生活,也给许多人带来了巨大的受益。
而到了现在,随着交通工具被发展得越来越快,有些工具短时间内运动的距离是非常远的,一般的速度单位比如米/秒或者千米/小时已经渐进不再适用,因此,科学家们又在速度单位上加上了光速、音速等作为参考的速度单位,马赫就是音速相关的单位。
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马赫

或许很多人都有听过马赫这个词语,却不太能了解这到底是什么。这其实是一个物理学单位,也是一位物理学家的名字,就如同为了纪念开尔文、牛顿、安培等等科学家一样,这个物理学单位也以第一位发现者马赫的名称来命名,以此来向后人告知,它的“创造者”究竟是谁。

马赫其实就是速度与音速的比值,音速在物理上是声音在介质中传播的速度,而从本质上来说,就是在不变的的情况下,一定介质中微弱压强扰动的传播速度。
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马赫数1的意思就是1倍的音速,而因为声波在不同的介质中所传播的速度各有不同,往往介质的密度越大,那么速度也就越快,因此,马赫其实并不是固定不变,而是会随着介质的不同而有所差别。

马赫数通常运用在飞机、火箭等飞行器上面,因为它们的速度往往非常快,很短的时间之内就能飞行很远的距离,普通的速度单位已经无法满足衡量计算,而光速又实在是太快。目前而言人类飞行器的速度还远远到不了光速,因此便选择用音速来计算。
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如果想要得到飞行器的马赫数速度单位,首先就需要将飞行器涉及到的高度和面临的大气环境作为前提条件,否则根本无法得到正确的数值。

通常来说,在高空中的马赫数较高,这是因为高空的平层流空气比较稀薄,空气的阻力也小,还没有云层等的变化,可见度较高。比如在10000米高空之上,音速大概是1062千米每小时,而在0℃的海平面,这里的音速大概是1193千米每小时。
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一般情况下而言,如果不考虑其他因素,处在1个标准大气压和15℃的环境下,声波的速度为340米/秒,则马赫数1也就是340米/秒,但也只是一个相对值。
如果马赫数小于1,则表示飞行器的速度小于音速,也就是亚音速,如果马赫数大于1,则飞行器是比音速快,也就是超音速,当大于等于5时,就表示飞行器处于是超高音速。

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按照1马赫等于340米每秒的速度,如果是15马赫飞行一个小时,即340的速度乘以15,得到5100米每秒,也就是说,一小时能飞1.836万公里。

而在实际操作中,1947年10月14日,美国首先完成了超音速试验机飞行,从此开启了相关速度飞机的大门。当飞行器处在超音速的速度时,头部就会挤压并且排开前面的空气,而形成冲击波。
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与此同时,飞机发出的声音密度波也会因为无法超过飞机行驶的速度而来到尾部,与被排开的空气一起形成圆锥形的音锥,从而形成巨大的音爆声。

人们的飞行器速度越来越快,有不少的飞行器已经达到了3马赫的速度,这时的飞机除了会产生声爆,还会因为速度过快,从而使得飞行器的机身与空气发生强烈的摩擦作用,形成超高温气流,使得飞行器的温度升高,这种情况通常就被称为是“热障”。
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一般而言,3马赫速度的飞行器的表面温度可达到350℃,这比广泛使用在飞行器的铝合金的所能忍受的最高温度还要强,只能使用钛合金。
当马赫达到6的时候,因为速度太高,压强太小,如果飞行器上的飞行员不用特殊的压力服,很有可能导致出现黑视,甚至是死亡的危险。
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在1967年10月3日,美国的X-15超高音速飞机就达到了6.72马赫的速度,也就是每小时能飞行7275千米的路程。美国早在飞行之前就已经做好了相关的准备工作,也配备了大量的隔热材料。
然而在飞行结束以后,人们却发现该飞行器很多部位都出现了融化的问题,像是被大火烧了一样,甚至尾翼甚至都破了两个洞。也正是因为这个原因,后来世界上的载人飞行器都使用的是2到3马赫的速度。

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结论

“天下武功唯快不破”,人们也一直在追求着速度更快的飞行器,然而因为目前的科学受到的限制,人类并无法发展出太快的飞行器。只有当人类的技术更加先进,我们才能创造出超高音速,甚至是亚光速、光速的飞行器,而这一天或许并不遥远。

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