飞机上听到的“马赫”是什么意思？15马赫的速度到底有多快？

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许多军事迷在日常生活中经常能够听到这样的一些类似这样的话语：“某某战斗机可以达到3.1马赫。”这样看来，这马赫应该和我们日常生活中所使用的“公里/小时”比较类似，是一个速度单位。

但是这样的说法实际上是有着很大漏洞的，马赫这个物理单位所代表的的绝对不是简单的速度单位。它背后所涵盖的是更为高深的物理学知识。

今天我们就来带大家了解一下这个我们经常能听见却很少能理解的物理单位——马赫。

“马赫”的由来

马赫这个物理单位的诞生以及普及都和一个名叫恩斯特·马赫的人离不开关系。恩斯特是奥地利的著名物理学家，在他的一生中发表了超过一百篇物理学上的学术论文。而恩斯特所做的研究大多数都和物理学上的物体运动学有关。

当时的科学设备以及技术都相当简陋，人们没有办法对高速运动的物体进行细致的观察，恩斯特为了解决这样的情况，就开展了一系列的实验物理学研究。

恩斯特发现，物体在以高速运动的时候，会在运动的过程中产生一种可以被记录的“激波”。这种激波的产生条件十分苛刻，只有物体的运动速度达到可以压缩空气的程度才能够出现可以观察的激波。

在观测到这个现象之后，恩斯特立刻发表了相关的论文，将高速物体的运动规律展现给了整个世界。

恩斯特的论文指出，高速运动的物体会向空气中传递一种以声速限值所传播的激波，所以，如果一个物体的运动速度真正超过了声速，那么在声速限值激波前方就会出现一个以运动物体为顶点的锥形波面，并且形成一定角度。

虽然这样的理论很容易让人听上去云里雾里，但是这种现象在很大程度上促进了世界范围内的物理学研究。

后世一个名叫雅各布的瑞士物理学家在马赫的研究基础上发现了一个十分有意思的现象：假如说将气流速度作为定值，并将其和具体的声速的比值当作是一个特征数，那么就可以在很大程度上简化可压缩流动中相似属性的定义。

这种发现对于航天飞行有着很大的帮助。人们为了纪念恩斯特，就将这种速度比值，称之为“马赫”。

马赫和航天飞行

正如前文所说，马赫是一种速度比值单位而非是单纯的速度单位，与马赫息息相关的一个恒定速率就是地表的声速，马赫现象的产生也和声速有着十分密切的关系。

声音本质上就是两种波形：横波和纵波。这两种波的共同运转才能够正常的传递声音。

声音的传播速度在不同的介质中是不一样的，而马赫数一般以声音在地表空气中的传播速度为计算基数。

简单来说，马赫数可以被看作是物体运动速率的概括，如果马赫数的比值小于1，那么参与到马赫计算当中的运动物体速度就一定小于声速；而马赫数的逼大于1的话，这个物体的运动速度从客观上来说就超过了声速。

但是，马赫数并不是声速的倍率比单位，在进行马赫运算的时候，还必须要考虑物体在达到一定速度之后自身质量对于气体的压缩。

所以，马赫所代表的的物理性质其实十分复杂，涵盖了许多我们并不了解的方方面面。

M代表马赫数

不过简单来说：马赫速度越高，则物体的运动速度就越大，只不过马赫相较于“公里/时”这样的单位太过小众，并且需要考虑的因素也更多。

所以，它一般被用在航天飞行领域，我们这些对航天飞行不了解的人，也自然不会熟悉马赫这个单位了。

十五马赫有多快

马赫这个单位在航天飞行领域运用很广，亚音速的飞机飞行速度大约是0.8马赫，在0.8~1.2这个马赫数中的飞机则都可以被称之为是跨音速的飞机了，而飞行速度稳定在1.2以上的飞机就可以被称之为是超音速的飞机了。

再往下细说的话还有“高超声速”“再入速度”等不同的速度级别。

目前我们人类所制造出来的有着最高马赫数记录的飞机是前苏联所产的米格—25，其马赫数可以达到3.2。

这个数字虽然看上去很小，却代表着我们目前在地球上能够掌握的最快速度。很多人可能会好奇，十五马赫这个现代人想都不敢想的速度究竟有多快呢？

根据公式M（马赫数）=u（速度）/c（环境声速）计算，我们将环境声速取高空中的295m/s，马赫数则设为15，经过一系列的计算，我们就可以得出物体在15马赫下的运动时速：15930公里/小时。

在这个速度之下，运动的物体可以在一个小时之内就围绕地球旋转一周有余。由此可见，高马赫数在某种意义上来说确实象征着高速度。

结语

马赫数的发现以及运用是我们人类物理学研究历史上浓墨重彩的一笔，在千百年前我们还只是与科学毫不相干的原始人，但是在今天我们却已经逐渐开始探索世界的奥秘，这正是一种求知欲带来的浪漫。

相信在未来，越来越多类似马赫这样藏匿在物理现象中的单位会被我们创造出来。我们也能借助它们更好的理解这个美丽的世界。

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