“马赫”是一个最常见的听到的词,它是用来计算飞机飞行速度的单位,但是在这些上面我们并不太会去了解其中的知识。
但是我们只要知道有一款飞机的速度比较快,就会用到这个单位。
然而它的速度几乎是无人机的好几倍,但它是怎么计算上去并且又占到了什么优势。
那么在这款飞机中有一个1马赫的比值,那么1马赫速度到底有多快,有什么优势,它的飞行速度又相当于每小时多少公里?
又为什么会被称之为“马赫”?
马赫和音速之间的关系。
其实“马赫”这个概念本身就具有相对性。
它来源于瑞士物理学家、气象学家“恩斯特·马赫”,后来人们将速度与音速的比值称为“马赫数”,不管是航空领域还是气象学等其他领域,对音速都有着其应用价值,可以说这种相对性不仅具有科学意义,同时还有实用价值。
但要了解这一点,就需要先知道什么是音速以及音速是如何来计算的。
声音是空气等媒介中产生的一种物理现象,当空气等物质中发生振动,就会导致声波在原子分子之间产生一种连锁反应,这种现象就是我们所感受到的声音。
而根据物理学力学中的波动方程,声速就是声波传播的速度,它不受声波频率和振幅的影响,也不会随着声音强弱而有所改变,只受温度、压强等物质本身性质所影响。
其中,温度对声速的影响主要体现在气体中,温度越高,声速传播就越快,压强则需要在一定程度下,对气体分子产生一种挤压的效果,从而提高声速。
此时只有一般压强范围内的气体才能受到影响,而超高压状态下,声速可能会超过光速,因此并不会受到压强的限制,因此超高压状态下的气体也是无法被测量的,而液体和固体中的声速同样会在极高压状态下超出光速。
所以在一定气候条件下,我们可以算出的结果就是声速或者说音速,马赫数则是通过将飞行器速度与音速做比值来计算当量。
在标准气候条件下,空气中音速大约为340米每秒,而1马赫约等于1224公里每小时。
1马赫速度有多快?
从上面的结果我们可以看出,1马赫大约等于1224公里每小时,相对于最高时速200公里的高铁来说,显然这个数据有连240过了很远了,而且飞机又分很多种类型,速度也是不一样。
而且随着科技发展技术进步,各种飞机都在不断突破,在这些人类需要知道了突破音障之后,在1959年的时候,美国则成功研制出世界第一架能够突破音障的超音速飞机–X-1实验飞机,并成功进行了试飞任务,并且创造了超音速飞行的新纪录。
之后就出现了其他超音速客机和战斗机,它们不管飞行多快,都拥有了超音速技术,其最高时速可达到3400公里,相当于3.4马赫。
未来可能会出现超高音速飞机。
空军一号曾经搭载过美国总统进行出访任务,这款飞机一共改造过两次,其中第二架是由“大力神运输机”空运到加利福尼亚州洛杉矶,由于这款飞机改造之后性能更加强大,不仅能够飞越太平洋,一天有能力往返北京、华盛顿两大国都。
在未来研究工程师们或许会构建出一种能够适应各种气候条件,让总统不管去哪都能坐飞机实现,一天往返北京华盛顿。
但是当这个构想问世的时候,却没有考虑到一个非常重要的问题,那就是碰到音障要如何应对。
如果船驾驶错过了一定时机,会导致飞机遭遇音障而失控。
当飞机即将穿过音障的时候,它的操控性会变得很差,总统坐上飞机过几秒钟之后就感到自身的小腹处传来一种“空调坏了”的感觉,需要注意的是,这种感觉也被称为“耳鸣”,也意味着飞机马上就要穿过音障。
过了几秒钟之后,不会再有感受到这种突如其来的感觉,但是当飞机穿过音障的时候,可能会有雷声轰鸣并且可能会继续换挡和升高轨道。如果总统没有及时带上氧气面罩,那么他就会因为缺氧窒息,如果总统带上氧气面罩的时候则会“没事了”。
其原因就是因为飞机在穿过这个音障的时候,由于气流的变化导致空气中氧气含量凭空消失,所以如果没有及时带上氧气面罩很容易由于缺氧而导致窒息,因此毛克想要避免这个问题并不简单。
在二十世纪初,人类才知晓打破这种音障的方法,在这次试飞的成果中这架飞机还附带了一套系统,该系统能够用于监测马赫数,如今世界各国都正在进行开发实验,而且一些理论物理学家还利用计算机模拟方法来检测超高超音速飞行器,甚至还有办法可以确保装置在飞行器上的先进监测技术来预防各种飞行灾难,但这些技术尚未得到广泛应用。
即使是得到应用,监测系统也只是为了确保一切正常,如果超高超音速技术获得成功实现,并且长时间飞行曾经没有任何问题,并不能对于技术来说进行保证。
那么又为什么把这些系统叫做“毛卡”数命名?
说到底,毛克这个名字就是来自于他的名字,我国现在也有很多关于科研方面的开发在进行,但是至于未来怎样我们不得而知,只能静待时间见证了。
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