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【物理知識點】馬赫表示速度是什麼意思?為什麼馬赫表示聲音更快?

馬赫表示速度,就跟我們平常說的公里/時一樣,只是馬赫更具體一點,指的是一倍音速。而馬赫跟我們平常理解的量化單位不同,它是有變化的。那為什麼是變化的呢,因為聲音在不同的介質中的傳播速度並不相同。當介質的密度越大,聲音的傳播速度就越快。

馬赫還有專門的公式來計算:

其中Ma為馬赫數,V為飛行速度,a為飛行器所在位置的音速。故,當Ma>1時為超音速。

馬赫數小於1者為亞音速,馬赫數大於5左右為超高音速;馬赫數是飛行的速度和當時飛行的音速之比值,大於1表示比音速快,同理,小於1是比音速慢。

一般來說,馬赫是用在飛機或賽車的。飛機或者超級賽車,速度達到每秒344米,就成為1馬赫。換算成每小時多少公里的單位後, 就是1238公里/小時。

超音速即指超過聲音的速度。臨界速度是1224km/h,超過這個速度的都是超音速。馬赫是音速的單位,一馬赫即一倍音速,馬赫的速度換算相當於340米每秒。

聲音在15℃的空氣中的速度是340米每秒,大約是1224千米每小時。

超音速是指速度比340米每秒大的狀態,小於340米每秒的速度稱作亞音速,等於340米每秒的速度為穿音速,聲音的速度會因為氣溫的不同或氣壓的不同而有所不同。音速的單位叫馬赫,一倍音速叫1馬赫,2倍就叫2馬赫。

當飛機飛行速度接近音速時,周圍的流動態會發生變化,出現激波或其它效應,會使機身抖動、失控,甚至空中解體,並且還可產生極大的阻力,使難以突破M=1的速度。人們把這種現象稱之為音障。

高超音速飛機採用的是超音速燃燒衝壓發動機,它類屬於衝壓發動機。衝壓發動機的原理由法國人雷恩洛蘭於1913年提出。衝壓發動機由進氣道、燃燒室、推進噴管三部分組成,它比渦輪噴氣發動機簡單得多。衝壓是利用迎面氣流進入發動機後減速、提高靜壓的過程。

該過程不需要高速旋轉的、複雜的壓氣機。高速氣流經擴張減速,氣壓和溫度升高後,進入燃燒室與燃油混合燃燒,溫度為2000—2200℃,甚至更高,經膨脹加速,由噴口高速排出,產生推力。

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