馬赫數是速度與音速的比值,音速在不同高度、溫度與大氣密度等狀態(tài)下具有不同數值,只是一個(gè)相對比。值。而公里是單純的長(cháng)度單位。兩者沒(méi)有換算關(guān)系。馬赫數1即一倍音速,馬赫數小于1者為亞音速,馬赫數大于5左右為超高音速。一般情況下,1馬赫=每小時(shí)1126千米,即每小時(shí)1.126公里,但不能說(shuō)1馬赫等于1.126公里。
馬赫是音速單位,不是長(cháng)度單位。所以“1馬赫等于多少公里”這樣的問(wèn)題,本身就有問(wèn)題。以聲音在1個(gè)大氣壓和15攝氏度氣溫下在空氣里傳播計算,1馬赫等于340米/秒,即1225公里/小時(shí)。
馬赫是速度單位,就是相當于聲音的傳播速度。音速是每秒344米或340米,那么一小時(shí)聲音可以傳送 344 ×3600=1238400米≈1238千米,這就是一馬赫。也就是一馬赫為每小時(shí)1238千米或1225千米。這個(gè)差別主要是看聲音在什么條件下傳送。記住,一馬赫就是一倍音速。
馬赫是,自身速度與“當地音速”的比值,而音速不是固定的,在高空和溫度低的地方就要慢一些,所以馬赫也不固定。
馬赫數,也稱(chēng)“馬氏數”、“M-數”,因奧地利物理學(xué)家馬赫而得名。飛行器在空氣中的運動(dòng)速度與該高度遠前方未受擾動(dòng)的空氣中的音速的比值,稱(chēng)飛行馬赫數。氣流速度與音速的比值,稱(chēng)氣流馬赫數。如果流場(chǎng)中的各點(diǎn)速度不同,那么某一點(diǎn)的流速與該點(diǎn)音速的比值稱(chēng)為當地馬赫數(局部馬赫數)。馬赫數是一個(gè)無(wú)量綱的數。馬赫數越大,介質(zhì)的壓縮性的影響越顯著(zhù)。當飛行器當地馬赫數M達到1時(shí),形成激波,造成所謂“音障”。當地馬赫數M小于1而接近1稱(chēng)“亞音速”,當地馬赫數M大于1稱(chēng)“超音速”。
音速,也稱(chēng)“聲速”,是聲波在介質(zhì)中的傳播速度。它同介質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài)(如溫度)有關(guān)。在0℃時(shí),海平面空氣中音速為每小時(shí)1192.9千米,每升高1℃ 音速約增加每小時(shí)2.16千米。水中音速約為每小時(shí)5184千米。鋼鐵中音速約為每小時(shí)1.8萬(wàn)千米。
由此可見(jiàn),馬赫數和音速不能混為一談,馬赫數也不能簡(jiǎn)單地換算成“每小時(shí)××千米”,因為在不同氣象條件下、在不同高度,音速是不同的,所以同一速度在不同氣象條件下、在不同高度,馬赫數是不同的。從馬赫數可以十分清楚了解飛行器速度的狀況———是亞音速,還是超音速,甚至是高超音速。因此,有時(shí)用馬赫數表示速度的大小是很合適的。
應該指出的是,現在不少報刊說(shuō)“這種飛機的速度可達到×馬赫”或“這種飛機的速度可達到×M”。這種表述是不正確的,因為馬赫數是無(wú)量綱的。正確的表述是“這種飛機可達到馬赫數×”或“這種飛機可達到M-數×”,或者干脆寫(xiě)作“這種飛機可達到M×”。
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