综合百科

你知道吗光速每秒跑得多快竟然有三十万公里呢

你可曾好奇,不同马赫数所呈现的声音究竟有何差异?

那些悦耳动听的声响,让人沉醉其中,然而那令人心惊胆战的速率,却足以让人脊背发凉。

马赫速度的真正恐怖之处体现在哪里呢?

当一架战机以1马赫的速度掠过地面时,你只能在瞬间瞥见它模糊的轮廓。

在1至5马赫的区间内,飞行状态被定义为超音速。

回溯至上世纪60年代,SR71侦察机曾创下高达3.2马赫的惊人速度,彼时它已稳居全球最快有人驾驶超音速战机的宝座。

若这般飞行器从你头顶飞过,你仅能听见一声震耳欲聋的轰鸣,连其影子都难以捕捉,它已远在天边。

一旦速度超越5马赫,便进入了超高音速的范畴,俄罗斯的米格41战机便能达到这一速度,使其成为当今世界唯一的超高音速作战平台。

而且,由于速度之快,当飞行器达到峰值速率时,周围的空气会迅速凝结形成云层,构成壮观的音爆云。

在特定条件下,你甚至能目睹战机尾部拖曳着一连串音爆云,那景象实属震撼人心。

由此或许会有人疑惑,马赫究竟是什么?它仅仅是一个速度计量单位吗?

事实上,严格而言,马赫并非速度单位,而是一种比率。

众所周知,在特定环境下,光速是最快的运动极限,在真空中,光速约为299,792,458米每秒,相当于每秒环绕地球两圈。

尽管在其他条件下光速同样令人惊叹,但马赫概念的形成初衷是为了研究飞行器的飞行速率,因此科学家们更倾向于以音速作为参照基准。

在标准大气压下,声速为341米每秒,即1224公里每小时,这一速率已相当惊人,以至于人类的肉眼根本无法追踪。

马赫用于衡量物体运动速度与其所处介质中声速的比值,即物体速度与音速的相对关系。

19世纪末期,奥地利物理学家弗里德鲁希·马赫首次阐述了马赫的定义。

他认为,物体在介质中运动的速度越快,其与音速的接近程度就越高,当速度恰好等于音速时,此时速度与音速的比值即为1,他称之为1马赫。

换言之,马赫即代表速度与音速的相对比值,当该值小于1时,表明速度尚未达到音速,此时被称为亚音速。

而当该比值等于1时,则意味着当时的速度已达到音速,我们亦称之为1倍音速,由此可以推想,此时的速度有多么迅猛。

在1至5马赫的区间内,被称为超音速,此时的速度已是音速的数倍,快得难以想象。

一旦超越5马赫,便属于超高音速范畴,此时速度可达音速的十倍甚至数十倍,堪称极为恐怖的速度。

通过马赫的定义,我们能够直观地感知当前速度所处的阶段,究竟是小于音速、等于音速还是大于音速。

马赫数值越高,代表速度越快,不同马赫区间的速度,会展现出截然不同的景象。

如果你仍难以体会这样的速度究竟有多惊人,那么接下来就跟随我们的脚步,一同经历一场从1马赫到30马赫的速度探索之旅。

由此可见,当速度达到1马赫时,你能感受到所有物体都在飞速地向后移动,当速度达到10马赫时,每秒就能跨越3400米,仅需几秒便能飞越一座大型城市。

到了20马赫时,速度已达到令人疯狂的境地,你甚至无法清晰辨认周围的环境,而到了30马赫,眼前已是一片朦胧,你只能感受到身体在飞速地移动。

倘若真有这样的飞行器存在,那么仅仅是乘坐其中,恐怕都会让人胆战心惊。

因此,目前速度最快的战机也只能达到5马赫,它每小时已能飞行6000公里!未来或许会出现更快的飞行器,但想要达到30马赫的速度几乎是不可能的。

因为马赫能够直观地展现速度与音速的关联,让人更真切地感受到速度的快慢,所以现在马赫经常被应用于飞机和科学研究中。

当飞机的速度超过1马赫时,就表明它的速度已经超越了音速,此时我们就称之为超音速飞行。通常所说的超音速飞机的速度就是超过了1马赫。

我们经常提及的超音速客机,实际上就是指它们的速度已经超过了1马赫。

不过在现实生活中的应用中,还会出现许多特殊情况,这就导致马赫不能成为衡量飞机飞行速度的唯一标准。

当飞机的设计速度为1马赫时,它未必能够稳定维持这一速度,因为在现实环境中存在阻力。

当飞机的飞行速度超过音速时,空气中的流动状态会发生改变,从而产生一种类似于船舶在水面推开水分的情况,这种情况在航空中被称为音障。

我们也可以理解为,当飞机的速度过快,就会产生巨大的阻力,它会影响飞机的飞行速度,同时还会对飞机本身造成损害。机体甚至可能因为无法承受这样的压力而破裂。

为了维持固定的速度,飞机就必须不断加速来克服这种阻碍,所以即便飞机的飞行速度达到了1马赫,也需要不断提速,否则速度会因为阻力而逐渐减慢。

瑞典的科学家也曾通过人工方式,创造出一个微型飞机穿越了音障,但这种研究需要耗费大量的时间和精力,在现实生活中很难实现,所以音障是在测量飞机飞行速度时必须考虑的因素。

总而言之,在当前全球的飞行条件下,大多数的顶尖战机速度都位于1马赫至5马赫之间,最高的不超过5马赫。

别看5马赫听起来数值不大,实际上它的速度已经非常快了,相当于每秒能够跑1700米,每秒就能攀升到650层楼的高度,这样的速度简直令人难以想象。这样的加速度带来的重力,也不是普通人能够承受的!

能够达到5马赫的战机,无疑是十分出色的,坐在这样的战机上,你才能真正体会到什么是极致的速度。