导语
飞行器的速度为什么要用“马赫”来描述呢,马赫又是什么?马赫又有多快?
这是由奥地利科学家马赫于19世纪末命名的,指的是在飞行器飞行的过程中,如果速度超过音速则会形成压缩波,而飞行器的速度又是以音速作为基准单位,所以科学家们将这种以音速作为基准单位的飞行速度称作“马赫”。
飞行器飞行的速度是非常快的,如果用公里来描述那么对于飞行员来说是不够精确的,而采用马赫值作为单位,则可以更好的帮助飞行员了解飞机的空气动力学特征,从而更好的驾驶飞行器进行飞行,同时马赫值对于飞机的飞行安全也至关重要。
那么马赫又有多快呢?
一、马赫值是怎么来的?
马赫是以音速(1马赫=340米/秒)作为基准单位定义出来的飞行速度,那么音速又是什么?
音速指的就是声波在空气中传播的速度,由于空气是由分子组成的,每两个气体分子之间都存在相互作用力,这种作用力会形成一个平衡,也就是气压,当有物体穿过空气进行运动的时候,就会形成一个压力波,也就是我们平常所说的“声波”。
当这个声波传递到人的耳朵中,人们就会感觉到声音,当这个声波的速度超过1马赫的时候,那么就会形成另一种波——压缩波,同时也是一种超音速的现象,这种超音速的现象又被称作“马赫锥”,这也是由科学家马赫命名的原因。
飞行器的速度又是以音速作为基准单位的,所以超过音速的速度就成了马赫速度。
在运动的物体进行超音速运动的时候,空气分子也不能像低于音速的时候那样能做到及时的受到应力响应,所以就会形成一个高压区和一个低压区,同时也会形成一个压缩波,当飞行的速度非常快的时候,那么这种压缩波就会相互叠加在一起,从而形成一种马赫锥。
二、马赫值又有多快?
1、突破音速。
飞行器突破音速有着非常明显的特征,当飞机的速度达到音速的时候,机翼和机体上将会产生很大的压力,同时还会产生飞机失速的现象,这是因为飞机在突破音速的时候,机尾上的压缩波从尾翼上的上表面被压到下表面,这样就会导致飞机的升力减小,同时又会产生一个向下的升力,从而让飞机失速。
同时还会产生飞机的失重现象,这是因为当机翼上的压缩波向下蔓延的时候,就会产生一个向下的压力,同时飞机又会受到向下的推力,从而就会产生失重现象。
2、巡航导弹约1马赫。
巡航导弹的飞行速度在1马赫左右,1马赫大约是340米/秒,如果转化为公里的话那么大约是1225公里/小时,如果在巡航导弹的最大飞行速度上加装临近飞行速度的近程飞行器,那么在飞行的过程中就会遇到非常大的空气动力学压力,同时还会产生大量的热能。
所以巡航导弹的飞行速度一般控制在1马赫左右,这样就会更好的避免产生大量的空气动力学压力,同时也可以更好的降低飞行过程中的热能生成。
3、高超音速导弹飞行速度更高。
在高超音速导弹的飞行速度上也有着更快的速度,例如中国自行研发的东风—17导弹(俗称“东风-17”),其飞行速度达到20马赫,而俄罗斯研发的“先锋”导弹则达到30马赫的飞行速度,而美国研发的X-51A“打击者”飞行器,飞行速度更是高达25马赫,而X-37B飞行器的飞行速度也在25马赫左右。
三、高超音速飞行器的意义。
高超音速飞行器和导弹的飞行速度都要比音速快很多倍,这样的速度有着非常大的冲击力,同时还会产生非常多的热能和动能,所以高超音速飞行器和导弹的开发和研制是为了提升国家的军事实力,同时也是为了落实国家的国防战略。
高超音速飞行器的研制还有着非常重要的意义,那就是在飞行器的飞行过程中,可以减少飞机的阻力,同时也会减少飞机的燃料消耗,这样就可以让飞行器有更大的航程,同时还可以给飞机更大的载荷量。
高超音速飞行器的研制还可以帮助国家更好的实现对于作战能力的提升,同时对于飞机的防护能力也有着更大的提升。
结语
马赫作为飞行速度单位,不仅仅是科学概念,更是军事力量和技术实力的象征,体现国家在航空航天领域的发展水平,但是高超音速飞行器和导弹的发展,也可能会加剧军备竞赛和国际社会的紧张局势,国际社会需要加强合作维护和平稳定。
随着高超音速技术的成熟,飞行器的速度将更快,这就对于空中作战、导弹防御等领域提出了更高的要求,同时还可能改变传统的军事平衡格局。
高超音速技术的应用不仅仅局限于军事领域,还可能在航空航天、民用航空等领域带来革命性的变革和发展机遇,但是高超音速飞行器的发展还需要考虑技术、安全、法律等多方面的因素,国际社会需要加强规范和监管,确保其和平和可持续的发展。