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马赫(量词)

马赫是表示速度的量词,通常用于表示飞机、导弹、火箭的飞行速度。 [1] 命名是为了纪念奥地利学者恩斯特马赫(Ernst Mach,1838-1916)。

马赫是表示速度的量词。马赫数一即一倍音速(音波可以在固体、液体或是气体介质中传播,介质密度愈大,则音速愈快,所以马赫的大小不是固定的):马赫数小于1者为亚音速,马赫数大于1左右为超高音速;马赫数是飞行的速度和当时飞行的音速之比值,大于1表示比音速快,同理,小于1是比音速慢。

马赫数的命名是为了纪念奥地利学者恩斯特马赫(Ernst Mach, 1838-1916)。

马赫一般用于飞机、火箭等航空航天飞行器。由于声音在空气中的传播速度随着不同的条件而不同,因此马赫也只是一个相对的单位,每“一马赫”的具体速度并不固定。在低温下声音的传播速度低些,一马赫对应的具体速度也就低一些。因此相对来说,在高空比在低空更容易达到较高的马赫数(摄氏零度之海平面音速约为 1193 km/hr;一万公尺高空的音速约为 1062 km/hr)。

当马赫数Ma<0.3时,流体所受的压力不足以压缩流体,仅会造成流体的流动。在此状况下,流体密度不会随压力而改变,此种流场称为亚音速流(Subsonic flow),流场可视为不可压缩流场。一般的水流及大气中空气的流动,譬如湍急的河流、台风风场和汽车的运动等,皆属于不可压缩流场。但流体在高速运动(流速接近音速或大于音速)时,流体密度会随压力而改变,此时气体之流动称为可压缩流场(Compressible flow)。当马赫数Ma>1.0,称为超音速流(Supersonic flow),此类流况在航空动力学中才会遇到。现在中国已经成功研制出并成功试飞超高音速飞机,最高可达6倍音速。

任何物体在超高音速飞行时其头部的激波后方都会产生超高温气流, 因此选择抗热材料是十分必要的。

马赫的大约速度换算一般认为相当于340.3 m/s,又大约等同于1225 km/h,761.2 mph,或者1116 ft/s。即视为等于声音在15摄氏度(59华氏度,288.15开氏度)的空气中传播的速度。

依照马赫数的不同,流体分为几种流况:

不可压缩流

亚音速不可压缩流:M<0.3

可压缩流

亚音速可压缩流:0.3≤M≤0.8

跨音速:0.8≤M≤1.2

超音速:1.2≤M≤5

超高音速:M≥5

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