綜述
對(duì)于物體運(yùn)動(dòng)速度，人們常常會(huì)用km/h、km/s、m/s等單位來描述，不過在表示飛行器運(yùn)行速度的時(shí)候，則是用“馬赫”，很多人對(duì)此感到十分不解，那么馬赫究竟什么呢？又有什么特別之處？一起來看看。
馬赫的由來
“馬赫”聽起來很像一個(gè)人名，事實(shí)上，也的確是一個(gè)叫馬赫的科學(xué)家所創(chuàng)造出的定義，他是來自奧地利的物理學(xué)家，也是一名優(yōu)秀的哲學(xué)家，曾發(fā)表過眾多專業(yè)領(lǐng)域論文，尤其在聲學(xué)、力學(xué)及光學(xué)三個(gè)方面成就顯著。
據(jù)了解，馬赫是偶然之中通過物體的高速運(yùn)動(dòng)意識(shí)到了激波的存在，指的是在運(yùn)動(dòng)速度高于音速的情況下形成的一種壓縮波。
不久之后，馬赫根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)撰寫了一篇研究報(bào)告，內(nèi)容中指出，激波會(huì)圍繞著物體前端定點(diǎn)逐漸形成包絡(luò)體，其斜邊和物體運(yùn)動(dòng)軌跡間的夾角呈正弦值，這一發(fā)現(xiàn)與音速和物體運(yùn)動(dòng)速度間的比值是相同的。
為了紀(jì)念馬赫所作出的貢獻(xiàn)，在物理學(xué)上將物體運(yùn)動(dòng)速度和音速間的比值稱作是“馬赫”，除此之外，馬赫波、馬赫效應(yīng)等名詞也是由此而來，如今已經(jīng)在空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域得到了大范圍應(yīng)用。
為什么飛行器速度不用公里描述？
眾所周知，聲音傳播過程中呈現(xiàn)出來的速度值往往會(huì)受到多種因素的影響，比如溫度、氣壓變化等，尤其是長期處于高空飛行狀態(tài)的戰(zhàn)斗機(jī)。
據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)戰(zhàn)斗機(jī)位于9000米高空位置時(shí)，其聲音傳播速度在300m/s左右，如果繼續(xù)使用公里這樣的計(jì)量單位，顯然難以充分反映不同狀況與音速之間的關(guān)系，因此在飛行器內(nèi)部都會(huì)設(shè)置馬赫表。
馬赫表的原理主要是結(jié)合空氣密度與壓強(qiáng)條件完成音速的測(cè)算，在此基礎(chǔ)上與飛行速度進(jìn)行對(duì)比便可以得到馬赫值。
依照馬赫表中的數(shù)據(jù)，飛行員可以及時(shí)了解飛機(jī)當(dāng)時(shí)飛行狀況下的速度情況，并在第一時(shí)間做好突破音速的相關(guān)準(zhǔn)備。
當(dāng)然飛行器使用馬赫為速度計(jì)量單位還有更深層的原因，比如馬赫能夠準(zhǔn)確顯示出飛行器自身空氣動(dòng)力學(xué)特征，這是由于飛行器運(yùn)行環(huán)境相對(duì)特殊，在這種情況下，僅僅利用時(shí)速表示飛行速度十分片面。
因?yàn)槿绻陲w行的過程中速度偏慢，容易讓前方空氣受到擠壓，并不斷重復(fù)擠、復(fù)原與彈開的過程，當(dāng)飛行速度與音速相當(dāng)，可能會(huì)出現(xiàn)無法復(fù)原或是被彈開情況，致使被壓縮的空氣大量堆積，加大飛行阻力。
只有當(dāng)飛行器的速度高于音速時(shí)，才能有效避免這類問題，因此為了確保飛行的安全穩(wěn)定，飛行員需要明確飛行速度與音速之間的關(guān)系并做好防范措施，而馬赫剛好能夠滿足這一需要，可以當(dāng)作一個(gè)了解周邊空間壓縮程度的參考指標(biāo)，有利于確保飛行安全，促進(jìn)飛行任務(wù)的順利完成，可謂意義非凡。
馬赫究竟有多快？
通常1個(gè)馬赫相當(dāng)于常溫常壓狀態(tài)下的聲速，即340m/s，用于描述飛行器運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，也被稱作是亞音速，早期轟炸機(jī)基本屬于亞音速飛行器，其實(shí)際速度范圍在0.6-0.8倍音速之間，氣流流經(jīng)速度往往也低于音速。
而1馬赫-5馬赫之間的速度，被稱作超音速，當(dāng)代飛行器大多擁有超音速巡航能力；高于5馬赫的速度則叫作高超音速，也是目前重點(diǎn)發(fā)展的飛行器類型，在達(dá)到高超速度時(shí)，飛行器周邊氣流會(huì)在前端位置形成離體激波，爆發(fā)高溫度使前端空氣發(fā)生分解。
1947年，由美國制造的X-1實(shí)驗(yàn)飛機(jī)飛行速度能夠達(dá)到1078km，這個(gè)速度在當(dāng)時(shí)可以稱作是一次劃時(shí)代的里程碑，率先突破了超高音速飛行難關(guān)，如今他們的空天飛行器X一37B飛行速度已經(jīng)達(dá)到25馬赫，是世界飛行速度最快的飛行器。
除此之外，馬赫也常被用于描述導(dǎo)彈速度，如果是巡航導(dǎo)彈，其速度基本在1馬赫左右，如果是戰(zhàn)略導(dǎo)彈或是戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈，那么飛行速度則要在1馬赫以上，高于音速，現(xiàn)階段很多國家已經(jīng)開始著手研究高超音速導(dǎo)彈作為國家軍事領(lǐng)域保障。
比如我國研發(fā)的東風(fēng)—17，可謂是王牌武器，其技術(shù)工藝在全世界范圍也是處于領(lǐng)先水平，飛行速度在10馬赫左右，射幅高達(dá)1800公里之外，如若國家主權(quán)受到侵害，它就是我們對(duì)外發(fā)動(dòng)反擊的最佳武器。
當(dāng)然人外有人，天外有天，東風(fēng)—17并非最強(qiáng)武器，2022年爆發(fā)的俄烏沖突中，讓各國人民都深深地受到了“先鋒”帶來的震撼。
它屬于一型陸地導(dǎo)彈，早在2019年便已經(jīng)投入使用，能夠準(zhǔn)確命中超遠(yuǎn)距離位置發(fā)起攻擊，甚至可以在核戰(zhàn)爭中發(fā)揮作用，將核彈頭投入敵國境內(nèi)。
除此之外，“鋯石”、“匕首”的威力也不容小覷，在反艦作戰(zhàn)作戰(zhàn)中是重要的對(duì)抗武器，前者為一型海上導(dǎo)彈，后者為一型空中導(dǎo)彈，皆屬于高超音速導(dǎo)彈。
結(jié)束語
不難看出，飛行器的飛行速度不用公里描述而用馬赫是有著一定科學(xué)道理的，如今馬赫早已成為報(bào)紙、雜志，甚至是電視媒體中的高頻熱詞，它的出現(xiàn)不僅僅是為了讓人們知道飛行器的飛行速度可以有多快，更重要的是象征著軍機(jī)領(lǐng)域在時(shí)速方面取得的重大突破。
相信未來隨著技術(shù)水平的不斷提升，會(huì)有越來越多高超音速飛行器誕生，為國家的穩(wěn)定和諧保駕護(hù)航。
