随着人类对空气动力学的深入研究,飞机设计日新月异,速度也越来越快。而当我们谈论飞机的速度时,往往会听到一个神秘的数字:马赫数。
马赫数是以声速为参照物来表示物体的速度的,它是指飞行器飞行速度与周围空气的声速之比。换句话说,马赫数就是物体飞过空气时的相对速度,其等于物体的速度除以当地的声速。
声速是指在某一温度、气压下,声波在单位时间内传递的距离,一般用米/秒表示。其实声速并不是一个恒定的数值,它会因为温度、气压等因素而发生变化。
根据国际标准大气模型,当海拔0时(即海平面),15°C时,地球表面的标准大气压强(常用单位:标准大气压)下的音速近似为1,225千米/小时(即343米/秒),该速度为1马赫。
马赫数在飞行中有非常重要的作用。在早期飞行技术尚不成熟的阶段,人们往往将注意力集中在了飞机的空速上,但是随着飞行速度不断提高,超音速飞行的出现改变了这种情况。因为当物体的速度达到甚至超过声速时,会产生各种各样的空气动力学现象,这些现象往往会对飞机的飞行稳定性产生负面影响,甚至会造成危险。比如,飞机飞行时面对空气的压力会发生改变,尤其是当飞机的速度接近音速时更为明显,畸变压缩的效应会让驾驶员捕捉到的图像变形,从而影响判断。因此,科学家们建议我们使用马赫数而非空速作为飞行速度的标准。
综上所述,马赫数是我们衡量飞行器速度的重要标准,其代表着机体相对于周围空气的速度。马赫数的值受地球大气压强和温度等多种因素的影响。在超音速飞行领域,马赫数起着至关重要的作用,使用马赫数可以更加准确的掌握飞行器穿越大气层的情况,保证飞行的稳定性和安全性。