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首先得明白,马赫是什么。它是一个比值,也就是飞行器速度与音速的比值。
所以,马赫大概是多少公里每小时,它不是固定不变的。
例如:
声音在水中的传播速度是1484m / s,假如外星人的潜艇在水中的速度也是1484m / s,那么,我们就可以说了,外星人的核潜艇在水中的速度为1马赫。
因为此时的马赫=外星潜艇速度÷水中音速=1(马赫)
空气中的声音以343m / s传播,假如F22战斗机在海平面附近的速度也是343m / s,那么:
F22的马赫数=F22速度÷空气中声速=1马赫。
瞧,同样是1马赫,但它在不同的环境中,其代表的数值却是大相径庭的。
再如,火箭发动机里面,高温高压,其在喉部的1马赫也是非常惊人的,并不是我们想象的空气中的1倍声速。具体可参考这篇文章:
喷口越细射速越高,可火箭发动机为何都是大喇叭?
我想,你要问的是,空气中,如果某个飞行器以15马赫速度飞行,那么它大概是多少公里每小时?多少米每秒?
这就不难算了。正常情况下,我们取音速为343m / s。所以,可以这样粗略地算(不同的海拔和温度,音速不同,所以只能说是粗略):
飞行器速度÷343m / s=15马赫
那么飞行器速度=343m / s×15=5145米每秒
换算成公里数为:
5145米每秒×3600÷1000=18522公里每小时。
顺便说一下,像15马赫这种速度,它已经被归类到高超音速了。
先来了解一下马赫。马赫是一种表示速度的量词,常用来表示飞机、导弹的飞行速度。
马赫不是一个绝对速度,而是一种比率,飞行器在空气中的运动速度与该高度远前方未受扰动的空气中的音速的比值,1马赫=1倍音速,表达式为Ma=V/a(Ma为马赫,V表示飞行速度,a表示音速)。 而声音的传播速度并不固定,与介质密度、性质、状态等因素有关,低温下声音的传播速度相对低些,1马赫对应的具体速度也就低一些。
以1个标准大气压下15℃的条件下的音速为例,1倍音速大约340.3m/s,这样算来15马赫即15倍音速,大约是5104.5米每秒,换算成公里即为5100*3600/1000=18376.2km/h。如果介质环境变化的话,15马赫对应的绝对速度也会发生变化。一般来说高空比低空更容易达到较高的马赫,因为高空声音传播速度快。
那么马赫数怎么理解,有什么实际意义吗?马赫数的命名是为了纪念奥地利物理学家恩斯特·马赫,马赫数是讨论可压缩气体运动的重要的无量纲相似准数。马赫数是一个无量纲的数,马赫数越大,介质的压缩性的影响越显著。
当飞行器当地马赫数M达到1时,形成激波,造成所谓“音障”。当地马赫数M小于1而接近1称“亚音速”,当地马赫数M大于1称“超音速”。马赫数越大,表明气体表现出的可压缩性越大。从空气动力学的观点来看,马赫数比流速能更好地表示流动的特点。
所以,严格来讲,这道题目本身就是有问题的,不能将马赫和音速混为一谈,也不能简单的将马赫数换算为多少米每秒,因为在不同气压、不同温度、不同气象条件下的音速不同,马赫数也不同。
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