“马赫”是什么意思？以15马赫的速度飞一小时，能飞多少公里？

相信很多人都没有听说过“马赫”这个词，即便是听过也很少有人知道它的的真正意思。那么，“马赫”究竟是什么意思呢？

马赫是什么？

没有了解过的人肯定认为“马赫”是一个单位词，但细究过它真正意义的人才明白，“马赫”不是一个速度单位，它是速度跟音速的比值，物体的运动速度除以音速最终得到的数值。

物理学中，音速是会跟随周围的环境发生变化的，音波在介质中传播，介质的密度越大，音速越快，所以马赫的大小也是不固定的。

例如，在低温、与高温的环境下，声音的传播速度不同，显然在高空的情况下马赫数更高些，低空的马赫数较低。

当海平面达到0摄氏度时音速为1193Km/hr；而在一万米高空上，音速为1062km/hr，这一切都能说明音速会随着环境改变而变化，马赫数也不是固定的。

当速度小于1马赫称为亚音速，速度在1～5马赫称为超音速，速度在5马赫以上称为高超音速。

而如果要问1马赫到底有多快，它相当于常规声速，以每秒钟340米来计算。按照这个方式来计算，15马赫飞行一小时便是18360公里。

人类之所以要创造马赫这个词是因为飞机和航天器在运动过程中速度非常快，如果继续使用米/秒、千米/秒来计算，很多数据就不会显得清晰，科学家不能一目了然的得知真实数据，从而导致出现误差。

所以马赫的出现是为了方便科学家们计算实验中遇到的难题。

除了作为速度与音速的比值，马赫还有一个重要的作用：那就是能够准确地描述飞行器的空气动力学特性。

地球的温度、空气密度、大气压会根据高度的不同出现变化，飞行器在高速行驶的过程中受力状态会随着飞行高度出现较大的差异，因而音速与空气密度、温度、大气压等指标存在着明确的对应关系。

所以飞行器的马赫数就可以当作衡量空气压缩程度的理想指标，准确地描述出飞行器的空气动力学特性。

马赫是谁创造的？

马赫数最早是由奥地利物理学家恩斯特.马赫创造并使用的，马赫的命名也是为了纪念这位伟大的物理学家。

马赫一生着重于物理研究，他最重要的成就是使用纹影技术研究飞行抛射体，发现了物体在气体高速运动过程中产生的激波。

1887年，马赫发表了六篇相关论文，他在论文中指出音速与速度之间的关系。后来，特朗普建议用马赫数代表速度与音速的比值，马赫数因此成为表征流体运动状态的重要参数。

第二次世界大战后，超声速飞行与原子爆炸相继出现，马赫的研究成果受到高度重视，在空气动力学中得到广泛使用。可见，马赫数的发明是力学上一项突破性的进展。

马赫应用于飞行器

马赫数主要应用于飞机火箭等追求极致速度的航空航天飞行器，如果按照15马赫飞行一小时18360公里来算，一小时能绕地球一圈有余。

依照这个速度来看，拥有15马赫的飞行器超过了地球上所有的飞行器，因为由NASA联合美国军方制造的X-43，它的速度也才9.6马赫，与15马赫相差了一大截距离。

不过，9.6马赫的X-43已经进入了高超声速的范畴，是世界上飞行速度最快的飞机之一，想要驾驶这种超声速飞机，飞行员必须拥有强悍的身体素质和高超的驾驶技术。

通常，战斗机的速度只在超音速范围，出于对安全因素和成本的考虑，战斗机的设计不会超出这个范围，一旦超出这个范围，战斗机将面临各种各样的问题。

因为战斗机的材质和整体设计都必须最大化减小激波带来的阻力，以及高温的摩擦和动能聚集。

根据研究数据显示，普通战斗机速度达到3马赫时，飞机机头处的温度可达到350摄氏度。普通的战斗机机身是采用航空铝合金制造，然而350摄氏度根本不是航空铝合金所能承受的温度，所以当速度达到3马赫时，战机极有可能解体。

如果战斗机的速度再增加，那么它就和陨石坠落、航天器着陆的速度一样了，空气被剧烈压缩，能量聚集会使空气产生电离。

电离会干扰电磁信号发射，宇航员就会与陆地失去联系。

除了战斗机之外，我国长征五号运载火箭“胖5”的速度能达到33～34马赫之间，换算成秒的话就是11570米/秒，速度之快令人咋舌，可以说是我国航天事业历史性的突破。

X-43战斗机引以为傲的9.6马赫在它面前根本不值一提，就连弹道导弹的俯冲速度十几马赫也追不上“胖5”的速度。

除去这些尖端的科技产品，其他的军事武器也达到了用马赫来概括速度，例如美国著名的战斗机F-22，它的速度达到2.25马赫。还有RPG-7火箭筒，它的速度是0.8马赫，算是火箭筒中的翘楚。

人类既然能在速度上突破高超音速，那么实现光速飞行也不是什么不敢想的事情。目前，已知光速在真空中的传播速度是每小时670616629英里。

根据爱因斯坦的狭义相对论，越接近光速需要的能量越大，对于人类来说要达到光速所需的能量是一个天文数字。

于是有科学家提出借助引力波达到“曲速引擎”来操纵飞船的时空结构可以达到超光速飞行，不过人类对引力波的了解还是极其有限的，想要利用它还需要一定的时间。

就算如此，还有科学家提出用量子纠缠技术制造黑洞的想法，这样能使飞船直接穿越时空。但这些仅仅是设想，尚未得到实验与证实。

结语

不管人类最终会不会实现超光速飞行，但在马赫这一单位基础上，人类已经实现了高超音速飞行，可以说人类在追求速度上已经跨上了一个台阶，也标志着人类的科技水平在不断提高。

并且，高超音速的广泛运用，对于人类研究光速飞行起到了至关重要的作用。