“马赫”到底是什么？

经常关注军事或者航空航天领域的人对马赫应该都不陌生

，不过如果对这两个领域都鲜少关注的话，可能就不知道“马赫”到底是什么了。因此，接下来就聊聊马赫到底是什么，又是怎么来的。

马赫

的别名也叫马赫数，它其实算不上是一个速度单位，

因为从本质上来说马赫是速度和音速的比值

。这时大家可能会想，既然是比值应该是某个固定数，但马赫称不上固定数，

它是一个无量纲参数

这主要是因为

音速

的值是不固定的，

大家都知道音速在不同高度、温度或者介质当中都会呈现出不同的数值，从而就会影响到马赫的数值

具体来说，马赫的存在主要是用来表示可压缩流体流场中某点的速度与该点的声速之比。在这种情况下，

1马赫就是音速的1倍，15马赫就是音速的15倍

。当然，要计算具体数值的话，先要给音速一个固定的条件，比如说在标准大气压之下。

一个标准大气压等于1013hpa

至于马赫到底从何而来，它和牛顿、特斯拉等物理单位一样，都是直接用人的名字直接命名的。

恩斯特·马赫

是一位奥地利科学家，算得上是少有的“全才”，

因为他不仅是物理学家，还是心理学家和哲学家

，其创立的马赫主义在学界也一直享有盛名。

当然，

他在物理学上最突出的贡献就是发现了激波

，并且将其拍摄了下来。在这之后，马赫根据自己的发现做了许多的研究，

最终发现了更多与物体运动有关的秘密

奥地利物理学家恩斯特·马赫

以上就是马赫的相关解释以及它的由来，

人们在高速飞行领域，经常会使用马赫数来表明飞行器的速度有多快

。在不了解马赫之前，我们觉得1马赫没多少，而实际上在标准因素下，

1马赫就相当于1224公里/小时了

，这就相当于从北京到上海只需要1小时左右。

那么，既然1马赫都已经这么快了，15马赫又能达到什么恐怖的程度呢？如果按照15马赫的速度飞行1小时，能飞多少公里？

地球上真的有这么快的速度吗？

15马赫有多快？

首先咱们可以来了解一下马赫数的分级，

一般来说马赫数小于0.8就会被定义为亚音速，当其在1.2到5之间，就是超音速。一旦大于5，就会被列入高超音速的范畴了

很显然，

15马赫已经是属于高超音速

，目前人类制造的飞行器在地球高空尚未达到这个速度。不过，这也不妨碍咱们估算一下15马赫飞行一小时到底能飞多远。

超音速飞机飞行时所产生的音爆云

首先由于这种速度的飞行器肯定是在地球高空飞行了

，而随着高度的上升，音速的数值就会有所下降。因此这时的因素已经达不到340m/s了，在300m/s左右。

在这种情况下，

如果以15马赫的速度飞行一小时，那么飞行的总距离就能达到16000千米左右

。这就代表，飞两个多小时，就能绕地球一圈。

无论相隔多远，都再不是问题

可以想象一下，已经不是跨省甚至是跨国了，在速度达到15马赫的时候，

环球旅行都会变得如此快

。要知道现在很多人在大城市前往市中心通勤的时间都有两个多小时了，而在不同的速度下，

有的人过了两个多小时还在城市中打转，有的人却已经绕地球一圈了

，这种差异确实让人震惊。

当然，理想很美好，现实却很骨感。因为当飞行器达到15马赫时，

我们有心去体验，可能也无福消受

，为什么这么说呢？

正在驾驶飞行器的飞行员

以美国军方制造的X-43A为例，

它曾经创造了将近9.8马赫的飞行速度历史

，算得上是世界上飞得最快的飞机了，

而达到这个速度的飞机却是无人驾驶机

因为人体是难以承受这种飞行速度的，

在速度过快的情况下，飞行员都需要穿特制的压力服

可即使是穿上特制的保护服装，从目前的情况来看，

15马赫的速度人体依旧无法承受

。咱们尚且不论飞行器在这个速度下会不会解体或者面临其他的问题，在其中的飞行员十有八九是是“一飞冲天”然后“有去无回”了。

人体能承受的过载示意图

值得一提的是，虽然明白这一点，但是人们依旧没有要放弃研究的意思。毕竟如果飞行器的速度能达到高超音速的范畴，并且再不断地进行提速，

那么就意味着它能够以这种速度规避大多数雷达的监测，而这在军事对抗当中无疑是巨大的优势

假如某一个国家的战机达到了这个速度，

就意味着它可以轻松地将攻击范围覆盖到全球，这显然是一件相当恐怖的事情

正在空中飞行的战斗机

大家在明白载人飞行器难以做到更高速度的情况下，就将研究的重点转向了高超声速武器的研究，各国在该领域的竞争愈演愈烈。

高超声速武器的发展情况

咱们在上文中提到，在给马赫数分级的时候，当其数值大于5时就已经是高超声速了。而在高超声速武器的范围定义当中，

除了要让飞行马赫速度大于5以外，飞行高度还要小于90公里

在这一领域投入比较多的就是美国了，自进入二十一世纪，美国一直在积极研制相关的武器和设备，

比如说咱们上文中所说的创造记录的X-43A就是他们的得意之作

NASA旗下研究中心的飞行实验机

美国显然很明白“天下武功，唯快不破”的意思，

所以很早就将其当成了“常规快速全球打击”计划当中的一部分

当然除了美国以外，

俄罗斯、澳大利亚、法国、德国等都有投入研制高超声速武器

，可以看出大家对此都十分关注，毕竟高超声速武器带来的威胁确实很大。如果你拥有了这个利器，哪怕按兵不动，

也有着超强的威慑力

高超音速武器原理图

首先由于速度太快，

会使传统防御系统的探测距离和反应时间缩短

，这是第一个恐怖的威胁。其次就是由于高超声速武器所处环境特性的复杂，其周围的大气密度变化十分激烈，

这样的话防御系统就很难对其进行精准的跟踪

此外还有难以预测弹道和难以拦截的问题，比如赫赫有名的

“钱学森弹道”

，它就让人摸不着头脑。核心在于，

你甭管我怎么飞，只要导弹能到目标家门口就算是成功了

。要不怎么说“东风快递，使命必达”呢，既然发射了，肯定是不能被拒收的。

钱学森弹道轨迹

总的来说，由于高超声速的恐怖实力，

目前有能力的国家不是在研制相关的飞行器或者武器，就是在费尽心思地升级自己的防御系统

当然，更多时候大家都是双管齐下。

在研究成果越来越多的情况下，马赫这个形容“速度”的单位也变得越来越常见

。相信大家现在已经明白了马赫到底是什么，并且对其速度大约是多少也有了一定的了解。

就让我们期待更多超越速度的存在吧！

此外，如果大家感兴趣并有机会的话，

还可以前往我国火箭发射场，去看看神奇的“马赫环”

，体会一下在那种速度之下，压缩波和膨胀波相互作用下会形成什么奇妙的东西。

Mr.zhu

2025-04-25 21:34:45