你一定聽(tīng)過(guò)這個(gè)詞：“超音速飛行，達(dá)到1馬赫?！?/p>
但你知道1馬赫到底是多少公里每小時(shí)？飛到這個(gè)速度，是種什么感覺(jué)呢？
什么是“馬赫”？
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，馬赫數(shù)是指物體速度與當(dāng)?shù)匾羲俚谋戎?。馬赫是該比值的單位符號(hào)。二者關(guān)系類似于“質(zhì)量”與“千克”。
1馬赫 =當(dāng)?shù)乜諝庵械囊羲佟?/p>
2馬赫 = 兩倍音速。以此類推。
這個(gè)單位是為了更科學(xué)地描述在不同環(huán)境下的高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
而且，“馬赫”這個(gè)名字，也是為了紀(jì)念?yuàn)W地利-捷克的一位物理學(xué)巨匠——恩斯特·馬赫。
19世紀(jì)末，馬赫研究了高速流體力學(xué)和沖擊波現(xiàn)象，是超音速理論的奠基人之一。
所以后來(lái)，科學(xué)家為了致敬他，把這個(gè)高速比值叫做“馬赫數(shù)”。
1馬赫到底是多少公里每小時(shí)？
很多人以為音速是固定值，比如常聽(tīng)說(shuō)：
音速 = 1225km/h。
其實(shí)，這只是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、15℃氣溫、海平面高度的情況下測(cè)得的值。
實(shí)際上，音速隨環(huán)境變化而變化：
音速本質(zhì)上取決于氣體分子的運(yùn)動(dòng)速度——?dú)鉁卦礁?，分子運(yùn)動(dòng)越快，音速也越快；反之亦然。
所以飛機(jī)在地面附近飛行時(shí)，1馬赫大約是1225 km/h；但到了高空稀薄寒冷的環(huán)境，1馬赫就下降到1000km/h左右。
總的來(lái)說(shuō)，你可以粗略理解成：
1馬赫≈ 1220～1230公里/小時(shí)
這比高鐵（約350 km/h）快3.5倍，比F1賽車（約380 km/h）快3.2倍，比噴氣式民航機(jī)（900km/h）還要快30%左右。
突破1馬赫，為什么是飛行史上的“生死線”？
在亞音速飛行時(shí)（小于0.8馬赫），空氣可以順暢繞過(guò)機(jī)身流動(dòng)。
但當(dāng)接近1馬赫時(shí)，情況就完全變了。
空氣來(lái)不及躲開(kāi)，被壓在飛行器前方，形成激波，這種現(xiàn)象引發(fā)的阻力驟增被稱為音障。
而這帶來(lái)了幾個(gè)致命挑戰(zhàn)：
氣動(dòng)加速度飆升：小小操縱動(dòng)作都會(huì)造成巨大壓力，極易失控；
機(jī)身振動(dòng)加劇：激波沖擊讓飛機(jī)震顫，有些早期飛機(jī)會(huì)直接空中解體；
操控反轉(zhuǎn)：一些飛機(jī)甚至?xí)霈F(xiàn)“拉升下沉”的反常反應(yīng)，非常危險(xiǎn)。
這也是為什么，1947年查克·耶格爾駕駛貝爾X-1突破音障時(shí)，幾乎是在賭命。
在馬赫數(shù)接近1的那一刻，飛機(jī)方向舵幾乎失靈，他靠著改裝過(guò)的“穩(wěn)定尾翼”才勉強(qiáng)沖了過(guò)去，成為人類歷史上第一位“打破聲音墻”的人。
超馬赫飛行，現(xiàn)在是什么水平？未來(lái)又會(huì)怎樣？
最早突破1馬赫的，不是飛機(jī)，而是——子彈。
火藥發(fā)射出的標(biāo)準(zhǔn)步槍子彈，初速通常在600～1200米/秒（約1.75-3.5馬赫，海平面標(biāo)準(zhǔn)）之間，很多型號(hào)在離開(kāi)槍口時(shí)就已經(jīng)超音速，達(dá)到1馬赫以上。
而今天的軍事和航天領(lǐng)域，已經(jīng)把這個(gè)速度推向了更瘋狂的高度：
普通戰(zhàn)斗機(jī)（如F-22）巡航速度在1.8馬赫左右；
高超音速導(dǎo)彈（如俄羅斯“鋯石”導(dǎo)彈）飛行速度則能達(dá)到8-9馬赫；
而NASA的X-43A無(wú)人機(jī)，試驗(yàn)飛行速度記錄是9.6馬赫，每小時(shí)近1萬(wàn)公里！
未來(lái)，人類正在研發(fā)高超音速武器（速度≥5馬赫），能在10分鐘內(nèi)打擊全球任何目標(biāo)。
還有高超音速民航客機(jī)，預(yù)計(jì)可在2小時(shí)內(nèi)從北京飛到紐約（當(dāng)然，目前仍面臨材料、氣動(dòng)、成本等一系列挑戰(zhàn)）。
馬赫數(shù)，不只是軍事噱頭，它是真正改變交通、戰(zhàn)爭(zhēng)、經(jīng)濟(jì)格局的潛力技術(shù)。
音爆云
每次超音速突破，飛行器周圍會(huì)瞬間形成一種震撼的現(xiàn)象——普朗特爾-格勞特凝結(jié)云。
簡(jiǎn)單說(shuō)，就是因?yàn)榫植繗鈮杭眲∠陆?，?dǎo)致空氣水汽凝結(jié)，形成一圈白色的圓環(huán)，就像飛機(jī)在穿破一堵“無(wú)形墻壁”。
這種現(xiàn)象被稱為音爆云，在高速攝影中非常壯觀。
而在地面聽(tīng)到的那一聲巨響，不是飛機(jī)本身撞破了什么，而是激波在傳遞到你耳邊時(shí)的能量釋放。
總結(jié)
突破1馬赫，不只是追求快，而是對(duì)物理極限的挑戰(zhàn)。1馬赫，是人類第一次聽(tīng)見(jiàn)自己打破沉默的聲音。也是每一次科技躍遷背后，悄無(wú)聲息但決絕的一次次加速。
所以，別小看“1馬赫”這個(gè)詞，它承載著人類飛天夢(mèng)里最勇敢的一聲吶喊。
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