馬赫(量詞)

馬赫(量詞)

馬赫是表示速度的量詞,通常用於表示飛機、飛彈、火箭的飛行速度。命名是為了紀念奧地利學者恩斯特·馬赫(Ernst Mach,1838-1916)。

基本介绍

  • 中文名:馬赫
  • 外文名:Mach number
  • 別稱:馬赫數、音速
  • 表達式:Ma=V/a
  • 提出者恩斯特·馬赫
  • 套用學科:數學、物理學
  • 適用領域範圍航空航天
  • 用途:衡量空氣壓縮性的最重要的參數
內容介紹,馬赫數值,

內容介紹

馬赫是表示速度的量詞。馬赫數1即一倍音速(音波可以在固體、液體或是氣體介質中傳播,介質密度愈大,則音速愈快,所以馬赫的大小不是固定的):馬赫數小於1者為亞音速,馬赫數大於5左右為超高音速;馬赫數是飛行的速度和當時飛行的音速之比值,大於1表示比音速快,同理,小於1是比音速慢。
奧地利學者恩斯特·馬赫奧地利學者恩斯特·馬赫
馬赫數的命名是為了紀念奧地利學者恩斯特·馬赫(Ernst Mach, 1838-1916)。
馬赫一般用於飛機、火箭等航空航天飛行器。由於聲音在空氣中的傳播速度隨著不同的條件而不同,因此馬赫也只是一個相對的單位,每“一馬赫”的具體速度並不固定。在低溫下聲音的傳播速度低些,一馬赫對應的具體速度也就低一些。因此相對來說,在高空比在低空更容易達到較高的馬赫數(攝氏零度之海平面音速約為 1193 km/hr;一萬公尺高空的音速約為 1062 km/hr)。
當馬赫數Ma<0.3時,流體所受的壓力不足以壓縮流體,僅會造成流體的流動。在此狀況下,流體密度不會隨壓力而改變,此種流場稱為亞音速流(Subsonic flow),流場可視為不可壓縮流場。一般的水流及大氣中空氣的流動,譬如湍急的河流、颱風風場和汽車的運動等,皆屬於不可壓縮流場。但流體在高速運動(流速接近音速或大於音速)時,流體密度會隨壓力而改變,此時氣體之流動稱為可壓縮流場(Compressible flow)。當馬赫數Ma>1.0,稱為超音速流(Supersonic flow),此類流況在航空動力學中才會遇到。現在中國已經成功研製出並成功試飛超高音速飛機,最高可達6倍音速。
任何物體在超高音速飛行時其頭部的激波後方都會產生超高溫氣流, 因此選擇抗熱材料是十分必要的。
馬赫的大約速度換算一般認為相當於340.3 m/s,又大約等同於1225 km/h,761.2 mph,或者1116 ft/s。即視為等於聲音在15攝氏度(59華氏度,288.15開氏度)的空氣中傳播的速度。

馬赫數值

依照馬赫數的不同,流體分為幾種流況:
不可壓縮流
亞音速不可壓縮流:M<0.3
馬赫用於表示飛機的速度馬赫用於表示飛機的速度
可壓縮流
亞音速可壓縮流:0.3≤M≤0.8
跨音速:0.8≤M≤1.2
超音速:1.2≤M≤5
超高音速:M≥5

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