馬赫到底是怎樣一種單位?馬赫對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)而言有著怎樣的意義?:謝邀,簡(jiǎn)單的說(shuō)答案就是“馬赫就是一個(gè)速度單位,對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)除了表示速度外沒(méi)有任何意義。”馬赫(Mac
謝邀,簡(jiǎn)單的說(shuō)答案就是“馬赫就是一個(gè)速度單位,對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)除了表示速度外沒(méi)有任何意義。”
馬赫(Mach number)是表示速度的量詞,馬赫數(shù)是飛行的速度和當(dāng)時(shí)飛行環(huán)境下的音速之比值,大于1表示比音速快,同理,小于1是比音速慢。
這種問(wèn)題的核心并不在于馬赫是什么?而是在于為什么戰(zhàn)斗機(jī)會(huì)選擇用馬赫數(shù)作為其飛行速度的指標(biāo)。
我們知道的是1馬赫=1倍音速。但大多數(shù)人不知道的是聲速可變。
先說(shuō)說(shuō)聲波和聲速吧,有助于理解這個(gè)問(wèn)題。
當(dāng)一個(gè)物體在空氣中震動(dòng)的時(shí)候就會(huì)帶動(dòng)空氣振動(dòng),這種振動(dòng)就是空氣中的聲波了(液體和固體中也有這種振動(dòng)傳遞叫做液體聲速和固體聲速)。空氣的振動(dòng)其實(shí)特別有意思,因?yàn)榭諝馐且环N可以壓縮的物質(zhì),因此在振動(dòng)的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)被壓縮和倍擴(kuò)張的情況——因此聲波在傳遞過(guò)程中是以一種縱波(縱波:振動(dòng)方向和傳播方向平行)的方式進(jìn)行傳遞的。
那么如果這個(gè)振動(dòng)源在空氣中移動(dòng)會(huì)怎樣?很多人覺(jué)得會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng),逼近的時(shí)候音調(diào)提高,遠(yuǎn)離的時(shí)候音調(diào)降低。
那么就有一個(gè)很好玩的特例了,如果在空氣中運(yùn)動(dòng)的物體以聲速運(yùn)行,那么物體前面空氣中傳遞的縱波就無(wú)法進(jìn)行傳遞,會(huì)一直積累在物體前面。于是空氣就會(huì)在物體前面無(wú)限的壓縮(理想氣體),物體前面的音調(diào)就會(huì)無(wú)限的提高。在這種時(shí)候就產(chǎn)生了一個(gè)概念叫做音障。
如果是理想氣體的話,音障是一個(gè)密度無(wú)限大的墻,飛機(jī)撞在上面的時(shí)候會(huì)直接破碎。但世界上并沒(méi)有理想氣體,并且空氣還是一種流體,因此空氣就會(huì)形成激波將作用于飛行物前面壓縮空氣的能量向運(yùn)動(dòng)方向的四周傳遞出去。
一旦壓縮空氣的能量被向四周釋放,那么這個(gè)物體就達(dá)到了音速突破了音障。
突破音障的時(shí)候會(huì)造成大量的能量釋放——音爆。這個(gè)能量集中在飛行器飛行路線的一個(gè)錐角范疇內(nèi),具有極大的傷害作用。這種傷害不僅僅對(duì)于飛機(jī)之外的人或事物有傷害,對(duì)于飛機(jī)本身也是存在傷害的。因此凡是能超過(guò)音速的飛機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程中都對(duì)音爆激波進(jìn)行形狀優(yōu)化,使飛機(jī)上的部件處于這個(gè)錐體之內(nèi)。
而且突破音障的過(guò)程也是一個(gè)需要飛行員、飛機(jī)做好準(zhǔn)備的過(guò)程,因?yàn)橐粽贤黄坪髩毫ρ杆籴尫,飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性會(huì)有較大改變。
但這里問(wèn)題就來(lái)了,我們剛剛提到了聲速可變,聲速和氣壓、溫度都有密切關(guān)系,不同高度的聲速是不一樣的,我們通常說(shuō)的340米/秒聲速是在海平面高度25度的條件下的聲速,如果海拔增高到10000米高度聲速有可能降低到300米/秒以下(其實(shí)根據(jù)公式計(jì)算是299.41米/秒)。那么如果用公里/小時(shí)或者海里/小時(shí)的固定速度進(jìn)行速度表示的話,那么飛行員就根本不知道自己在哪個(gè)速度節(jié)點(diǎn)上達(dá)到聲速,也無(wú)法做出跨越音障的準(zhǔn)備。
因此在基礎(chǔ)的六種飛行儀表之外,能夠超音速的飛機(jī)一般都會(huì)有一個(gè)馬赫表(上圖沒(méi)有)。馬赫表的樣子是:
就是一個(gè)指針小儀表,其實(shí)在飛機(jī)駕駛艙內(nèi)并不顯眼,而且由于其僅僅是夸音速的時(shí)候用一下,還有很多飛機(jī)將馬赫表做到空速表上。
200位置的黃色小尖頭表示是1馬赫。
所以說(shuō)啊,馬赫數(shù)其實(shí)用處真的隊(duì)?wèi)?zhàn)斗機(jī)沒(méi)太大意義。唯一的意義也就是在同等高度馬赫數(shù)極限高的飛機(jī)飛行速度快一些而已。
平時(shí)飛行員基本上也不看這個(gè)表的,直接看速度表,飛機(jī)上的速度表叫空速,代表飛機(jī)在空中相對(duì)于空氣的速度。而地面塔臺(tái)則通過(guò)雷達(dá)測(cè)速計(jì)算飛機(jī)的地速,代表飛機(jī)相對(duì)于地面的速度。
沒(méi)有報(bào)速度喊:“ 01,01,你的飛行速度,呃……是2.3馬赫!边@樣太不精確了。
我們發(fā)現(xiàn),飛機(jī)在低空、低速飛行時(shí),通常用“節(jié)”描述速度;而在高空、高速飛行時(shí),又會(huì)用“馬赫數(shù)”衡量速度。
其實(shí)馬赫數(shù)不是速度,而是氣流速度與當(dāng)?shù)芈曀俚谋戎担脕?lái)表征流場(chǎng)壓縮性大小。馬赫數(shù)越大,氣體壓縮性越大。
馬赫數(shù)很重要,它反映了飛機(jī)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)的特性,對(duì)飛行安全、機(jī)翼改進(jìn)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都有重要意義。
聲音是一種機(jī)械波,音速就是聲波在某種介質(zhì)中的傳輸速度。在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、溫度15℃下,聲音在空氣中的傳播速度為340米/秒。
但大氣層不是一個(gè)上下均勻的整體,它有對(duì)流層、平流層、中間層等不同環(huán)境。
在對(duì)流層中,隨高度升高,大氣密度、溫度相應(yīng)降低。海拔每升高100米,氣溫平均下降0.65℃。到1萬(wàn)米高空時(shí),溫度已下降到零下50℃左右。
再往上到35~40 千米的平流層中下區(qū)域,氣溫幾乎不隨高度變化,基本保持在零下45℃左右,所以也叫“同溫層”。
在空氣介質(zhì)中,音速的變化與溫度密切相關(guān)。溫度越高,空氣分子越活躍,聲音傳播速度越快;反之,溫度越低音速越慢。
因此,飛機(jī)以相同速度在不同環(huán)境中飛行,得到的馬赫數(shù)卻不相同。比如飛機(jī)以340米/秒在溫度15℃的海平面上飛行,馬赫數(shù)為1;在1萬(wàn)米高空仍以340米/秒飛行,馬赫數(shù)卻變成了1.14左右。
在高空飛行時(shí),就算飛機(jī)空速表指示空速不變,也會(huì)因高度增加音速減小,而不知不覺(jué)的超過(guò)臨界馬赫數(shù),從而影響飛行安全。用“馬赫數(shù)”衡量速度,能讓飛行員快速清晰的了解飛行狀態(tài),提高安全性。
音速是大氣中運(yùn)動(dòng)物體的速度標(biāo)桿。飛機(jī)在空氣中飛行時(shí),機(jī)身不斷擾動(dòng)空氣形成聲波,并以音速向四周傳播。
飛機(jī)速度<0.3 Ma時(shí),氣體密度變化很小,對(duì)飛行影響很。
0.3<Ma<0.8亞音速時(shí),空氣流場(chǎng)會(huì)壓縮但不會(huì)產(chǎn)生激波;
0.8<Ma<1.2跨音速時(shí),出現(xiàn)激波,產(chǎn)生巨大阻力,飛機(jī)狀態(tài)不穩(wěn)定;
Ma>1時(shí)為超音速,Ma>5時(shí)為高超音速,會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)激波、高溫、振動(dòng)激勵(lì),并伴隨化學(xué)反應(yīng)和輻射。
可以看出,1馬赫是個(gè)重要節(jié)點(diǎn),在此節(jié)點(diǎn)前后很多事情會(huì)發(fā)生變化。
當(dāng)飛機(jī)速度超過(guò)音速時(shí),飛機(jī)會(huì)追上自己產(chǎn)生的聲波振動(dòng),聲波來(lái)不及向前傳播,就堆積在前方形成一堵“空氣墻”,壓力越來(lái)越大形成激波。
激波造成巨大阻力,飛機(jī)變得很不穩(wěn)定,頭重尾輕,劇烈振動(dòng),升力驟降,燃料消耗也大大增加。
二戰(zhàn)后期,很多優(yōu)秀飛行員在這上面吃了大虧。當(dāng)時(shí)的飛機(jī)動(dòng)力增加很快,達(dá)到2000~2500馬力,飛機(jī)速度開(kāi)始接近音速。當(dāng)飛機(jī)俯沖時(shí)會(huì)瞬間超過(guò)音速,進(jìn)入“音障”,飛機(jī)突然失去控制,甚至空中解體。
不光俯沖時(shí)超音速,機(jī)翼上表面氣流也會(huì)先于飛機(jī)進(jìn)入超音速。
按照伯努利原理,從機(jī)翼上表面流過(guò)的氣流速度會(huì)加快。當(dāng)飛機(jī)接近音速時(shí),機(jī)翼上表面氣流就已經(jīng)超音速了,此飛行馬赫數(shù)被稱為臨界馬赫數(shù)。
▲臨界馬赫數(shù)
此時(shí)飛機(jī)局部超音速,激波阻力大增,機(jī)翼下沉、機(jī)頭下栽,難以控制。為了推遲機(jī)翼上表面氣流超音速,提高臨界馬赫數(shù),人們對(duì)機(jī)翼進(jìn)行了很多改良,產(chǎn)生了很多新翼型。
二戰(zhàn)時(shí)的飛機(jī)大多是平直機(jī)翼,升力大,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制方便,但不適合高速飛行。它與空氣來(lái)流垂直,上表面空氣流速很快。
工程師將機(jī)翼向后斜置,使其與機(jī)身軸線形成一個(gè)后掠角。這樣機(jī)翼就不與來(lái)流垂直了,來(lái)流速度被分解為垂直機(jī)翼前緣的法向速度和平行于機(jī)翼的速度。法向速度分量小于音速,就能推遲激波產(chǎn)生,減小阻力。
后掠翼很快在大部分機(jī)型上使用,但它的缺點(diǎn)也很多。后來(lái)又陸續(xù)發(fā)展了三角翼、雙三角翼、變后掠翼、梯形翼、鴨翼等,使飛機(jī)在高速飛行時(shí)仍有優(yōu)秀氣動(dòng)性能。
對(duì)大型飛機(jī)和運(yùn)輸機(jī)來(lái)說(shuō),三角翼不太合適,1967年,美國(guó)航空科學(xué)家惠特科姆提出了超臨界翼型。
這種翼型前緣鈍圓,上表面平坦,下表面后緣處反凹,后緣較薄向下彎曲,能有效減小附面層分離,延緩激波產(chǎn)生,提高臨界馬赫數(shù),在大型運(yùn)輸機(jī)、客機(jī)上使用效果很好。
綜上,飛機(jī)在跨越音速時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種復(fù)雜的物理現(xiàn)象,對(duì)飛行影響很大。用馬赫數(shù)衡量飛機(jī)高速運(yùn)動(dòng)特性,對(duì)飛行安全、控制、飛機(jī)設(shè)計(jì)都有重要意義,是不可缺少的指標(biāo)參數(shù)。
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圖、F-22突破音障的瞬間
在衛(wèi)星技術(shù)成熟之前,偵察機(jī)對(duì)速度最具迫切需求,因?yàn)閭刹鞕C(jī)幾乎沒(méi)有防護(hù)能力,它為了躲避攔截,只能通過(guò)提升速度的方式避難。因此美國(guó)空軍就在1960年代推出了一款“雙三”偵察機(jī)。美國(guó)空軍還在1987年提出“先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)”項(xiàng)目,其中就提到“超音速巡航”的概念,例如米格-31截?fù)魴C(jī)、F-22、空載狀態(tài)的臺(tái)風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)都具備超音速巡航的能力。
馬赫數(shù)是戰(zhàn)斗機(jī)飛行速度和當(dāng)時(shí)飛行的音速比值,公式為:Ma=U/C,其中U為流速,C為音速。音速為壓力波在流體中傳遞的速度。馬赫數(shù)是為了紀(jì)念?yuàn)W地利科學(xué)家恩斯特·馬赫(Ernst Mach)而得名。
馬赫在1838年出生于奧地利帝國(guó)摩拉維亞布爾諾,他的物理學(xué)研究課題主要是光的傳播規(guī)律和超音速現(xiàn)象。馬赫和物理學(xué)家皮特·薩徹在1887年發(fā)表了有關(guān)超音速的相關(guān)論文,正確描述了超音速聲爆現(xiàn)象,并推導(dǎo)出高速拋體尖端的圓錐形沖擊波的現(xiàn)象。
馬赫數(shù)一半應(yīng)用在飛行器、火箭等領(lǐng)域,因?yàn)槁曇粼诳諝庵械膫鞑ニ俣葧?huì)隨著不同條件而改變,因此馬赫數(shù)也是一個(gè)相對(duì)單位。“一馬赫”的具體速度并不固定。馬赫數(shù)在低溫下傳播速度低一些,因此戰(zhàn)斗機(jī)在高空能比在低空更容易到達(dá)較高馬赫數(shù)。1947年10月14日,耶格爾曾駕駛一架X-1試驗(yàn)飛機(jī)通過(guò)脫離B-29載具的形勢(shì),首次突破音障,超過(guò)一馬赫。
馬赫是表示速度的單位。一馬赫表征一倍介質(zhì)中聲音的速度,比如在海平面高度為0的空氣中,一馬赫約為340m/s.
與馬赫非常相近的另一個(gè)概念是馬赫數(shù),馬赫數(shù)和馬赫不同,馬赫數(shù)不是單位,而是表示速度和音速的比,是用于衡量空氣壓縮性的最重要的參數(shù)。比如馬赫數(shù)M為1,表示飛行器的飛行速度等于其周邊空氣中聲音傳播速度,但這個(gè)速度并不是定值,海平面1馬赫與2萬(wàn)米高空1馬赫,其對(duì)地速度是不同的,海平面1馬赫=340m/s,2萬(wàn)米高空由于溫度下降,1馬赫降為277m/s。
說(shuō)一點(diǎn)題外話:戰(zhàn)斗機(jī)的飛行包線通常都用馬赫數(shù)來(lái)表示,因?yàn)榭账俟軠y(cè)量到的不是速度,而是通過(guò)分別測(cè)量空氣靜壓和總壓掌握到空氣壓縮程度,從而算出馬赫數(shù)。一架戰(zhàn)斗機(jī)飛出的極限馬赫數(shù)通常都是高空飛出來(lái)的,一般不會(huì)低于11000m。所以大家看到一架飛機(jī)可以飛2倍音速,千萬(wàn)不要簡(jiǎn)單的將其換算為680m/s每秒,因?yàn)槟鞘歉呖诊w出來(lái)的,音速一定<340m/s。那為啥不貼著海平面飛2馬赫呢?原因很簡(jiǎn)單,人類還沒(méi)有掌握能讓?xiě)?zhàn)斗機(jī)在超低空飛2馬赫而保證飛機(jī)不解體的技術(shù)。戰(zhàn)斗機(jī)在低空的飛行速度往往不用馬赫數(shù)表示,而是一個(gè)叫“低空表速”的東西,單位是km/h。比如殲十C的低空最大表速是1350km/h,F(xiàn)C-31的最大表速是1400km/h。
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馬赫是一個(gè)速度單位,它的命名是因?yàn)?9世紀(jì)奧地利的物理學(xué)家馬赫。馬赫在測(cè)量步槍子彈擊發(fā)和飛行速度方面下了很大功夫,取得一些成就,人們?yōu)榱思o(jì)念,就以馬赫為單位來(lái)標(biāo)示飛行速度較快的物體。隨著航空技術(shù)的快速進(jìn)步,飛機(jī)從亞聲速邁向了超聲速,馬赫這個(gè)名詞的出現(xiàn)概率就更高了,后來(lái)幾乎成為衡量一種飛機(jī)速度性能高低的關(guān)鍵指標(biāo)。馬赫對(duì)飛機(jī)來(lái)說(shuō)很重要,不論是戰(zhàn)斗機(jī),還是其他機(jī)種,速度的快慢會(huì)影響飛機(jī)執(zhí)行任務(wù)的效率。在空戰(zhàn)中,高速性能的優(yōu)劣,也會(huì)影響空戰(zhàn)的局勢(shì)。
1馬赫一般指的是常規(guī)聲速,也就是每秒鐘340米。但需要注意的是,聲音的傳播受到大氣環(huán)境因素的影響,在不同的高度和海拔上差別較大。規(guī)律是高度越高,空氣越稀薄,則聲音的傳播速度越慢,會(huì)低于常規(guī)的每秒340米。
有的飛機(jī)在3萬(wàn)米的高空飛行,速度能夠達(dá)到3馬赫,比方說(shuō)美國(guó)的戰(zhàn)略偵察機(jī)SR-71黑鳥(niǎo),以及蘇俄的米格25。米格31的速度可以接近3馬赫。但這僅限于在高空飛行,如果降低高度,飛機(jī)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)3馬赫的速度。原因是高度越低,空氣密度越大,相應(yīng)的阻力也越大。
空氣密度大了,質(zhì)量自然也多了。空氣本身是一種可壓縮物質(zhì),速度較快的物體在空氣中飛行時(shí),會(huì)擠壓住飛行物前方的空氣。如果飛行速度低于聲速,則影響較小。如果高于聲速,剛才的聲音還沒(méi)傳播到位,此時(shí)的聲音也擠壓了上去,空氣中的密度和能量會(huì)很強(qiáng)。如果飛機(jī)的強(qiáng)度不夠,撞在高密度空氣上,會(huì)直接毀掉。這就是聲障。
后來(lái)材料技術(shù)取得重大進(jìn)展,超音速飛機(jī)的外型也重新設(shè)計(jì),強(qiáng)調(diào)流線型和削減設(shè)計(jì)。最終突破了聲障,逐步發(fā)展出速度2馬赫的戰(zhàn)機(jī),這種飛機(jī)兩倍于音速,極大地提升了空軍的作戰(zhàn)半徑和應(yīng)變能力,改變了空戰(zhàn)打法。
實(shí)際上馬赫數(shù)也存在一個(gè)臨界值,這個(gè)臨界值并不是1馬赫,而是0.85馬赫。一般來(lái)說(shuō),低于0.85馬赫,就是亞聲速。超過(guò)0.85馬赫,但沒(méi)有超越1.1馬赫,叫做跨音速,超過(guò)1.1才叫超音速,F(xiàn)代隱形戰(zhàn)機(jī),可以在不開(kāi)加力的情況下,實(shí)現(xiàn)超音速巡航。還能在發(fā)動(dòng)機(jī)低損耗的情況下,輕松突破2馬赫大關(guān)。隱形機(jī)在高速狀態(tài)下還能機(jī)動(dòng),具備更強(qiáng)的攻防能力。在空戰(zhàn)這種分秒必爭(zhēng)的戰(zhàn)斗中,速度是很重要的。但一味追求高速度也沒(méi)有用,戰(zhàn)機(jī)要根據(jù)實(shí)際需要來(lái)設(shè)計(jì)最大飛行速度。
馬赫是一個(gè)物理學(xué)家的名字,
由馬赫命名的單位馬赫又稱馬赫數(shù),是一個(gè)速度單位,是速度與聲速的比值,1馬赫=340米/秒=1倍聲速,是以聲速為計(jì)量單位,
馬赫數(shù)對(duì)于飛機(jī)飛行意義重大,
馬赫數(shù)=1馬赫的時(shí)候,飛機(jī)會(huì)與聲波同速并產(chǎn)生共振累積,直至被自己發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的振動(dòng)振碎,這就是大名鼎鼎的聲障,聲障極度危險(xiǎn),
因此不存在1馬赫的飛機(jī),
飛機(jī)從低于1馬赫加速到超過(guò)1馬赫時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng),加速時(shí)間超過(guò)幾十秒,就會(huì)碎裂,
所以早年超音速是很難的,
超音速對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,加速時(shí)動(dòng)力功率,與機(jī)身固有頻率分布都有諸多要求,
強(qiáng)度要高,加速時(shí)間要短,固有頻率要分散,
亞音速巡航一般選O.8馬赫,而不會(huì)近音速,
超音速,會(huì)選1.2馬赫以上,總之,超就一步跨過(guò),不超就老老實(shí)實(shí)低速,
1馬赫要遠(yuǎn)離,
而1.5馬赫以上的高超音速則“反而簡(jiǎn)單\"
只需要?jiǎng)恿蛷?qiáng)度,與聲音關(guān)系不大了。1.5馬赫以上馬赫數(shù)只是一個(gè)速度單位,
多普勒效應(yīng),與馬赫數(shù)關(guān)系密切,
馬赫是用來(lái)表示飛機(jī)飛行速度的一個(gè)度量單位,其物理意義就是表示飛機(jī)飛行速度與當(dāng)時(shí)音速的比值。由于這個(gè)比值在現(xiàn)實(shí)生活中比較抽象,但是對(duì)于飛機(jī)的飛行又非常重要,因此為了直觀地表達(dá)飛行速度接近或超過(guò)音速的程度,即速度和音速的比。科學(xué)家就用了這么一個(gè)單位:馬赫數(shù),它表示飛行速度與音速的比值,用英文字母M表示。這一度量單位是以19世紀(jì)奧地利著名物理學(xué)家伊?馬赫的姓氏命名的。伊?馬赫曾經(jīng)對(duì)步槍射出的彈丸超音速飛行進(jìn)行了很多有開(kāi)創(chuàng)性的研究,為了紀(jì)念他的成就,于是使用“馬赫”來(lái)表示飛機(jī)的飛行速度。例如,如果一架飛機(jī)的M數(shù)小于1,則意味著飛機(jī)速度比當(dāng)時(shí)的音速要小,這架飛機(jī)是亞音速飛行;如果飛機(jī)的M數(shù)等于1,則意味著與音速相等;如果飛機(jī)的飛行M數(shù)大于1,則是超音速飛行。
馬赫數(shù)用于表示飛機(jī)飛行速度與當(dāng)時(shí)音速的比值,但不能表示飛機(jī)相對(duì)地面的飛行速度。因?yàn)橐羲偈菚?huì)隨著環(huán)境的變化而發(fā)生變化。我們知道聲波可以通過(guò)介質(zhì)傳播,在空氣中聲音傳播的速度一般為340米/秒,大約是1224千米/小時(shí)。這是在大氣壓強(qiáng)為海平面,同時(shí)大氣溫度為15℃時(shí)測(cè)得的聲音傳播速度。如果隨著高度升高,大氣為變得稀薄,氣溫也會(huì)降低,一般是每升高1000米大氣溫度下降6℃,相應(yīng)地,聲音的傳播速度也會(huì)減小。如果高度是10000米,此時(shí)大氣溫度為零下45℃,此時(shí)音速會(huì)降低為300米/秒,換算成相對(duì)地面速度為1080千米/小時(shí),如果某一架飛機(jī)在此時(shí)此地以2馬赫的速度飛行,則它相對(duì)地面的飛行速度為2160千米/小時(shí)。如果高度繼續(xù)升高,溫度相應(yīng)下降,1馬赫音速所對(duì)應(yīng)的地面速度還會(huì)降低。
美國(guó)海軍F-14“雄貓”戰(zhàn)斗機(jī)最大飛行速度超過(guò)2500千米/小時(shí),約2.38馬赫
一般來(lái)說(shuō),對(duì)于很多戰(zhàn)斗機(jī)而言,大部分時(shí)間都是在亞音速的范圍內(nèi)飛行,即馬赫數(shù)小于1,只有少部分時(shí)間會(huì)采用超音速飛行,例如要快速投入戰(zhàn)斗,或者是要發(fā)射遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈,這時(shí)候飛行員會(huì)打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)加力,使戰(zhàn)斗機(jī)快速加速到超過(guò)音速飛行,但是持續(xù)時(shí)間比較短,可能進(jìn)行超音速巡航。目前只有第5代戰(zhàn)斗機(jī)美軍F-22“猛禽”可以進(jìn)行最大馬赫數(shù)為1.5M的超音速巡航,巡航能力一般不超過(guò)半小時(shí),這保證了F-22在攻擊沒(méi)有超音速巡航的戰(zhàn)斗機(jī)時(shí)可以做到首發(fā)攻擊,如果攻擊失敗也進(jìn)行高速撤離,這樣敵人是打也打不上,追也追不動(dòng),只能干著急瞪眼。
正在進(jìn)行超音速飛行的F-22“猛禽”
崤山小虎第357條回答。
馬赫是一種速度單位,是以聲音在流體中每秒的傳播速度作為單位值的。
1.馬赫數(shù)限定用于流體場(chǎng)中測(cè)定速度。
2.馬赫數(shù)是同一流體場(chǎng)中物速與聲速的比值。
3.通常用于測(cè)量流體場(chǎng)中的高速運(yùn)動(dòng)物體。
4.雖然水中、液態(tài)金屬也屬于流體場(chǎng),但在該流體場(chǎng)目前并有高速運(yùn)動(dòng)的其他物體,故此馬赫數(shù)通常應(yīng)用于高速物體在空氣中的速度值。(水中音速為1500m/s,水銀中音速為1450m/s)
先說(shuō)三個(gè)名詞:地速、表速(空速)、真速(真空速)。
一、戰(zhàn)斗機(jī)高空中沒(méi)有(Km/h)速度參照物(地速)。
戰(zhàn)斗機(jī)在高空中飛行,大多數(shù)是看不到地面的。所以,在空中就沒(méi)辦法知道相對(duì)于地面的精確速度。所以,地速對(duì)空中飛行員沒(méi)有意義。
而地速通常就是我們用地面雷達(dá)測(cè)定的飛機(jī)相對(duì)于地面的速度。用km/h表示。
二、用空速管測(cè)定飛機(jī)的表速(空速)、真速。
汽車(chē)有儀表盤(pán),飛機(jī)也同樣有儀表盤(pán),而飛機(jī)測(cè)定速度的依據(jù)就是空速管。
(此表盤(pán)用速度節(jié)為單位↑↑↑)
表速(空速):
用空速管測(cè)定飛機(jī)相對(duì)于空氣的運(yùn)動(dòng)速度,即為表速。但表速對(duì)飛行員有意義,對(duì)地面管制沒(méi)有意義。
真速(真空速):
飛機(jī)依據(jù)氣壓高度表,經(jīng)氣壓換算成海平面高度的指示空速。這個(gè)速度通常用于參考地速,因?yàn)榭罩杏酗L(fēng)。
二者與馬赫數(shù)的關(guān)系:
音速在不同的溫度,壓強(qiáng)、高度的數(shù)值(m/s)是不一樣的(變量)。但對(duì)于瞬時(shí)的高度、壓強(qiáng)、氣溫變化來(lái)說(shuō)又相對(duì)不變(常數(shù))。
所以,而飛機(jī)在空中的高度是來(lái)回變化的,所以,用音速來(lái)作為單位值來(lái)測(cè)定瞬時(shí)速度就最為合理。
(此表盤(pán)用速度節(jié)↑↑↑馬赫數(shù)0.781)
三、用馬赫數(shù)表示飛行速度,簡(jiǎn)單合理。
戰(zhàn)斗機(jī)在空氣中飛行,應(yīng)用了空氣動(dòng)力學(xué)原理,如果速度用km/h來(lái)表示,通常會(huì)用三~四位數(shù)來(lái)表示:
比如用1208Km/h來(lái)表示飛機(jī)表速,不僅數(shù)值多,而且零頭意義不大,且在飛機(jī)儀表盤(pán)上讀不準(zhǔn)。
“馬赫是表示速度的量詞,又叫馬赫數(shù),一馬赫即一倍音速馬.馬赫數(shù)大于5左右為超高音速;馬赫數(shù)是飛行的速度和當(dāng)時(shí)飛行的音速之比值,大于1表示比音速快,同理,小于1是比音速慢。馬赫的大約速度換算大約等同于1225 km/h,
我國(guó)殲20戰(zhàn)機(jī)最高飛行速度在2.92馬赫左右,美國(guó)F35戰(zhàn)機(jī)最高飛行速度在1.8馬赫左右,美國(guó)F22戰(zhàn)機(jī)最高飛行速度在2.25馬赫左右.在飛行速度上我們的殲20是戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)的!
無(wú)可厚非馬赫數(shù)越大,其飛行速度越快,飛行速度越快被導(dǎo)彈打中的機(jī)率越小,而目前世界上最快的導(dǎo)彈美國(guó)的MIM-104防空導(dǎo)彈達(dá)到了5馬赫,只要在中程距離上,沒(méi)有那款戰(zhàn)機(jī)可以逃脫他的鎖定!
馬赫,音速單位,1馬赫=1225.08千米/時(shí)(km/h),二代機(jī)時(shí)代2馬赫是當(dāng)時(shí)戰(zhàn)機(jī)的標(biāo)配,飛雙三(3馬赫+3萬(wàn)米高度)是高配!美國(guó)的SR-71黑鳥(niǎo),蘇聯(lián)的米格-25狐蝠和米格-31捕狐犬能達(dá)到“雙三”標(biāo)準(zhǔn)。它們被譽(yù)為“能甩掉導(dǎo)彈的戰(zhàn)機(jī)”
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