综述

你在日常生活中有听过“马赫”（Mech）这个词吗？显然，大部人对该词语表示有点陌生。毕竟，“马赫”一词主要出现在航空航天领域，是一个用来表示飞行器速度的常用术语，在大部分人们的日常生活中并不常出现。

但是，无论是在航空、航天还是其他相关领域，马赫数都是衡量速度的一个重要指标。那么，马赫到底是代表着什么意思呢？1马赫的速度又到底有多快？相当于每小时多少公里呢？

马赫的定义

马赫（Mech），是用于描述速度的一种单位，通常表示物体在流体中所移动速度和声速的比值。以马赫命名这个速度单位，是为了对做出重要贡献的奥地利学者恩斯特·马赫（Ernst Mach）表示纪念。对于其马赫数的计算，表达公式为Ma=V/a，其中Ma表示马赫数，V表示速度，a表示音速。

马赫，主要在航空航天领域广泛应用，以表示飞行器在大气层内的速度。它通常与声音传播的速度（专业术语为音速）存在一定关系，1马赫相当于1音速。

但是由于声音的传播速度会受到诸多因素的影响，如当有不同状态下的温度、大气密度与高度等因素出现时，声音传播速度的具体数值会发生变化。对应地，每个1马赫的具体速度在不同状态下也会发生变化，无法进行固定测算，只能给出一个相对值。

目前按照马赫数的不同，流体主要分为两种流况。第一类是根据物体所受到的压力过小时形成的不可压缩流，M此时小于0.3，这种流体状态是亚音速不可压缩流。

第二种是物体进行高速变动时，空气也会产生变化流动，这种被视作可压缩流，当M属于0.3到0.8这个范围内，为亚音速可压缩流；当M在0.8到1.2这个范围内，则为跨音速；当M 在1.2到5这个范围内，则实现了超音速；最后要是M大于或等于5时，就达到了超高音速的状态。

1马赫的速度

如果要计算出1马赫的大约速度，一般需要设定出具体的高度、大气压条件或气温条件。在标准的大气压条件和标准气温下，已知音速约为每秒340米左右，那么此时1马赫速度约相当于每小时1225 km。

后来，这个数值也成为了航空航天领域中最常见的基本速度单位。如果超过1马赫，也就相当于实现了所谓的超音速。

通俗来讲，1马赫的速度普遍高于大多数商业飞机的巡航速度，即每小时600~900公里。以波音737为例，它的巡航速度已经达到了每小时800~900公里，而1马赫的速度则显然高于此。

但是，对于F-16这类战斗机，由于其最大速度可达到约2.0马赫，换成单位是每小时2450公里，因此它又远高于1马赫，并且它的出现说明人类如今已实现了超音速。

此外值得注意的是，马赫数还会受高度影响，通常在高空表现出较高的马赫数，而在低空的马赫数则表现出偏低的现象。

但是，随着飞行高度的增加，空气温度会普遍降低，这导致音速下降。如在零摄氏度的海平面上，1马赫约为331.45m/s，换算单位相当于1193km/h。在10,000m的高度，1马赫约为299m/s，相当于1062km/h。

马赫的安全应用

在航空航天领域，马赫数是飞行器设计和性能评估的关键参数。因为马赫数不仅可以用于描述飞行器的速度，还可以用于研究飞行器的气动特性，进而对其气动设计做出有益改造。

当飞行器的速度接近或超过音速时，会对飞行器的设计和性能产生重要影响。因此，工程师在设计飞行器时，需要重视马赫数对飞行器性能的积极影响，为飞机碰上“音爆”和“音障”时提供一定保护屏障。

“音爆”和“音障”现象都发生于当飞行器的速度超过音速时。简单来讲，“音爆”是由于飞行器在空气中移动的速度超过了声速，导致空气无法及时“排开”，从而形成了一道激波。这道激波在地面上会反射表现为一声巨响，严重时可能损坏地面建筑物。

而“音障”是当飞机如果以马赫的速度在大气层中飞行时，前面的空间就会快速聚集有大量的“压缩空气”，这时飞机就会猛然受到很高的空气阻力，导致飞机的可操纵性和稳定性变差，很可能失控到剧烈摇晃，甚至会出现飞机的解体。

以超音速飞行器为例，工程师必须考虑冲击波、激波分离和气动加热等因素对其的影响，设计出可以减少空气阻力和增强控制飞行器稳定性的特殊机翼形状和结构，采用抗热防护材料，以抵抗高速飞行产生的大量热量。

超音速客机如“协和号”，就是采用马赫数作为设计标准的典型例子。“协和号”的最大飞行速度约为2.0马赫，让其能够在商用航班中大幅缩短原来飞行所需要花费的时间。

马赫数除了影响飞行器的安全，还会影响飞行安全。当飞行员遇到所描述的“音爆”和“音障”现象时，切记不可过于慌张，需要特别注意飞行器的气动特性和控制系统的响应，马上利用飞机上配备的马赫数仪表盘了解清楚速度与音速两者间在当前存在的关系，计算出具体的数值变化，以便提前做好准备，提高飞行的安全性。

结尾

“马赫”是航空航天领域的一个重要物理概念，是我们理解高速飞行和声波传播的重要工具。其中，1马赫的速度约相当于每小时1235公里，其并不是一个固定值，而是会随着气温、高度和大气条件发生变化的相对值，需要我们视情况而理解。

随着马赫数的应用愈来愈广泛，在推动航空航天、民用和军事领域方面的技术进步越发起着重要作用。

在未来，我们可以期待马赫数在更广泛的领域中发挥作用，不仅提升交通运输的效率，还将推动人类探索更远的宇宙。随着科技的进步，高速飞行的愿景将逐渐变为现实。