綜述

在我們每天的生產(chǎn)生活當中，衡量是一個(gè)反復出現的動(dòng)作，大小、速度、體積、長(cháng)短都是需要被衡量的量，要表達它們的多少，必不可少的就是單位，公斤、公里、千米每小時(shí)等等，這些都是最常見(jiàn)的單位，不過(guò)也有一部分是我們并不經(jīng)常遇到的。

比如一些其他國家才會(huì )用的單位，像是英寸、英尺、海里這一類(lèi)，涉及到的時(shí)候需要進(jìn)行一個(gè)換算，不過(guò)還有像馬赫這樣的單位就更少有人知道了，那這個(gè)馬赫具體是指什么呢？

什么是馬赫

在大多數情況下，我們是很難遇到使用馬赫的場(chǎng)景的，最多也就是在電影里面聽(tīng)到，然后大概能夠了解到這是一個(gè)表示速度的量，但是看到一馬赫這樣的表達還是不能確定其具體是什么數值。

從實(shí)際的使用中來(lái)看，馬赫跟我們一般所說(shuō)的單位還是有區別的，我們說(shuō)一米、一小時(shí)、一公斤，基本上都是很直接的表達，不用再進(jìn)行進(jìn)一步的理解。

但是馬赫并不算是標準意義上的單位，因為它的含義其實(shí)是用一個(gè)數值來(lái)表示的，而且還不是絕對數值，只是一個(gè)相對的結果，那么這個(gè)數值是如何得到的呢？

原則上就是用一個(gè)物體的運動(dòng)速度和它的升速來(lái)做一個(gè)比值，結果就是一馬赫的量，當然，這個(gè)比值雖然形式上是相對的，但是得出的數值卻是相對穩定的，基本上約等于聲速，也就是340米每秒，所以當我們說(shuō)某個(gè)物體的速度是兩個(gè)馬赫的時(shí)候，其實(shí)就需要換算一下，也就是680米每秒。

但是這里需要注意一個(gè)問(wèn)題，即便是用聲速來(lái)進(jìn)行換算了，也不代表最后的結果是準確的，因為聲音的速度不像光速，是不受介質(zhì)影響的，在經(jīng)過(guò)不同環(huán)境的時(shí)候，它多少都會(huì )出現浮動(dòng)變化的，所以如果我們要求一個(gè)非常精確的結果的話(huà)，還是要具體情況具體分析，先得到聲速的準確值，然后才能給出正確的馬赫數。

但是說(shuō)了這么多，為什么我們不直接用米每秒這樣的單位來(lái)表示，非要轉一個(gè)彎用上馬赫這個(gè)量呢？

這其實(shí)和實(shí)踐中遇到的問(wèn)題是分不開(kāi)的，理論上講，米每秒或者千米每小時(shí)是通用的，但是當目標物體的運動(dòng)速度特別大的時(shí)候，影響其運動(dòng)的因素就會(huì )變得非常復雜，比如飛機和航天器這一類(lèi)。

它們在進(jìn)入一定高度之后，溫度和大氣密度這樣一些條件就會(huì )改變整個(gè)飛行環(huán)境，這個(gè)時(shí)候再用米每秒這種常溫常壓下的單位來(lái)表達的話(huà)，肯定就不夠有代表性了，所以才有了將速度和音速做比值的設計，因為聲音可以反應出飛行環(huán)境的變化，我們也能更好地掌握此時(shí)的飛行狀況。

所以你應該也可以推測出來(lái)，當我們在用馬赫來(lái)進(jìn)行速度表達的時(shí)候，其實(shí)是有很多附加條件的，比如要額外說(shuō)明此時(shí)的飛行環(huán)境，包括高度和大氣密度等條件，并且給出聲音在這個(gè)環(huán)境中的傳播速度。

一般來(lái)說(shuō)，如果飛行環(huán)境跟常溫常壓有較大差距的話(huà)，那么聲速也基本就不會(huì )是標準的340米每秒，需要另外進(jìn)行測定，才能換算出準確的馬赫數，如果機長(cháng)或者航天器的負責人員得到一個(gè)馬赫值，他就可以很快地在大腦中進(jìn)行轉換和理解，然后對當前的飛行狀況又一個(gè)較好的把握。

我們知道，在高空當中空氣密度其實(shí)是很低的，這對于聲音來(lái)說(shuō)其實(shí)是比較好的傳播環(huán)境，因為沒(méi)有了那些會(huì )對它形成阻礙的物質(zhì)，因此聲速就要更快，相應地就得出更高的馬赫數，反之，在低空地區就有更低一些的馬赫數。那么我們就來(lái)具體看看高速飛行器的馬赫數一般都是多少。

馬赫有多快

首先說(shuō)說(shuō)我們比較熟悉的航天器，一架運載火箭在到達它在地球上空的預定位置時(shí)，馬赫數大概是在30馬赫以上，比如長(cháng)征五號當時(shí)的結果就是33到34馬赫的樣子，再乘以那個(gè)狀態(tài)下的音速也就是11570米每秒，一秒鐘能夠走過(guò)一萬(wàn)多米，絕大多數的近地面飛行物都是達不到的。

像是武器迷很熟悉的一款火箭筒RPG-7馬赫數就只有0.8，那些聽(tīng)上去雷霆萬(wàn)鈞的戰斗機也只有二點(diǎn)幾個(gè)馬赫數，當然，考慮到近地面的飛行環(huán)境，已經(jīng)算是相當不錯的性能了。

最后馬赫數為什么叫馬赫數呢，其實(shí)就是直接用了他的發(fā)明者馬赫的名字，這位物理學(xué)家在20世紀是一位舉足輕重的人物，對那個(gè)年代的物理學(xué)界比較熟悉的人都知道，著(zhù)名的廣義相對論就跟他的工作緊密相關(guān)，甚至可以說(shuō)奠定了這個(gè)理論的基礎。

馬赫的研究理念也非常先進(jìn)，比起嚴絲合縫的計算和論證，他更推崇在一種相對的思維中來(lái)看待物質(zhì)及其存在狀態(tài)，而馬赫數其實(shí)也能反映出這種思想，若非如此，我們可能還在用近地面的速度式來(lái)表達高空甚至太空中的飛行狀態(tài)，這樣的做法必然導致極大的表達誤差，對于航天工作來(lái)說(shuō)是十分危險的。

像馬赫這樣的一些物理量其實(shí)還有很多，只是在我們的日常生活中很少用到而已，更多出現在復雜的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域當中，這也讓我們領(lǐng)略到科學(xué)研究的嚴謹，也對這個(gè)行業(yè)有了更多的敬意。