馬赫

馬赫 （ M或Ma ， Mach number ） 是流體力學中的無量綱數 ， 表示通過邊界的流速與局部音速之比 。 ， 其中 ： 爲局部馬赫數 ， 爲相對於邊界的局部流速 ， 爲介質中的音速 。 馬赫數的命名是爲了紀念奧地利學者恩斯特 · 馬赫 （ Ernst Mach ） 。 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着不同的條件而不同 ， 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 。 1947年10月14日 ， 查克 · 葉格駕駛X - 1試驗飛機在加州南部上空脫離B - 29母機 ， 上升到一萬二千公尺高空 ， 並在此高度上達到每小時1078公里的速度 ， 首次突破音障 ， 超過了一馬赫 。 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 ， 此種流場稱爲亞音速流 （ Subsonic flow ） ， 流場可視爲不可壓縮流場 。 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 ， 此時氣體之流動稱爲可壓縮流場 （ Compressible flow ） 。 當馬赫數Ma > 1.0 ， 稱爲超音速流 （ Supersonic flow ） ， 此類流況在航空動力學中才會遇到 。 任何超過音速移動的物體會從頭部向後產生錐狀的能量震波 （ 速度越高錐角越小 ） ， 其力量可能會破壞接觸物體 ， 而且會摩擦製造高溫 ， 因此其體型設計必須儘量限制在錐狀震波的範圍內 ， 同時要採用高抗熱性的材料 。 在地表的速度換算相當於一馬赫 ≈ 1225km / h, 767mph, 1125ft / s 。 飛行物在相同的速度下 ， 其馬赫會因所在高度空氣的音速不同而有差異 ； 高度越高 ， 音速越低 ， 而使得馬赫越高 ， 因此高空飛行的速度會降低以免產生衝擊 。