Mixing
马赫
關於与「马赫」名称相近或相同的条目，請見「马赫 (消歧义)」。马赫（英语：Mach number）是表示速度的量词，又叫馬赫數。一马赫即一倍音速：馬赫數小於1者為次音速，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。[1][2]
Ma=UC{displaystyle {mathit {Ma}}={U over C};}。
其中U為流速，C為音速。音速為壓力波（聲波）在流體中傳遞的速度。馬赫數的命名是為了紀念奧地利學者恩斯特·马赫（Ernst Mach, 1838-1916）。
F/A-18大黃蜂戰機以接近音速的速度飛行。
马赫一般用于飞机、火箭等航空航天飞行器。由于声音在空气中的传播速度随着不同的条件而不同，因此马赫也只是一个相对的单位，每“一马赫”的具体速度并不固定。在低温下声音的传播速度低些，一马赫对应的具体速度也就低一些。因此相对来说，在高空比在低空更容易达到较高的马赫数。
1947年10月14日，耶格尔驾驶X-1试验飞机在加州南部上空脱离B-29母机，上升到一万二千公尺高空，并在此高度上达到每小时1078公里的速度，首次突破音障，超过了一马赫。
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。
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盡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。
目录
1 分類
2 馬赫角
3 註釋
4 參見條目
5 外部連結
分類
依照馬赫數的不同，流體分為幾種流況：
- 不可壓縮流
次音速不可壓縮流：M<0.3
- 可壓縮流
次音速可壓縮流：0.3≤M≤0.75
穿音速：0.75≤M≤1.2
超音速：1.2≤M≤5
超高音速：M≥5
馬赫角
馬赫角定義為
u=arcsin1M{displaystyle {mathit {u}}=arcsin {1 over M};}。
是一個與馬赫數有關的函數。
註釋
^ Young, Donald F.; Bruce R. Munson; Theodore H. Okiishi; Wade W. Huebsch. A Brief Introduction to Fluid Mechanics 5. John Wiley & Sons. 2010: 95. ISBN 978-0-470-59679-1.
^ Graebel, W.P. Engineering Fluid Mechanics. Taylor & Francis. 2001: 16. ISBN 978-1-56032-733-2.
參見條目
- 空氣動力學
- 穿音速
- 超音速
外部連結
Gas Dynamics Toolbox Calculate Mach number and normal shock wave parameters for mixtures of perfect and imperfect gases.
NASA's page on Mach Number Interactive calculator for Mach number.- NewByte standard atmosphere calculator and speed converter
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