相信很多人都沒有聽說過“馬赫”這個詞，即便是聽過也很少有人知道它的的真正意思。那么，“馬赫”究竟是什么意思呢？
馬赫是什么？
沒有了解過的人肯定認(rèn)為“馬赫”是一個單位詞，但細(xì)究過它真正意義的人才明白，“馬赫”不是一個速度單位，它是速度跟音速的比值，物體的運(yùn)動速度除以音速最終得到的數(shù)值。
物理學(xué)中，音速是會跟隨周圍的環(huán)境發(fā)生變化的，音波在介質(zhì)中傳播，介質(zhì)的密度越大，音速越快，所以馬赫的大小也是不固定的。
例如，在低溫、與高溫的環(huán)境下，聲音的傳播速度不同，顯然在高空的情況下馬赫數(shù)更高些，低空的馬赫數(shù)較低。
當(dāng)海平面達(dá)到0攝氏度時音速為1193Km/hr；而在一萬米高空上，音速為1062km/hr，這一切都能說明音速會隨著環(huán)境改變而變化，馬赫數(shù)也不是固定的。
當(dāng)速度小于1馬赫稱為亞音速，速度在1～5馬赫稱為超音速，速度在5馬赫以上稱為高超音速。
而如果要問1馬赫到底有多快，它相當(dāng)于常規(guī)聲速，以每秒鐘340米來計(jì)算。按照這個方式來計(jì)算，15馬赫飛行一小時便是18360公里。
人類之所以要創(chuàng)造馬赫這個詞是因?yàn)轱w機(jī)和航天器在運(yùn)動過程中速度非常快，如果繼續(xù)使用米/秒、千米/秒來計(jì)算，很多數(shù)據(jù)就不會顯得清晰，科學(xué)家不能一目了然的得知真實(shí)數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致出現(xiàn)誤差。
所以馬赫的出現(xiàn)是為了方便科學(xué)家們計(jì)算實(shí)驗(yàn)中遇到的難題。
除了作為速度與音速的比值，馬赫還有一個重要的作用：那就是能夠準(zhǔn)確地描述飛行器的空氣動力學(xué)特性。
地球的溫度、空氣密度、大氣壓會根據(jù)高度的不同出現(xiàn)變化，飛行器在高速行駛的過程中受力狀態(tài)會隨著飛行高度出現(xiàn)較大的差異，因而音速與空氣密度、溫度、大氣壓等指標(biāo)存在著明確的對應(yīng)關(guān)系。
所以飛行器的馬赫數(shù)就可以當(dāng)作衡量空氣壓縮程度的理想指標(biāo)，準(zhǔn)確地描述出飛行器的空氣動力學(xué)特性。
馬赫是誰創(chuàng)造的？
馬赫數(shù)最早是由奧地利物理學(xué)家恩斯特.馬赫創(chuàng)造并使用的，馬赫的命名也是為了紀(jì)念這位偉大的物理學(xué)家。
馬赫一生著重于物理研究，他最重要的成就是使用紋影技術(shù)研究飛行拋射體，發(fā)現(xiàn)了物體在氣體高速運(yùn)動過程中產(chǎn)生的激波。
1887年，馬赫發(fā)表了六篇相關(guān)論文，他在論文中指出音速與速度之間的關(guān)系。后來，特朗普建議用馬赫數(shù)代表速度與音速的比值，馬赫數(shù)因此成為表征流體運(yùn)動狀態(tài)的重要參數(shù)。
第二次世界大戰(zhàn)后，超聲速飛行與原子爆炸相繼出現(xiàn)，馬赫的研究成果受到高度重視，在空氣動力學(xué)中得到廣泛使用。可見，馬赫數(shù)的發(fā)明是力學(xué)上一項(xiàng)突破性的進(jìn)展。
馬赫應(yīng)用于飛行器
馬赫數(shù)主要應(yīng)用于飛機(jī)火箭等追求極致速度的航空航天飛行器，如果按照15馬赫飛行一小時18360公里來算，一小時能繞地球一圈有余。
依照這個速度來看，擁有15馬赫的飛行器超過了地球上所有的飛行器，因?yàn)橛蒒ASA聯(lián)合美國軍方制造的X-43，它的速度也才9.6馬赫，與15馬赫相差了一大截距離。
不過，9.6馬赫的X-43已經(jīng)進(jìn)入了高超聲速的范疇，是世界上飛行速度最快的飛機(jī)之一，想要駕駛這種超聲速飛機(jī)，飛行員必須擁有強(qiáng)悍的身體素質(zhì)和高超的駕駛技術(shù)。
通常，戰(zhàn)斗機(jī)的速度只在超音速范圍，出于對安全因素和成本的考慮，戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)不會超出這個范圍，一旦超出這個范圍，戰(zhàn)斗機(jī)將面臨各種各樣的問題。
因?yàn)閼?zhàn)斗機(jī)的材質(zhì)和整體設(shè)計(jì)都必須最大化減小激波帶來的阻力，以及高溫的摩擦和動能聚集。
根據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，普通戰(zhàn)斗機(jī)速度達(dá)到3馬赫時，飛機(jī)機(jī)頭處的溫度可達(dá)到350攝氏度。普通的戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)身是采用航空鋁合金制造，然而350攝氏度根本不是航空鋁合金所能承受的溫度，所以當(dāng)速度達(dá)到3馬赫時，戰(zhàn)機(jī)極有可能解體。
如果戰(zhàn)斗機(jī)的速度再增加，那么它就和隕石墜落、航天器著陸的速度一樣了，空氣被劇烈壓縮，能量聚集會使空氣產(chǎn)生電離。
電離會干擾電磁信號發(fā)射，宇航員就會與陸地失去聯(lián)系。
除了戰(zhàn)斗機(jī)之外，我國長征五號運(yùn)載火箭“胖5”的速度能達(dá)到33～34馬赫之間，換算成秒的話就是11570米/秒，速度之快令人咋舌，可以說是我國航天事業(yè)歷史性的突破。
X-43戰(zhàn)斗機(jī)引以為傲的9.6馬赫在它面前根本不值一提，就連彈道導(dǎo)彈的俯沖速度十幾馬赫也追不上“胖5”的速度。
除去這些尖端的科技產(chǎn)品，其他的軍事武器也達(dá)到了用馬赫來概括速度，例如美國著名的戰(zhàn)斗機(jī)F-22，它的速度達(dá)到2.25馬赫。還有RPG-7火箭筒，它的速度是0.8馬赫，算是火箭筒中的翹楚。
人類既然能在速度上突破高超音速，那么實(shí)現(xiàn)光速飛行也不是什么不敢想的事情。目前，已知光速在真空中的傳播速度是每小時670616629英里。
根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論，越接近光速需要的能量越大，對于人類來說要達(dá)到光速所需的能量是一個天文數(shù)字。
于是有科學(xué)家提出借助引力波達(dá)到“曲速引擎”來操縱飛船的時空結(jié)構(gòu)可以達(dá)到超光速飛行，不過人類對引力波的了解還是極其有限的，想要利用它還需要一定的時間。
就算如此，還有科學(xué)家提出用量子糾纏技術(shù)制造黑洞的想法，這樣能使飛船直接穿越時空。但這些僅僅是設(shè)想，尚未得到實(shí)驗(yàn)與證實(shí)。
結(jié)語
不管人類最終會不會實(shí)現(xiàn)超光速飛行，但在馬赫這一單位基礎(chǔ)上，人類已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高超音速飛行，可以說人類在追求速度上已經(jīng)跨上了一個臺階，也標(biāo)志著人類的科技水平在不斷提高。
并且，高超音速的廣泛運(yùn)用，對于人類研究光速飛行起到了至關(guān)重要的作用。