马赫数的意思、马赫数的详细解释

马赫数的解释

[Mach number] 表示物体运动速度对周围空气中的音速之比的数

词语分解

• 马的解释 马 （馬） ǎ 哺乳动物，颈上有鬃，尾生长毛，四肢强健，善跑，供人骑或拉东西：马匹。骏马。马到成功。马首是瞻（喻跟随别人行动）。 大：马蜂。马勺。 姓。 笔画数：； 部首：马； 笔顺编号：

专业解析

马赫数是流体力学中表征物体运动速度与介质中声速比值的无量纲数，由奥地利物理学家恩斯特·马赫（Ernst Mach）提出并命名。根据《现代汉语词典》（第7版），其定义为“飞行器在空气中的运动速度与该高度远前方未受扰动空气中的声速的比值”。这一概念在航空航天领域具有核心意义。

从物理内涵来看，马赫数反映流动介质的压缩效应强度。当马赫数小于1时称为亚声速流动，等于1时为声速流动，大于1则为超声速流动。参考《中国大百科全书·力学卷》，该数值的临界性体现在：当飞行器达到马赫数1时会产生激波，引发阻力剧增和能量耗散现象。

工程应用层面，马赫数被广泛用于飞行器设计。《航空流体力学》（国防工业出版社）指出，民航客机巡航马赫数通常为0.8-0.9，而第五代战斗机的超音速巡航能力要求达到马赫数1.5以上。在气象学中，该参数还可用于分析台风中心气压与风速关系。

计算公式可表示为： $$ Ma = frac{v}{c} $$ 其中$v$为物体运动速度，$c$为介质中的声速。需要特别说明的是，声速会随介质温度变化，标准大气条件下（海平面15℃）约为340米/秒。

网络扩展解释

马赫数是用于描述物体速度相对于声速的物理量，其核心定义和应用如下：

基本定义

• 数学表达式：马赫数（Ma）是物体速度$v$与当地声速$c$的比值，即：
  $$
  Ma = frac{v}{c}
  $$
  该值为无量纲数（无单位），仅表示速度与声速的倍数关系。

• 声速的影响因素：声速受介质密度、温度等条件影响，例如在15℃空气中约为340m/s，但在高空低温环境下可能降至295m/s。因此，同一马赫数对应的实际速度会因环境变化而不同。

分类与物理意义

1. 亚音速（Ma < 1）：速度低于声速，常见于民航飞机。
2. 跨音速（Ma ≈ 1）：接近声速时，气动特性复杂，可能产生激波。
3. 超音速（Ma > 1）：突破“音障”后，如战斗机（Ma=2~3）。
4. 超高音速（Ma > 5）：如高超音速导弹或航天器再入大气层。

命名与历史

为纪念奥地利物理学家恩斯特·马赫（Ernst Mach），他在19世纪末首次提出用速度与声速的比值研究弹丸运动，后被广泛应用于航空航天领域。

实际应用

• 航空航天：描述飞机、导弹、火箭的速度。例如，协和客机巡航速度为Ma=2.04，F-22战斗机最高达Ma=2.25。
• 流体力学：Ma>0.3时，流体可压缩性效应显著，需考虑压缩性对气流的影响。

注意事项

• 马赫数需结合具体环境（如高度、温度）判断实际速度，不能直接换算为固定数值。
• 成语中常用“马赫数”比喻事物发展迅猛，如“科技以马赫数迭代”。

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