導語
麥克風旁:“馬赫一，馬赫一...”接地氣的話，馬路套馬的意思，馬上就回來的意思。
在電影中，我們常會看到這樣的場景，飛機或飛彈在高速飛行時旁翼或者機身附近産生一道尖銳的錐形光波，這就是馬赫光錐，它出現在超聲速飛行時空氣被壓縮産生的閃光現象。
在航空領域，馬赫是用來表示飛機的飛行速度的量詞，它是一種相對概念，既不是米每秒也不是千米每小時，那麼什麼是馬赫數?
那麼又為什麼超音速飛行是飛行的一大突破呢?
那麼飛機達到15馬赫的速度能飛多遠呢?
今天我們就來探讨一下這個話題。
一、馬赫數的概念。
馬赫數是用來描述飛機速度的量詞，它是一種相對概念，是飛行速度與音速的比值。
是用飛行速度除以音速得到的一個無量綱量，沒有機關，是一個純量。
這個量詞的提出還要從德國科學家恩斯特·馬赫說起，他的名字正是馬赫數的由來。
1873年，奧地利科學家恩斯特·馬赫出生在捷克的摩拉維亞地區，出生于一個醫學世家，父親是一名醫生，曾長期在斯洛伐克的布拉迪斯拉發研究醫學。
然而，這位醫生并不滿足于醫學領域的研究，還涉獵于實體、光學、聲學理論，恩斯特·馬赫的研究道路正是開啟在父親的影響下。
在德國、奧地利的學術界，馬赫的名字是相當有名的，人們都知道他的父親維克多·馬赫是一位著名的醫生，然而很少有人知道，維克多·馬赫還是一位傑出的實體學家，緻力于聲學的研究。
在維克多·馬赫的引領下，恩斯特·馬赫很小的時候就開啟研究之路，十七歲那年，他發表了譯作品《聲音的曆史與實體學》。
在繼續攻讀學業的同時，恩斯特·馬赫還在維也納的實體研究所學習研究工作，對熱的力學研究産生了濃厚的興趣，參與到熱氣球的實驗中。
在這次實驗中，他發現當熱氣球升到一定高度時，氣溫會降低，于是他研究了氣體的各種實體特性以及熱力學的相關知識。
1869年，他成為了維也納大學的實體學教授，恩斯特·馬赫是十六、十七世紀的科學大師的繼承者，他的模式論受到了十七世紀的英國科學家牛頓的影響。
恩斯特·馬赫認為，人類的認識是通過感觀獲得的，脫離了感觀就是死的，實體學的理論必須和感觀相聯系。
為了驗證這個觀點，他提出了馬赫實驗，這個實驗和日常生活息息相關，他利用旋轉缸來驗證發生在缸的離心力，證明在缸上确實存在離心力這個實體現象。
在這個實驗中，恩斯特·馬赫還發現，當缸的轉速足夠大時，人體會出現暈眩的現象，這也是恩斯特·馬赫暈眩現象的廣義定義。
在實體學領域，暈眩現象還有一個專業的名詞：離心暈眩，用來描述物體圍繞中心旋轉時的一種暈眩感。
在飛機上面，我們所說的蛇形線也就是發生在飛機駕駛員頭上的暈眩，這種暈眩是由于加速度不斷變化造成的。
二、恩斯特·馬赫的貢獻。
在恩斯特·馬赫的學術道路上，他還自己進行了一系列的實驗，利用煙霧來觀察各種流體在不同速度下的流動狀态，這種實驗就是馬赫實驗。
在實驗中，他還提出了“馬赫錐”的概念，當飛機飛行速度超過音速時，周圍的空氣會因為壓力的變化産生一種激波，這些激波在空氣中以聲速的速度傳播，是以叫做“馬赫錐”。
而這些激波的邊界形狀就是“馬赫角”，是以，馬赫數的概念就是由恩斯特·馬赫在研究飛行領域的超音速飛行時産生的。
直到1930年，美國為了紀念恩斯特·馬赫的偉大貢獻，将聲速定為一馬赫，随着人類對音速的探索，飛機的速度越來越快，馬赫數也逐漸的變大了。
一馬赫的速度依據地球大氣層的溫度和濕度不同，大約為1.224公裡每秒，也就是約等于兩倍音速時的速度。
是以，超音速飛行是當飛機飛行速度超過音速時，就稱為超音速飛行。
一架飛機的馬赫數越高，飛行速度就越快，飛機的速度也會随之提升。
一架飛機的飛行速度不止一個馬赫數，在飛機的設計中我們經常會說，這架飛機的最大采用馬赫數是多少，這又是什麼意思呢?
那麼飛機的最大采用馬赫數是指飛機在設計時所能夠承受的最大飛行馬赫數，當飛機的馬赫數大于它的最大采用馬赫數時，就會發生失速和解體的現象。
飛機的最大采用馬赫數除了和飛機的設計有關，還和飛機的材質、結構、生産工藝等多個方面有關，飛機的最大采用馬赫數越大，飛機的造價也是越高。
飛機在飛行中的馬赫數是根據飛機的速度和音速的比值，是以，馬赫數是一個無量綱的純量，沒有機關。
飛機的飛行速度通常用馬赫數來表示。
一馬赫的速度是幾倍音速的速度則取決于飛機所處的環境，如果飛機在地面靜止不動，周圍的空氣靜止不動，飛機的速度為零，這個時候飛機的馬赫數就是零。
随着飛機的飛行速度逐漸加快，當飛行速度等于音速時，飛機的馬赫數就是一馬赫，飛機所處的速度就是音速的速度。
當飛機的馬赫數大于一馬赫時，飛機的速度就是超音速的速度，一架飛機的速度可以達到音速的兩倍或者兩倍以上，這就要看飛機的設計，和最大采用馬赫數大小。
轟炸機、戰鬥機、客機等飛機的最大采用馬赫數不一樣，是以，飛機的最大速度也是不一樣的，一般來說，轟炸機的最大速度在2.5馬赫左右，而戰鬥機的最大速度在3.5馬赫左右。
三、超音速飛行的突破。
人類曆史上首次實作超音速飛行是在1947年，當時美國試驗飛機“斯開特”号的飛行員夏克利進行了一次試飛，飛機的速度達到1.015馬赫。
直到1947年10月14日，美國的一架名為“X-1”的試驗飛機在空中達到了1.015馬赫的速度，這是人類曆史上第一次實作超音速飛行。
從此，開啟了航空技術的新紀元，人類對音速的探索也邁出了重要的一步，人類終于在1952年打破了5馬赫的速度，達到了6.7馬赫的速度，之後就很快的突破了8馬赫。
到了20世紀60年代，美國的“X-15”和蘇聯的“MiG-25”都達到了7馬赫以上的速度，蘇聯的“MiG-25”還達到了3.2馬赫的速度。
到了20世紀70年代，蘇聯發展出了一種名為“MiG-31”的飛機，它的速度超過了3.2馬赫。
美國也研發出了一種名為“F-15”的飛機，這種飛機的速度非常快，可以到達3馬赫左右，它們都是戰鬥機中超音速飛行的高峰。
而戰鬥機中速度最快的是美國研發的一種名為“SR-71”飛機，在20世紀70年代的時候，這種飛機就已經達到了3.3馬赫的速度。
随着飛機馬赫數的不斷提升，飛機的速度也變得越來越快，飛機的飛行能力也變得越來越強，超音速飛行技術的不斷發展也為航空事業和航天事業的發展做出了巨大的貢獻。
超音速飛行技術還在水下和地下交通領域有所應用，美國研發的一種名為“地鐵高鐵”的交通工具，它的速度可以達到3馬赫，遠遠超出了普通地鐵的速度。
超音速飛行技術還被應用到火箭發射技術中，在火箭的發射過程中，為了降低燃料的消耗，科學家研究出了一種名為“超音速氣體噴射”的技術，這種技術能夠提高火箭的推進效率。
在流體力學中，馬赫數不僅适用于飛行領域，還可以用來描述流體的速度，當流體的速度超過聲速時，就稱為超音速流動。
在火箭推進領域，馬赫數也可以用來描述火箭的速度，當火箭的速度超過2.5馬赫，就被稱為高超音速火箭，高超音速火箭還被應用到飛彈技術中。
在飛彈的飛行過程中，超音速現象比較常見，超音速飛行還被應用到航空事業和航天事業中。
結語
超音速飛行技術的突破不僅提升了人類的交通效率，還為國防安全領域提供了新的技術手段。
人類對音速的探索和突破，反映了人類對于挑戰極限和追求未知的精神。