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  • 1 # 航空航天君

    我們都知道馬赫數,它是表示當前速度是聲速的多少倍,是航空領域中常用的速度計量單位,但對於航天領域卻不適用了,原因有以下幾點:

    根本原因——馬赫數的物理學限制,不允許在航天中使用馬赫數作為速度單位

    奧地利科學家E.馬赫在推導證明馬赫數時使用的條件限制導致馬赫數不適用於航天中。

    在馬赫數提出者、物理學家馬赫的論文《研究彈丸在空氣中的飛行軌跡》一文中提到:馬赫數定義為流場中某點的速度v同該點的當地聲速c之比,即Ma=v/c。這是與流體力學和空氣動力學相關的,馬赫數的存在必須要周圍存在介質,因為沒有介質聲音是無法傳播的,從根本上決定了馬赫數無法適用於航天探測器的速度單位。

    太空之中,不存在聲音傳遞介質或聲音傳遞介質稀薄,造成聲速傳播很慢,在不同宇宙空域馬赫數的計算標準就不一致,所以無法使用。

    重要原因——音速和溫度相關,高度越高溫度越低,音速越慢

    天空中,海拔與溫度有著嚴格的關係,海拔每升高一千米,氣溫降低6℃,但這個規律不適用於近太空與太空中,太空溫度與輻射有關,但我們無法準確的建立太空輻射的梯度場,無法找到一個衡量標準,就導致音速存在非規律性波動,導致測試的馬赫數並不準確,無法作為統一標準衡量飛行器所飛行區域的標準。

    重要原因——與航天探測器的設計計算有關

    我們知道,航天探測器想要脫離地球應力,就必須突破第一宇宙速度,7.9KM/S;要突破太陽系的應力束縛,就需要突破第二宇宙速度11.2KM/S。這些宇宙速度都是千米秒為統一單位,轉化為馬赫數單位,中間就需要大量的轉化計算,這對於航天飛行器的設計論證工作會帶來很多的不變與難處,所以從設計方面考慮也不能更不可能採用馬赫數作為航天探測器的速度單位。

  • 2 # 航天星世紀

    馬赫是在一定環境中的一個概念,比如大氣層,根據公式,不同氣體狀態(壓強、溫度)有當地的馬赫數,進入太空後,是真空,可沒有這個環境。在等離子體領域,也有這個馬赫數的概念,都有物質環境

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