马赫（Mach number）这个经常出现在战斗机和导弹速度的词语，到底是一个怎么样的单位？

比如，我国重型隐身第五代战斗机歼-20的最大声飞行速度在2.5马赫左右，日前我国试射的东风-31AG洲际弹道导弹的最大飞行速度达到20马赫。

因为“马赫”这个单位的用处，让很多人误以为它就是速度单位，大家普遍的概念为“马赫”即“音速”，几马赫，就相当于几倍音速。

这个说法正确吗？如果单纯按照好理解来讲的话，我们可以这么讲，但是本着对科学尊重和严谨的态度来讲，这是不对的。

严格意义来讲，马赫，是物体速度和音速的比值，而这里我们提到的音速，是指在标准大气压下，15℃的环境中，声音在空气中的传播速度。

一般音速为340米/秒，不过受温度影响，音速也会产生变化，气压不变，温度每升高1℃，音速增加约0.6米/秒。

那么“马赫”这个概念是怎么来的呢？他是由奥地利物理学家恩斯特·马赫在19世纪时候提出来的概念，也是目前人类对速度的定义中，最大的矢量概念。

他在空气动力学方面有着很高的造诣，空气动力学，说白了就是通过合理的外形布局让物体获得更高的速度，这对航空航天事业有很大的帮助。

但是随着物体的飞行速度越大，需要解决的问题也就越多，比如在物体进入超音速飞行的时候所遇到的音障。

空气，虽然是看不见摸不着的东西，但是学过物理的都知道，空气也是由很多分子组成，只是因为密度较小，才看不到。

为了方便理解，我们把空气比作水，接下来就能听懂了，一个物体在水中行进的时候，前面的水会有一个被压缩到复原到弹开的过程，在空气中也是一样。

一个西瓜被从一米高的地方扔进水里会安然无恙，但是如果从30米高空落进水里，就会被摔得粉碎。

这就是因为物体达到一定速度的时候，流体来不及被推开形成的屏障，也就是音障的由来。

二战的时候，战斗机在高空飞行，到达目标附近的时候，会俯冲投弹，为了减少飞机在敌方防空火力范围内的暴露时间，一般俯冲的时候，飞行员会开足马力。

重力加速度加上飞机发动机的推力，让很多飞机在俯冲的时候速度接近音速，从而遇上音障，质量不好的飞机就会在这时候解体，相当于飞机撞在空气中撞散架了。

所以，为了避免这个情况，飞行员需要实时了解飞机当前速度和音速的关系，来做出判断，这个时候，就需要飞机上的马赫表了。

音障就像是一道无形的墙，物体突破音障后，这些被压缩但是没有被推着走的空气就在物体尾部形成，音爆。

因为音速在空气中的传播速度受空气密度和温度的影响，而飞行器一般高空飞行，温度更低、压强和空气密度更小。

飞行员需要仪器来掌握当前速度和声音在目前环境下速度的比值，来确定什么时候会出现音障。

所以，马赫这个代表物体速度和音速比值的概念，并不是一个固定的数据。

也正是因为飞行器所飞行的环境不是恒定不变的，所以用“多少公里每小时”这样的恒定速度概念是不准确的，用马赫数更能体现出飞行器的空气动力性能。

就像一般舰船会用航速多少节来作为速度概念，那是因为船在逆流和顺流、逆风和顺风的时候，每小时航行里程不一样，所以只能用“节”来表达一个绝对值。

那么马赫到底有多快，世界上第一个突破1马赫速度的飞行器是哪国研制的？目前人类飞行器最大的速度又有多少马赫呢？

在“马赫”这个概念出现之后，人们将马赫进行了分类：

速度低于0.8马赫的被称为是亚音速、在0.8~1.2马赫之间的被称为跨音速，1.2~5马赫被称为超音速、5~8.8马赫被称为高超音速、而超过25马赫就是再入速度了（重返大气层的速度）。

世界上第一台超越1马赫的飞行器出现在1947年的美国，是一架X-1实验飞机，在1.2万米高空上，脱离母机之后，X-1飞机飞出了每小时1078公里的成绩。

这也是人类第一次突破音障飞行，是由美国传奇空军飞行员耶格尔完成的，在此后，他驾驶X-1进行了45次实验，最大速度达到了1.45马赫。

X-1超音速飞机

目前人类速度最大的飞机，也是美国该系列战斗机名为X-34，它的速度在大气层内达到了恐怖的9.8马赫，实现了高超音速。

当然，这是一架无人机，因为如果需要有人驾驶，那么飞行员就需要和航天员一样穿上抗荷服才能保住性命。

X-43

而我国也有高超音速的无人机，那就是“无侦-8”，虽然具体数据没有被官方公布，但是我们能在报道中找到蛛丝马迹。

《中国航空报》在2015年时候发表过一篇文章，讲的是我国某试飞中心，进行了新的无人飞行器试飞工作。

文章中除了提到飞行器的特殊剖面和外观之外，还重点提到了此次试飞是“试飞中心在高超音速试飞领域的突破”。

这就意味着我国已经掌握高超音速领域的飞行器。

而龙飞航空附件公司在2019年的贵州黄果树飞行大会中展示了一款无人机的头锥，并称这是我国某款无人飞行器上用的，复合材料耐热头椎，能保证在350℃的高温下长时间工作。

直到无侦-8问世，我们才发现，它的头锥和那次展示的一样。

那么要使温度达到350℃，需要飞行器多大速度呢？一般在2马赫速度飞行的时候，机头温度只有150℃，而想要达到350℃，飞行器速度就要超过5马赫，这不就实锤了。

而15马赫有多快呢？按照公式M=u/c（M：马赫数，u：速度，c：声速），飞行器一般都在高空飞行，音速会下降，基本在295m/s左右。

那么15马赫换算呈公里/时就是15930公里/小时，这个速度，地球赤道周长为40076米，也就是说一个物体以15马赫的速度绕地球一圈，一个小时都用不到。

现在在大气层内15马赫的飞行器还没有出现，不过随着人类科技的发展，相信在未来我们能放弃音速，去追求速度与光速的比值，这将推动人类对太空以及宇宙的探索。

《星际穿越》穿越虫洞片段