“天下武功唯快不破。”人类在追求速度的过程中失去了控制。因为速度可以带来效率，也意味着更多的收益。

在我们的日常工作生活中，速度的提升给我们带来了极大的便利:无论外卖还是快递，网速还是出行，我们都追求“快”字。在对速度和距离的追求中，人们产生了许多科技成果，创造了辉煌的人类文明。交通工具无疑是人类追求速度的首要载体。

在物资和生产力极度匮乏的古代，人们往往需要更大的承载量和更快的速度的动物来提高行走速度，于是驯服了马、牛、羊、骆驼作为交通工具。

农村牛车

后来，人们根据圆木的滚动原理，发明了轮子，开辟了交通运输的发展史，以轮子为载体，制成了各种可以用牲畜拉的大车、马车、牛车。

同时，人们也学会了用船作为交通工具。从小船到大帆船，虽然运载能力和速度都有所提高，但还是离不开人桨的配合。

而人类第一次接触蓝天，还得从热气球说起。在空中利用热能放飞热气球，也说明人类对蒸汽动力有了比较完善的认知和利用。

同年，第一艘蒸汽船诞生；然后，再回头看地面，蒸汽火车和自行车也相继出现，大大提高了人类在地面上行驶的速度。第二次、第三次工业革命后，汽车、飞机、地铁应运而生。

人类发明了飞机。

今天连自动驾驶汽车和磁悬浮列车都出来了。人类在交通运输的发展历史中逐渐解放了双手，大大提高了速度和效率，给人们的出行和生活带来了极大的便利。

没有速度的标准和定义，人们就无法研究速度。任何事物都有一个统一的衡量标准和大小，这个统一的标准就是我们所说的单位。在速度领域，除了常见的旅行时间比，还有一个单位叫做马赫。

有两种速度是出了名的快，那就是光速和音速，而马赫是和音速有关的单位，说明它很快。那么，1马赫每秒是多少米呢？如果飞机以15马赫的速度飞行一小时，是多少公里？

人类发明了磁悬浮列车。

马赫

马赫是速度与音速之比。这个单位是由奥地利物理学家恩斯特·马赫首先提出并使用的，所以它被称为马赫。目前，马赫通常用于航空航天飞行器领域，如飞机、火箭等追求速度极限的飞行器。

恩斯特·马赫最著名的工作是利用纹影技术研究飞行弹丸，发现物体在高速气体运动过程中产生的冲击波。

因此，马赫数成为表征流体运动状态的重要参数，在空空气动力学中有着广泛的应用。由此推导出超音速飞行和原**爆炸，可见恩斯特·马赫和马赫数在物理力学中的历史地位和杰出贡献。

恩斯特·马赫的老照片

通常情况下，马赫数小于1为亚音速，比音速慢；马赫数大于五就是超音速，比音速还快。但由于声速在不同环境的影响下会表现出不同的速度，所以马赫数的数值并不是固定的。

目前在高空平流层可以观测到较高的马赫数，因为空气体的阻碍较小。一般来说，马赫数会随着介质的不同而变化。

所以，如果你想知道每秒能跑多少米马赫，我们只能用一个大概的速度来换算。以自然条件下音速在15摄氏度的空气中传播的速度空计算，1马赫相当于每秒340.3米，约合每小时1200公里。

那么，15马赫的速度大约是每小时18400公里。就水面飞机而言，只有传说中的超音速飞机才能达到这个速度。

人类想象的超音速飞机

超声速飞行

目前飞机只要能达到1.2以上的马赫数，就可以称之为“超音速飞行”。在超音速飞行过程中，飞机穿过空空气产生的声密度波也会因为不能超过飞机的速度而聚集在飞机尾部，形成一个圆锥体。

从而造成严重的音爆效应，可以震碎建筑物的玻璃，甚至导致耳聋。所以各国普遍禁止超音速飞机在居民区空进行超音速飞行。

超音速飞行速度离不开冲压发动机的发明，冲压发动机以航空空煤油为燃料，以2到5马赫的速度推进，实现了超音速飞行。

超音速飞机突破音障

当飞行速度高于2.5马赫时，由于机身与空气体的高速剧烈摩擦，机身表面温度会急剧上升，因此2.5马赫以后的飞机应采用耐热合金结构材料进行热处理。

当飞行马赫数达到6时，会因高速减压而出现黑屏和眩晕，危及飞行员的人身安全。因此，在超音速飞行时，飞行员必须穿上特制的压力服。

人类超音速飞行的历史可以追溯到上世纪中叶。美**事领域测试了世界上第一架X-15超音速飞机，飞行速度超过6马赫，相当于每小时7000公里。

X-15超音速飞机

二战期间，很多战斗机在加速俯冲时，一旦速度达到0.9马赫，就会感受到强烈的音障:通常此时机身周围的流动动力会产生冲击波和严重的干扰阻力，导致机身摇晃失控，甚至当场解体。

在第二次世界大战中，许多飞机因音障而丧生。直到二战后喷气式飞机的出现，才使得突破音障，实现超音速飞行成为可能。

英国第一个研究超音速飞行。最初的目标是最早达到1.6马赫。但是因为音障的存在，很多飞机坠毁死亡，超音速飞行的研究因为太危险而终止。

战斗机在空解体

后来美国也以火箭动力为核心对此进行了研究，用X-1完成了第一次以1.1015马赫突破音障的超音速飞行，发现只要突破1马赫，就不会有音障。

于是，人类的超音速飞行之路一去不复返了，完成了两倍音速，甚至六倍、二十五倍音速的超音速飞行。为了突破音障的障碍，目前超音速飞机通常采用后倾角的机翼设计。

并且超音速飞行通常具有纵向静稳定性增加、飞机阻尼随马赫数增加而减小的特点，大大降低了飞机干扰的可能性。但由于超音速飞行对机身材料的极大考验，最常见的超音速飞机的飞行速度通常保持在2-3马赫。

人类想象中的超音速飞机

超音速飞机的应用

那么，超音速有什么用呢？通常，超音速飞行分为超音速飞机和超音速导弹。目前主要用于军事领域的各种飞行战斗机。

随着***战斗机的出现，超音速巡航的概念诞生了。与超音速飞行相比，超音速巡航需要更长的飞行时间，半小时是超音速飞行和超音速巡航的分水岭。

超音速武器作为目前军事领域的主要致命武器，速度是决定胜负的最关键门槛。具备超音速巡航能力的战斗机，在战斗中期可以有更大的优势反制空。

人类在超音速导弹方面取得了不俗的成绩。

而且可以降低被透视探测监控发现的可能性，军事作用极其显著。超音速导弹可以在最快的时间内达到攻击敌人的目的，其成败取决于它的速度。

因此，各国都致力于超音速武器在军事上的研究。除了象征科技天花板的军事领域，很多人都在向往民用超音速飞机的到来。

但目前民用超音速客机的发展还存在很大的障碍，因为客机的根本性质是盈利性，同时要求有足够的安全性能。

人类正在努力研究超音速客机。

然而，将需要一些门槛的超音速飞行技术应用到大型客机上，却是一个难题。如何保证大型客机突破音障时的绝对安全，如何保持大型客机能够长时间保持超音速飞行。

这对于一架小型战斗机来说都不是完全可以解决的问题，更何况是运载能力和体积都巨大的客机？所以超音速客机的制造成本远远高于普通客机。

其超音速发动机所需的燃料也远高于普通客机的成本。如果换算成票价，这对于普通乘客来说可能不是一件划算的事情，航空公司空公司也很难盈利。因此，超音速飞行应用于民用领域尚需时日。

超音速客机会很贵。

以光速飞行的可能性

那么，超音速飞行已经成为现实，我们不妨大胆想象一下人类以光速飞行的可能性。目前已知true 空中的光速约为每小时670，616，629英里。

首先，根据爱因斯坦的狭义相对论，你越接近光速，你需要的能量就越大，而你最终达到光速所需要的能量，对于今天的人类来说，是一个高不可攀的天文数字。

但也有很多人对光速飞行的可能性进行了脑洞实验。有人推测，飞船的时间空结构在引力波的帮助下到达“曲速驱动”，可以飞得比光速还快。但目前我们对引力波的了解极其有限，谈不上利用的程度。

人类对光速的想象

还推测可以利用量子纠缠技术制造黑洞，让飞船直接穿越时间空。或者更现实一点，用电磁场和磁爆来加速光粒子以光速飞行也未尝不可。

但目前这些假设还只是处于实验猜想阶段，还没有得到证实和实现。目前光速飞行对于人类来说相当于“跨维度飞行”。

它的原理远远高于人类的认知范围，所以还需要一个跨世纪的重大科技突破，人类才能真正做到光速飞行。

宇宙中黑洞的想象

摘要

总之，在马赫的基础上，人们突破了各种类型超音速飞行的记录，这也代表了人类科技的不断发展和进步。突破音速不是重点，光速才是下一个人无法企及的挑战。

希望随着对光速飞行的研究，可以大规模使用超音速民用飞机，人类对速度的追求可以达到一个更新的层次。即使跨越空的限制，空旅行也不再是幻想。速度，永无止境。

人类想象中的超音速飞机

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