超音速

超音速(英文supersonic)是指在同一個介質中超過聲音的速度,音速在不同介質中的速度不一樣,所以超音速並不是一個固定的速度,若以攝氏20度C的氣溫,在海平面的高度,聲音的速度大約是每秒343公尺,換算為每小時 1234800 公尺,也就是時速為每小時1234.8公里,如果在同一個條件下能夠超過 這個速度就是超音速,若條件改變,超音速所代表的實際速度也會有所改變,所以在討論超音速的同時,必須先確認該介質環境的音速

超音速單位

超音速的單位是馬赫(英文 Mach)一般來說,衡量一個超音速飛行器的速度是利用音速的倍數來計算,也就是以馬赫來計算,1 馬赫是 761mph 或 1225 km/h,例如飛行速度是 1.5馬赫所代表速度是超過音速 1.5 倍的速度,大約是 1837.5 km/h 的速度,假設飛行速度介於 0.8 馬赫至 1.2馬赫之間,稱為穿音速,意思是飛行速度大約是音速,若超過 1.2 馬赫以上就稱為超音速,如果超過5馬赫可稱為超高音速。

關於音速

人類使用超音速來計算人造物體的飛行速度通常是在高空,所以在高空中的超音速並不一定是每秒超過343公尺,因為聲音是藉由介質的振動所傳遞,在攝氏零度 C 的海平面,音速大約是每秒 331.5 公尺,換算為時速是 1193公里/小時,但在一萬公尺的高空,音速只有每秒295公尺,約等於時速1062公里/小時,除此之外,在同樣的條件下,空氣中的溫度每升高1度C,音速就會增加每秒0.607公尺,所以空氣的溫度也會影響到音速的表現。

人類創造的超音速

人類史上曾經出現過兩架超音速客機,分別是英國飛機公司與法國航太公司共同研發的協和式客機以及前蘇聯圖波列夫公司研發的 Tu-144 超音速飛機,其中協和式客機的最大速度達到 2.2 馬赫,大約是每小時 2330 公里,Tu-144 的最高極速可達 2.35 馬赫,大約是 2878.75 km/h,這兩架超音速飛機的生產量都很少,協和式客機總共只生產了20架,其中只有16架投入正式商業營運,Tu-114 大約也只生產了16架,而且都有發生空難事故。

由於人類設計的超音速客機目前較難克服音爆與噪音等技術面的困難,所以在協和式客機與 Tu-114 超音速飛機停產之後,人類的商業飛行有很長一段時間沒有超音速客機的出現,直到2014年,美國航太公司 Aerion 與歐洲的空中巴士公司正聯合打造全新的超音速客機,在2015年6月份,美國太空總署 NASA 提供了 230 萬美元的資金,資助 8 項關於超音速飛機研發的計畫,希望藉此重啟人類超音速客機的進步。

除了超音速客機之外,人類所研發的戰鬥機與轟炸機比較多擁有超音速表現。

自然界的超音速

蝙蝠是自然界中懂得利用超音速的最佳例子,蝙蝠可以發出超音速的聲波,藉此來分析周圍物體所在的位置以及判斷周圍有哪些物質,蝙蝠發出超音波的時候,超音波會在碰觸到物質後反射,蝙蝠接收到反射的超音波之後,就能判斷周圍是牆壁、岩石、樹林還是昆蟲,透過這種超音波的應用,讓蝙蝠可以在黑暗中不會迷失方向,也可以在黑暗中尋找獵物進行覓食。

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最後更新於 2015-08-04
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