天下武功，只快不破。人类在追求速度的道路上失控。因为速度能带来效率，也就是说能带来更多的好处。
在我们今天的日常工作和生活中，速度的提高给我们带来了极大的便利：无论是外卖还是快递、网络速度还是旅行，我们都在追求快一词。在人们对速度和距离的追求下，诞生了许多科技成果，创造了辉煌的人类文明。交通工具无疑是人类追求速度的主要载体。
在材料和生产力极度匮乏的古代，人们往往需要用承载力更大、速度更快的动物来提高行走速度，所以马、牛、羊、骆驼被驯服作为交通工具。
农村的牛车
后来，人们根据原木的滚动原理发明了车轮，开启了交通工具的发展历史，以车轮为载体制作了各种手推车、马车和牛车，可以由牲畜携带。
与此同时，人们也学会了用船作为交通工具，从小船到大型帆船，虽然载荷和速度都有所提高，但也离不开人力摇桨的配合。
人类从热气球开始第一次接触蓝天。利用热动力将热气球放入空中的同时，也标志着人类对蒸汽动力和利用相对完善。
同年，第一艘蒸汽船诞生了；然后，回到地面，蒸汽火车和自行车也出现了，大大提高了人类在地面上的速度。在第二次和第三次工业革命后，汽车、飞机和地铁应运而生。
人类发明了飞机
今天，甚至自动驾驶汽车和磁悬浮列车也出现了。在交通发展史上，人类逐渐解放了双手，大大提高了速度和效率，给人们的旅行和生活带来了极大的便利。
在研究速度的道路上，人们自然离不开速度的标准和定义；一切都有统一的测量标准和尺寸，这就是我们所说的单位。在速度领域，除了常见的距离比，还有一个叫马赫的单位。
速度有两种速度，即光速和音速，而马赫是与音速相关的单位，可以看出它非常快。那么，一马赫每秒相当于多少米呢？如果飞机以15马赫的速度飞行一个小时，有多少公里？
人类发明了磁悬浮列车
马赫
奥地利物理学家恩斯特·马赫是速度和音速的比例.马赫提出并使用它，所以它被称为马赫。目前，马赫通常用于追求终极速度的航空航天飞机领域，如飞机火箭。
恩斯特.马赫最著名的工作是利用纹影技术研究飞行抛射体，在气体高速运动过程中发现物体产生的激波。
因此，马赫数已成为表征流体运动状态的重要参数，广泛应用于空气动力学，导致超音速飞行和原子弹爆炸，可见恩斯特.马赫和马赫数在物理力学方面的历史地位和杰出贡献。
恩斯特.马赫旧照
一般来说，马赫数小于亚音速，比音速慢；马赫数大于5是超高音速，比音速快。但由于音速在不同环境的影响下会出现不同的速度，马赫数的值相对不固定。
目前，由于空气阻碍较小，高空平流层可以观察到较高的马赫数。一般来说，马赫的值会随着介质的不同而变化。
因此，如果我们想知道马赫每秒能跑多少米，我们只能以大致的速度换算。根据自然情况下15摄氏度空气中音速的传播速度，一马赫相当于每秒343米，约1200公里一小时。
然后，十五马赫的速度大约是每小时18400公里。就目前的地表飞机而言，只有传奇的超音速飞机才能达到这个速度。
超音速飞的超音速飞机
超音速飞行
目前，只要能达到马赫数1.2以上的飞机，就可以称为超音速飞行。在超音速飞行过程中，飞机通过空气产生的声密度波也会聚集在飞机尾部，形成锥形，因为它不能超过飞机的速度。
由此产生强烈的声爆效应，声爆会破碎建筑物的玻璃，甚至导致耳聋。因此，各国一般禁止超音速飞机在居民区上方飞行。
超声飞行速度离不开冲压喷气发动机的发明，以航空煤油为燃料，推进速度为2-5马赫，从而实现超声飞行。
超音速飞机突破音障
当飞行速度高于2.5马赫时，机身表面温度急剧升高，因为机身与空气之间的高速剧烈摩擦。因此，马赫数高于2.5马赫的飞机应采用耐热合金结构材料进行防热处理；
当飞行的马赫数达到6时，由于速度过高，压力降低，会引起黑视和眩晕，危及飞行员的人身安全。因此，飞行员在超音速飞行时必须穿特殊的压力服。
人类的超音速飞行史可以追溯到上个世纪中期，美国军事领域测试了世界上第一个飞行速度超过6马赫的飞行史X-超音速飞机时速相当于每小时7000公里。
X-15超音速飞机
第二次世界大战期间，一旦许多战斗机在加速俯冲时达到0.9马赫，他们就会感到强烈的声障：通常，身体周围的流动会产生激波和剧烈的干扰阻力，导致身体抖动失控，甚至当场解体。
许多飞机在二战中死于音障。直到二战后喷气飞机的出现，才有可能突破音障，实现超音速飞行。
英国首先研究了超音速飞行，最初的目标是达到1.6马赫，但由于音障的存在，许多飞机死亡，所以超音速飞行的研究因为太危险而终止。
战斗机在空中解体
后来，美国也以火箭发动力为核心进行了研究X-1.1015马赫完成了人类第一次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。
因此，人类在超音速飞行中的道路已经消失，完成了两倍音速，甚至六倍音速和二十五倍音速的超音速飞行。为了突破音障的障碍，超音速飞机通常采用后倾角的机翼设计。
此外，超音速飞行通常具有纵向静态稳定性增加和飞机阻尼随马赫数增加的特点，大大降低了飞机干扰的可能性。然而，由于超音速飞行对机身材料的巨大测试，最常见的超音速飞机飞行速度通常保持在2-3马赫。
超音速飞行器在人类想象中
应用超音速飞机
那么，超音速这么快有什么用呢？通常，超音速飞行领域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。
随着隐形战斗机的出现，超音速巡航的概念也诞生了。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。
超音速武器作为军事领域的主要杀伤武器，速度是决定胜负的最关键门槛。具有超音速巡航能力的战斗机在空中作战中具有更大的优势和对抗空间。
人类在超音速导弹方面有了不错的成就
且其能减少被红外探测监视并发现的可能性，军事作用极其显著。而超音速导弹则能够在最快的时间内达到打击敌方的目的，用速度决定成败。
因此，各个国家在军事方面都致力于超音速武器的研究。除了象征科技天花板之一的军事领域，有很多人们也在向往着民用超音速飞行器的到来。
但目前民用超音速客机的发展还有着很大的阻碍，因为客机的根本性质还是盈利，在要求盈利的同时还要具有足够的安全性能。
人类正在尝试着研究超音速客机
而需要一些门槛的超音速飞行技术应用在体积庞大的客机上未尝不是一个难题，如何保证大客机在突破音障时具有绝对的安全性，以及如何保持大客机能维持长时间的超音速飞行。
这对于小型战斗机来说都不是一个完全能解决的问题，更何况放在承载量和体型都极大的客机上?因此，超音速客机的制造成本就远远高出普通客机。
其超音速发动机所需的燃油也远比普通客机的成本要高，如果折算成票价，这对于普通乘客来说也许并不是一件划算的事情，航空公司也难以盈利。所以，目前超音速飞行在民用领域的应用还需要时间。
超音速客机成本会很高
光速飞行的可能性
那么，超音速飞行已成现实，我们不妨来大胆设想一下人类实现光速飞行的可能性。目前，已知光速在真空中的传播速度大概是每小时670616629英里。
首先根据爱因斯坦的狭义相对论，越接近光速需要的能量越大，最终达到光速所需要的能量对于现在的人类来说算是一个不可企及的天文数字。
但是也不乏有许多人展开了对于光速飞行可能性的脑洞实验。有人推测借助引力波达到“曲速引擎”来操纵飞船的时空结构可以达到超光速飞行，但我们目前对于引力波的了解还极其有限，谈不上利用的程度。
人类对光速的想象图
也有人猜测可以用量子纠缠技术制造黑洞，使飞船直接穿越时空。或者稍微现实一点来看，利用电磁场和磁性爆炸对光粒子进行加速来实现光速飞行也未尝不可。
不过，目前这些设想仅仅停留在实验猜想阶段，并未得到证实和实现。目前光速飞行对于人类来说相当于“跨维度飞行”。
其原理远远高于人类的认知范围，所以离人类真正实现光速飞行还需要一个跨世纪的重大科技突破。
宇宙中的黑洞想象图
总结
总之，在马赫这一单位的基础上，人们已经突破了各类型超音速飞行的记录，这也代表着人类科技的不断发展进步。而突破音速并不是重点，光速才是人们更加遥不可及的下一个挑战点。
希望随着对光速飞行的研究，超音速民用飞机也能得到大规模使用，人类对于速度的追求能够上到一个更新的台阶，甚至穿越时空的局限进行时空旅行都不再是天方夜谭。速度，永无止境。
人类想象中的超音速飞行器
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