天下武功，唯快不破。人类在追求速度这条道路上一发不可收拾。因为速度能带来效率，也意味着能带来更多的利益。

在我们如今的日常工作生活中，速度的提升给我们带来了极大的便捷：无论外卖还是快递，网速还是出行，都追求一个快字。在人们对速度和距离的追求下，诞生了许多科技成果，造就了辉煌的人类文明。而交通工具，无疑是体现人类追求速度的首要载体。

在物资和生产力都极其匮乏的远古时代，人们提升行走速度往往需要借助于承载力更大速度更快的牲口，因此驯服了马、牛、羊、骆驼作为交通工具。

农村的牛车

后来，人们根据原木的滚动原理，发明了轮子，以此打开了交通工具的发展史，并以轮子为载体制作出了各类推车和能用牲畜来拉载的马车、牛车。

同时，人们还学会了用船作为交通工具，从小型船只到大型帆船，虽然运载量和速度都有所提升，但还离不开人力摇桨的配合。

而人类第一次接触蓝天，还要从热气球开始。利用热动力将热气球放飞空中的同时，也标志着，人类对于蒸汽动力有了一个相对完善的认知和利用。

同年，第一艘蒸汽船出世；随后，回到地面来看，蒸汽火车和自行车也相继面世，极大提升了人类在地面行驶速度。到后来的第二次和第三次工业革命之后，汽车，飞机，地铁都应运而生。

人类发明了飞机

时至今日，甚至自动驾驶汽车和磁悬浮列车都已经面世，人类在交通工具的发展史中逐渐解放了双手，还大大提高了速度和效率，给人们的出行和生活都带来了极大的便利。

人们在研究速度这条道路上，自然离不开对速度的标准和定义；万事万物皆有度量的统一标准和尺寸，这个统一的标准就是我们所谓的单位。在速度领域来讲，除了常见的路程时间比，还有一种名为马赫的单位。

在速度里有两种速度是出了名的快，那就是光速和音速，而马赫则是与音速相关的单位，可见是非常地快了。那么，一马赫每秒相当于是多少米？若是飞行器以十五马赫的速度飞一小时，又是多少公里？

人类发明了磁悬浮列车

马赫

马赫是速度与音速的比值，这个单位最早由奥地利物理学家恩斯特.马赫所提出并使用，因此被称为马赫。目前，马赫通常用于飞机火箭等追求极致速度的航空航天飞行器领域。

恩斯特.马赫最为人所熟知的工作是使用纹影技术研究飞行抛射体，发现了物体在气体高速运动过程中产生的激波。

因此，马赫数成为如今表征流体运动状态的重要参数，在空气动力学之中广泛使用，因此衍生出超音速飞行和原子弹爆炸，可见恩斯特.马赫与马赫数在物理力学上的历史性地位和杰出贡献。

恩斯特.马赫旧照

通常情况下，马赫数小于一为亚音速、比音速慢；马赫数大于五为超高音速，比音速快。但是由于音速在不同环境的影响下会呈现不同的速度，因此相对之下马赫数的数值并不固定。

目前来说，在高空平流层由于受到的空气阻碍较小，能观测到较高的马赫数。一般情况下，马赫的数值会随着介质的不同而改变。

因此，如果想要知道马赫每秒能跑多少米，我们只能以大概的速度来换算，以自然情况下，音速在十五摄氏度的空气中传播的速度为依据，一马赫相当于是三百四十点三米每秒，约等于一千二百多千米一小时。

那么，十五马赫的速度差不多是每小时一万八千四百公里左右，能达到这个速度的，就目前地表飞行器来说，就只有传说中的超音速飞机。

人类想象的超音速飞行器

超音速飞行

目前，只要能达到马赫数1.2以上的飞行器就能被称为超音速飞行。在超音速的飞行过程中，飞机在空气中穿行产生的声音密度波也会因为无法超过飞机行驶速度而聚集在飞机尾部，形成音锥。

从而造成剧烈的音爆效应，音爆会使建筑的玻璃震碎，甚至会导致耳聋，因此，各个国家一般禁止超音速飞行器在居民区上空进行超音速飞行。

超音速的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到5马赫，从而实现超音速飞行。

超音速飞机突破音障

当飞行速度高于2.5马赫时，由于机身与空气的高速剧烈摩擦会使机身表面温度急剧升高，因此在马赫数高于2.5马赫之后的飞行器都要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，会因为速度过高，压力减小而造成黑视和眩晕，危害到飞行员的人身安全，因此，飞行员进行超音速飞行时必须穿戴特制压力服。

而人类的超音速飞行史最早可以追溯到上个世纪中期，美国军用领域试验了世界上首款飞行速度超过6马赫的X-15超音速飞机，时速相当于是每小时七千公里。

X-15超音速飞机

二战期间，许多战斗机在加速俯冲时速度一旦达到0.9马赫接近音速时，就会感受到强烈的音障：通常，此时机体周围的流动态会发生激波和剧烈的干扰阻力，导致机身抖动失控甚至当场解体。

在二战之中许多飞机就丧生于音障。直到二战后喷气式飞机的出现，为突破音障实现超音速飞行带来可能性。

英国最先对超音速飞行展开研究，最初目标最快仅仅是能达到1.6马赫，但因为音障的存在导致许多飞机失事遇难，于是因为太过危险终止了这一超音速飞行的研究。

战斗机在空中解体

后来美国也对此以火箭发动力为核心展开了研究，用X-1以1.1015马赫完成了人类首次突破音障的超音速飞行，发现了只要突破1马赫就不会有音障的存在。

由此，人类在超音速飞行上的道路一去不复返，先后完成了两倍音速，甚至六倍、二十五倍音速的超音速飞行。为了突破音障的阻碍，目前超音速飞机通常采用后倾斜角度的机翼设计。

并且超音速飞行通常具备纵向静稳定性增大和飞机阻尼随马赫数增大而减小的特点，使得飞机受干扰的可能性大大减少。但是因为超音速飞行对于机身材料的极大考验，目前最常见的超音速飞行器飞行速度通常保持在2-3马赫。

人类想象中的超音速飞行器

超音速飞行器的应用

那么，超音速如此之快，究竟有什么用呢？通常情况下，超音速飞行领域分为超音速飞机、超音速导弹。目前主要用于军事领域的各类飞行战斗机。

随着隐形战机的出现，超音速巡航概念也横空出世。相比超音速飞行，超音速巡航要求的飞行时间更长，而半个小时就是超音速飞行和超音速巡航的分水岭。

超音速武器，目前作为军事领域的一大杀伤武器，速度是决定胜负的最为关键的一道门槛。拥有超音速巡航能力的战斗机在空中作战中能拥有更大的优势和反制空间。

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