เลขมัค หน่วยที่ใช้อธิบายความเร็วมัคเป็นเมตร กิโลเมตร หรือไมล์ต่อวินาทีหรือต่อชั่วโมง และหน่วยที่สูงกว่าสามารถอธิบายได้ด้วยความเร็วเหนือเสียง แต่ความเร็วของเสียงเพียง 340 เมตรต่อวินาที 1,224 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และต้องคำนึงถึงความดันบรรยากาศด้วย นี่คือกุมารเวชศาสตร์ทั้งหมดเพื่ออธิบายความเร็ว คุณยังต้องใช้มัคจึงจะเหมาะสม

มัคเป็นชื่อของนักฟิสิกส์ชื่อดัง เอินสต์ มัค เช่นเดียวกับที่นิวตันใช้เพื่อแสดงหน่วยของแรงมัคยังใช้เพื่อรำลึกถึงคุณูปการทางฟิสิกส์ของเขาอีกด้วย เนื่องจากความเร็วของเสียงไม่คงที่ในความหมายที่เข้มงวด และความเร็วของการแพร่กระจายเสียงในสื่อต่างๆไม่เหมือนกัน 340 เมตรต่อวินาที ที่เรากำลังพูดถึงจำกัดเงื่อนไขอุณหภูมิ 1 ความดันบรรยากาศมาตรฐานและ 15 องศาเซลเซียส

หากเสียงแพร่กระจายในของแข็งและของเหลว จะไม่ใช่ความเร็วนี้และต้องพิจารณาถึงความหนาแน่นของตัวกลางการแพร่กระจาย ยิ่งความหนาแน่นมากเท่าไหร่ เสียงก็ยิ่งเดินทางเร็วขึ้นเท่านั้น เพื่อความสะดวกในการคำนวณ ผู้คนกำหนดเลขมัคเป็นอัตราส่วนของความเร็วในการเคลื่อนที่ของวัตถุต่อความเร็วของเสียงและเมื่อ เลขมัค เท่ากับ 1 จะถูกกำหนดเป็น 1 เท่า ของความเร็วเสียง เมื่อมีค่าน้อยกว่า 1 จะถูกกำหนดให้เป็นซับโซนิก เมื่อมีค่ามากกว่า 5 จะถูกกำหนดให้เป็นไฮเปอร์โซนิก

ดังนั้น มัคจึงไม่สามารถแสดงความเร็วเคลื่อนที่ของวัตถุ เช่น กิโลเมตร โดยสัญชาตญาณและไม่สามารถอธิบายง่ายๆได้ว่ามีกี่กิโลเมตรต่อชั่วโมง มันเป็นเพียงอัตราส่วนและไม่สามารถคงที่ได้ ถึงตอนนี้ บางคนอาจถามว่าทำไมการใช้มัคเป็นหน่วยความเร็วจึงลำบาก ทำไมเรายังใช้มันอยู่ ความเร็วของเครื่องบินขับไล่นั้นเร็วมาก เพราะสิ่งเดียวที่ในศิลปะการต่อสู้ในโลกนี้ไม่สามารถทำลายได้คือความเร็ว

ความเร็วของเครื่องบินรบในสงครามสมัยใหม่ สามารถไปถึงความเร็วเหนือเสียงได้ เมื่อเครื่องบินขับไล่บินด้วยความเร็วสูง อากาศด้านหน้าจะถูกบีบและเด้งออก และเครื่องบินจะฟื้นตัวหลังจากบินผ่านไป แน่นอนว่าจะใช้เวลาพอสมควร แต่เมื่อเครื่องบินขับไล่เข้าใกล้ความเร็วเสียง อากาศจะไม่มีเวลาฟื้นตัว และอากาศจะสะสมมากขึ้นเรื่อยๆเมื่อความเร็วของเครื่องบินขับไล่เพิ่มขึ้น ปิดกั้นด้านหน้าของเครื่องบินรบสร้างพื้นผิวคลื่นกระแทกเรียกอีกอย่างว่ากรวยเสียง

แต่ลักษณะของกรวยเสียงนั้นไม่ค่อยดีนัก นั่นหมายถึงแรงต้านของเครื่องบินมีมากขึ้น ในการฝ่าแนวต้านเหล่านี้เครื่องบินต้องเร่งความเร็วต่อไปในเวลานี้เสียงระเบิดที่รุนแรงมักเกิดขึ้น นี่คือเสียงระเบิดที่เราได้ยินโดยอธิบายไม่ได้ในบางครั้ง นั่นคือโซนิคบูม หากสภาพอากาศและสภาพแวดล้อมเอื้ออำนวย คุณยังคงเห็นเมฆโซนิคบูมเมื่อคุณเงยหน้าขึ้นมองทันเวลา สำหรับคนธรรมดาที่ไม่เคยเห็นเครื่องบินรบ คลาวด์โซนิคบูมนั้นหายากมาก แต่สำหรับนักบินรบมันเป็นเรื่องธรรมดา

เมฆโซนิคบูมนั้นอันตรายถึงชีวิตมากและจะส่งผลต่อการได้ยินของผู้คน หากปรากฏในเมืองที่เต็มไปด้วยตึกสูง มันอาจทำให้กระจกแตกได้โดยตรง ร้ายแรงกว่านั้น สิ่งก่อสร้างที่แข็งแรงน้อยกว่าบางส่วนจะได้รับความเสียหายจากมันด้วย การทะลุผ่านกำแพงเสียงอันทรงพลังนั้น ยากพอๆกับการทะลุผ่านกำแพงคอนกรีตเสริมเหล็ก ดังนั้น จึงเป็นเรื่องสำคัญมากสำหรับเครื่องบินรบที่จะต้องฝ่าผ่านความเร็วของเสียง แต่นักบินสามารถรู้ได้เพียงความเร็วในการบินของเขาผ่านแผงหน้าปัด แต่เขาไม่สามารถตัดสินความสัมพันธ์กับความเร็วของเสียงได้ ขณะนี้มัคซึ่งแสดงถึงอัตราส่วนของความเร็วของวัตถุต่อความเร็วของเสียง แสดงค่าของมัน

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ความเร็วการแพร่กระจายของเสียงไม่คงที่ และมีค่าคงที่ 340 เมตรต่อวินาทีถูกจำกัด แต่เป็นไปไม่ได้ที่เครื่องบินขับไล่จะถูกจำกัด และระดับความสูงในการบินจะแตกต่างกันไปตามช่วงเวลา ความเร็วของเสียงจะลดลงเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น และอากาศจะบางลง ดังนั้น ความเร็วเหนือเสียงจึงเป็นตัวแปรสำหรับเครื่องบินรบ

หากเครื่องบินรบติดตั้งเครื่องดนตรีมัค นักบินสามารถจับและปรับความเร็วได้ตลอดเวลา เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการทำลายกำแพงเสียง นอกจากจะใช้ในการคำนวณค่าตัวเลขแล้ว เครื่องมือมัคยังมีบทบาทมากขึ้นโดยสามารถอธิบายลักษณะอากาศพลศาสตร์ และมีความสำคัญทางกายภาพอย่างมาก คุณลักษณะทางอากาศพลศาสตร์หมายถึงแรงทางอากาศพลศาสตร์ที่กระทำต่อเครื่องบิน และโมเมนต์ต่อจากรูปร่างของเครื่องบิน ท่าทางการบิน และความเร็ว ตลอดจนกฎการแปรผันของตัวแปรต่างๆเช่น ความหนาแน่นของอากาศ ความหนืด และแรงอัด สามารถวิเคราะห์สมรรถนะของเครื่องบินได้

เครื่องบินรบสามารถปรับปรุงและอัปเกรดได้อย่างต่อเนื่อง และเครื่องดนตรีมัคสามารถมีส่วนร่วมอย่างมาก ในฐานะที่เป็นหน่วยความเร็ว เครื่องบินขับไล่ 1 มัค สามารถบินได้เร็วแค่ไหน ในฐานะที่เป็นหน่วยของความเร็วมัคได้รับการเสนอโดยชุมชนฟิสิกส์ในปี 1929 แต่เนื่องจากข้อจำกัดของวัสดุในขณะนั้น ความเร็วของเครื่องบินรบจึงไม่สูงนัก

จนกระทั่งในปี 1947 เครื่องบินขับไล่ X-1 ของอเมริกาบินด้วยความเร็ว 1.06 มัค ที่ระดับความสูงมากกว่า 13,000 เมตร ทำให้มนุษย์สามารถก้าวแรกในการบินเหนือเสียงได้ ปัจจุบัน เครื่องบินที่เร็วที่สุดในโลกคือเครื่องบินอเมริกัน X-43A ที่มีความเร็วเหนือเสียง ซึ่งสามารถทำความเร็วตามทฤษฎีได้ถึง 10 มัค เครื่องบินทดลอง X-43A ทำการบินทดสอบ 3 ครั้ง ครั้งแรกล้มเหลว ครั้งที่ 2 หลังจากแยกออกจากจรวดเพกาซัส มันบินที่ระดับความสูงเกือบ 29,000 เมตร เป็นเวลา 11 วินาทีด้วยความเร็วประมาณ 7 มัค ครั้งสามมันใช้จรวดเปกาซัสอีกครั้งบินด้วยความเร็วประมาณ 9.8 มัค ที่ระดับความสูงมากกว่า 12,000 เมตร และในที่สุดก็บินไปที่ระดับความสูงมากกว่า 35 กิโลเมตรจากพื้นดิน

หากคุณยืนยันที่จะแปลง 9.8 มัค ในสภาพแวดล้อมปัจจุบันเป็นหน่วยทั่วไปความเร็วจะอยู่ที่ประมาณ 11,200 กิโลเมตรต่อชั่วโมง การเดินทางรอบโลกประมาณ 40,000 กิโลเมตร ตามความเร็วของ X-43A 9.8 มัค ภารกิจจะเสร็จสิ้นใน 3 ชั่วโมง แม้ว่าจะไม่มีเครื่องบินลำใดสามารถแซง X-43A ได้ แต่นักวิทยาศาสตร์ยังคงมีความคาดหวังอย่างมากที่จะออกแบบเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงรุ่นต่อไปให้มีความเร็วเท่ากับ 15 มัค

จากความเร็วเสียงมาตรฐานที่ 1,224 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ความเร็วนี้คือ 18,360 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งสามารถหมุนรอบโลก 1 ครั้ง ในเวลาเพียง 2 ชั่วโมง ถ้านักวิทยาศาสตร์บางคนสามารถนำความเร็วระดับ 15 มัค ไปใช้กับเครื่องบินพาณิชย์ได้ มนุษย์จะเดินทางรอบโลกได้ไม่ยากเลยหรือ แต่ในปัจจุบันนี้เป็นเพียงความฝันและยากที่จะทำให้เป็นจริง ไม่ว่ามนุษย์จะสามารถทนต่อความเร็วสูงเช่นนี้ได้หรือไม่ ความเร็วของวัตถุก็ถูกจำกัดด้วยแรงโน้มถ่วงเช่นกันและยิ่งวัตถุมีมวลมาก แรงโน้มถ่วงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ตัวอย่างเช่น ความเร็วของใบพัดของจรวดอยู่ที่ประมาณ 7 มัค และจรวดที่มีภาระหนักไม่สามารถไปถึง 7 มัคได้ ดังนั้นจึงมีเงื่อนไขมากมายในการเพิ่มความเร็วของเครื่องบิน แน่นอนไม่ว่ายานความเร็วเหนือเสียงจะมีกี่มัค ความเร็วแสงเป็นความเร็วที่เร็วที่สุดในเอกภพ ซึ่งหมายถึงความเร็วที่คลื่นแสงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายในสุญญากาศ และทำความเร็วได้ถึง 299,792.458 กิโลเมตรต่อวินาที

บทความที่น่าสนใจ : มะเร็ง เต้านมที่พบบ่อยที่สุดปัจจุบันพบผู้ป่วยมากกว่ามะเร็งปอด